直驱风机与双馈风机的主要区别参考文档

向 转 子 输 入 功 率 输入直流电
风机在同步状态运行时
三、发电结构的区别
发电机定子绕组输出50Hz交流电
向 电 网 输 出 功 率 输入反相序10Hz交流电
风机在超同步状态运行时
三、发电结构的区别
不同频率、幅值的电流整流成直流电
逆变为与电网相位幅值频率一样的交流电
四、变频器的区别
• 变频器一般使用交直交这种形式，两边 各有一个PWM变流器，和电网连接的一般称 为网侧变流器，和发电机连接的一般称为 机侧变流器，中间使用直流环节将两边连 接起来。变流器可以实现整流和逆变这两 种基本的功能。中间回路使用电容建立直 流环节
时，即将三相电源中任意两相绕组接线互换，旋转磁场就会改变方向。
ωt=0 º时
ωt=60º时
ωt=120º时
ωt=180º时
三、发电结构的区别
发电机定子绕组输出50Hz交流电
向 转 子 输 入 功 率 输入同相序20Hz交流电
风机在亚同步状态运行时
三、发电结构的区别
发电机定子绕组输出50Hz交流电
一、传动结构的区别
风电机组常用齿轮箱结构：一级行星加两级平行轴、两级行星加一级平行轴
一级行星二级平行轴
二级行星一级平行轴
一、传动结构的区别
齿轮箱不仅仅指发电机增速箱 偏航电机、变桨电机的减速器 都是齿轮箱
二级行星轮齿轮箱.avi
二、发电机的区别
双馈异步发电机： 双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变流器与电网连 接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节， 机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。由于 采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了"柔性连接"，即可以根据电网电 压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使 其能满足要求。
四、变频器的区别
全功率风力发电机一般采用永磁发电机（也可以是其它类型的，但目前多用的是 永磁同步发电机），成本高一些，但这时发电机与电网全隔离，发电机受的冲击小， 寿命长，故障率低，特别是对电网波动的敏感度小，可不增加任何设备实现低电压 穿越功能，在电网故障时，可以发出无功，以维持电网电压。
大功率交-直-交变流器的价格非常昂贵，在双馈风力发电机组中的交-直-交变流 器仅向转子绕组提供励磁电源，功率为发电机的25%已够用，相对全功率变流器价格 便宜多了，这也是双馈风力发电机组的主要优点之一。
简单介绍
直驱风机与双馈风机
的区别
什么是风力发电机组？
• 风力发电机组是将叶轮吸收的风能转化为机械能， 再由发电机将机械能转化为电能，最终输出交流电 的电气设备。（广义地说，风能也是太阳能的一种 形式，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为 热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。）
风力发电机组的分类二、Fra bibliotek电机的区别频率： 交流电机转速与频率的关系可用如下公式：
n=60f/p
n：电机转速，转/分钟 f：电源频率
p：电机磁极对数
我国规定标准电源频率为f=50周/秒，所以旋转磁场的转速的大小只与磁极对数有关， 磁极对数多，旋转磁场的转数就低。当电动机的绕组为一对N,S极时，其旋转磁场和电源 同步，也是3000r/min。当绕组极对数为2时，旋转磁场为1500r/min。极对数为3，旋转 磁场为1000r/min，余类推。但是电动机转子的转速总是落后于磁场同步转速的，如2对 极的电动机实际转速约为1450r/min
二、发电机的区别
直驱同步发电机： 直驱同步发电机又叫低转速发电机，都是多极结构，有多极内转子结构与多极外 转子结构等，只是要求在结构上更轻巧一些。近些年高磁能永磁体技术发展很快， 在直驱式发电机中得到广泛应用。采用永磁体技术的直驱式发电机结构简单、效 率高。磁直驱式发电机在结构上主要有轴式结构与盘式结构两种，轴式结构的磁 场方向为径向气隙磁通，又分为内转子、外转子等；盘式结构的磁场方向为轴向 气隙磁通，又分为中间转子、中间定子、多盘式等。
1、
•
按照桨叶数量分类可分为“单叶片”、“双叶片”、“三 叶片”和“多叶片”型风机
2、
• 按照风机接受风的方向分类，可分为：“上风 向型”、“下风向型”
3、
• 依据风机旋转主轴的方向分类，可分为：“水平轴 式风机”、“垂直轴式风机”
4、
• 按照功率传递的机械连接方式的不同，可分为“双 馈风机”、“直驱型风机”
一、传动结构的区别
分流式
同轴分流式
同轴式
一、传动结构的区别
• 行星齿结构 • 它们的转动轴线是不固定的，而是安装在一
个可以转动的支架（蓝色）上（图中黑色部 分是壳体，黄色表示轴承）。行星齿轮（绿 色）除了能像定轴齿轮那样围绕着自己的转 动轴（B-B）转动之外，它们的转动轴还随着 蓝色的支架（称为行星架）绕其它齿轮的轴 线（A-A）转动。绕自己轴线的转动称为"自 转"，绕其它齿轮轴线的转动称为"公转"，就 象太阳系中的行星那样，因此得名“行星齿 轮”。
