风力发电原理资料重点

机组外转子 All a WEC needs …
失效－安全、自调节、空气冷却
磁钢 Magnets 铁芯叠片
Laminated core
绕组 Winding
风 Wind
外转子发电机: 大的外表面，利于散热
自然冷却, 不必使用强迫风冷
通风道 Cooling channel
转子 Rotor
定子 Stator
直驱机组配置 All a WEC needs …
1
3
2
7
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8
6
4 9
(1) 叶轮 叶片 (2) 轮毂 (3) 变桨系统 (4) 发电机转子（外转子） (5) 发电机定子 (6) 偏航系统 (7) 风速风向采集系统 (8) 底板 (9) 塔架 (10) 提升机
(1) Rotor blade (2) Casted hub (3) Blade pitch system (4) Generator rotor (5) Generator stator (6) Yawing system (7) Wind measurement system (8) Machine base (9) Tower (10) Auxillary winch
风力发电机工作原理简图
金风S43/600风力发电机组的技术指标如下：
机 型：失速型、变桨距，带叶尖气动 刹车、上 风向、三叶片
额定功率：600kW 风轮直径：43m 轮毂中心高：40m,50m(根据塔架高度) 起动风速：3m/s 额定风速：12m/s（与气候条件有关） 停机风速：24m/s 最大抗风：70m/s 最大风能利用系数：CPmax≥0.4 控制系统：计算机控制，可远程监控 工作寿命：≥20年 工作环境温度：-20℃～45℃（普通型） -30℃～45℃（寒带型） 噪声：≤50dB（A）（距机组150m处）
直接驱动风力发电机组基本结构
1.2MW直接驱动风机主要技术指标
类 型：三叶片、上风向、变速变桨功率调节、永磁直接驱动。
额定功率： 1200kW
叶轮直径： 62m
传动类型： 直接驱动
发电机类型： 永磁同步发电机
控制系统： 计算机控制，远程监控
偏航系统： 主动对风
切入风速：
3-4m/s
额定风速：
12m/s
直接永磁技术的优势
结构简单紧凑，可靠性 高；
机械传动损耗减少； 电机效率高运行范围宽； 无需励磁，无碳刷滑环，
维护量少；
对恶劣环境的适应性很 强；
1.导流罩 8.发电机 14. 偏航轴承
2.叶轮
3. 机舱 4.增速箱
5.高速机械刹车 6.连轴器及安全离合器 7.油散热器
9.风速仪、风向标
10.提升机
11.发电机弹性支撑 12.TB1控制器 13.液压站
15.偏航刹车 16.偏航驱动
17.塔架
18.机舱底板
19.齿轮箱弹Baidu Nhomakorabea支撑
控制策略及输出特性
风力发电简介
姓名：院 海 导师：晁勤 教授
主要内容：
一. 风力发电的原理 二. 异步发电机简介 三. 直驱风机简介
风力发电的原理：
利用风力带动风车叶
片旋转，再透过增速机将旋 转的速度提升，来促使发电 机发电。依据目前的风车技 术，大约是每秒三公尺的微 风速度（微风的程度），便 可以开始发电。
风力发电正在世界上
形成一股热潮，为风力发电 没有燃料问题，也不会产生 辐射或空气污染。
风力发电机基本组成
风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。
各部分功能为： （1） 叶片用来接受风力并通过发电机转化为电能； （2） 尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大 的风能； （3）转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向 的功能；
基本控制策略： 低于额定风速时，
跟踪 Cpmax 曲线，以获 得最大能量。
高于额定风速时， 跟踪 Pmax 曲线，并保 持额定输出。
直驱永磁风力发电机
1. 直驱永磁风力发电机采用低速多极永磁发电机， 取消了沉重的增速齿轮箱，发电机轴直接连接到 风 机轴上，降低了噪音，提高了可靠性。 2. 由于其被设计成在几乎所有的风况下都能获得较 大的空气动力效率，提高了捕捉风能的效率。试验 表明，在平均风速6.7m/s时，直驱风电机要比恒速 风电机多捕获15%的风能。同时，由于机舱重量减 轻和改善了传动系统各部件的受力状况，使风机的 支撑结构减轻，基础