这就是为什么直驱的发电机级数高的原因
三、发电结构的区别
风速是不稳定的，风力机的风轮转速是在不停的波动中，经 过增速箱增速的发电机转子转速也跟随不断变化，采用普通 交流发电机发出电的频率也是不断变化的。要想交流发电机 输出频率稳定的电压，就必须保持转子转速稳定，也就是保 证发电机内旋转磁场转速的稳定。交流同步发电机转子产生 的磁场相对转子是不变的，发电机转速变，输出电压的频率 也跟着变。如果转子产生的磁场相对转子可以旋转变化，也 就是说必须要转子转速变化不影响旋转磁场的转速。
4、变流器
3、发电结构
全功
率
同步
2、发电机
/
双馈
1、传动系统
级数
齿轮 箱
一、传动结构的区别
• 双馈风力发电机组的传动系统 风机的传动系统一般包括风轮、
主轴承、低速轴、高速轴、齿轮箱、 联轴节和制动器等 。但不是每一 种风力机都必须具备所有这些环 节。有些风力机的轮毂直接连接到 齿轮箱上, 不需要低速传动轴。 • 直驱风力发电机组的传动系统
二、发电机的区别
三相交流发电机发电原理： 假设三相交流发电机，定子铁芯的内圆均匀分布着6
个槽，嵌装着三个相互间隔120度的同样线圈，分别称之 为A相线圈、B相线圈、C相线圈。当转子匀速旋转时三个 线圈顺序切割磁力线，都会感生交流电动势，其幅度与 频率相同。实际的三相交流发电机定子铁芯上有多个槽 多个三相绕组按规律均匀的分布在槽中。
转子旋转磁场.flv
三、发电结构的区别
旋转磁场:
旋转磁场就是一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。当三相对称电流通入三相对称绕 组，必然会产生一个大小不变，且在空间以一定的转速不断旋转的旋转磁场旋转磁场的旋转方向 由通入三相绕组中的电流的相序决定的。即当通入三相对称绕组的对称三相电流的相序发生改变
二、发电机的区别
• 发电机依靠转子对定子的相对运动来 发电，在定子与转子之间的间隙称为 气隙。
• 径向磁通：磁力线垂直于气隙面，与 所在点直径方向平行，称为径向气隙 磁通。
• 轴向磁通：磁力线垂直于气隙面，与 转轴方向平行，称为轴向气隙磁通。
二、发电机的区别
内转子发电机
外转子发电机
盘式发电机
不管内转子还是外转子，转动的部分永远是磁极，定子为绕组，直驱风机没有集电环。
三、发电结构的区别
• 举个例子，对于单极发电机输出电压频率为50Hz时，其内 部旋转磁场的转速是50转/秒，如果转子也是50转/秒，则旋 转磁场相对转子是静止的；当转子转速变为30转/秒时，让转 子产生20转/秒的旋转磁场，两者转速加起来就能产生50转/ 秒的旋转磁场，就能发出50Hz的交流电；当转子转速变为60 转/秒时，让转子产生10转/秒的反方向旋转磁场，两者转速 加起来也能产生50转/秒的旋转磁场，就能发出50Hz的交流电 来。
双馈风机
双馈风力发电机组主要由风轮、增速箱、 双馈异步发电机、交-直-交变流器、变 压器等组成，风轮经过增速后带动发电 机，发电机定子绕组线端是发电机电力 输出端，通过开关箱连接到交流电网； 发电机转子绕组通过集电环连接到交-直 -交变流器，变流器另一端连接变压器， 变压器另一端通过开关箱连接到交流电 网，这样组成的系统，可在发电机转速 低于同步转速40%与高于同步转速15%内 正常运行。
直驱风机
• 直驱式风力发电机，是一种由风力直 接驱动的发电机，亦称无齿轮风力发 动机，这种发电机采用多极电机与叶 轮直接连接进行驱动的方式，免去齿 轮箱这一传统部件。主要由风轮、永 磁同步发电机、交-直-交变流器、变 压器等组成。
直驱式风力发电机组示意图
直驱风机 与
双馈风机 的
主要区别 有
哪几点？
二、发电机的区别
比如转子有3对磁极，旋转一周磁场将循环3个周期，每旋转120度磁场变化1个 周期。在定子铁芯内园周有18个嵌线槽。 在120度机械角度里有6个槽，均匀 分布A相、B相、C相3个线圈；另外两个120度里同样各自分布3个线圈。3个A相 线圈串联起来即为整机的A相绕组，3个B相线圈串联起来即为整机的B相绕组， 3个C相线圈串联起来即为整机的C相绕组，3个绕组的引出端为相线当转子匀速 旋转时A、B、C相线圈顺序切割磁力线，都会感生交流电动势，其幅度与频率 相同。
四、变频器的区别
• “双馈”其本意是能量的双向反馈，双馈风机发电的能量流动有两种形式，一种是 电网给变频器供电，变频器对转子绕组进行励磁，对转子绕组进行馈电。能量的流向 是从电网流向转子。另外的一种形式是发电机转子处于发电状态，向双馈变频器输出 能量，此时转子侧变流器处于整流状态，中间直流环节不变，网侧变流器处于逆变状 态，将中间直流母线电压逆变为和电网电压幅值和频率一致的交流电，将能量反馈给 电网。 • 双馈的优点是变频器的功率可以只的风机功率的三分之一，这样可以降低成本，但 这也使使风机对电网的波动比较敏感，在电网电压波动时，比较容易跳闸脱网。
风轮直接连接在发电机上
一、传动结构的区别
齿轮箱: 齿轮箱又叫变速箱，是一种动力传达机构，通过不同齿数的齿轮啮合，将马 达的转速转换到执行设备需要的转速，并能改变转矩的结构。 齿轮箱分类: (1)按内部传动链结构分为：平行轴结构齿轮箱和行星结构齿轮箱以及他们相
互组合起来的齿轮箱 (2)按变速次数分为：单级和多级 (3)按转动的布置形式分为：展开式、分流式、和同轴式以及混合式等等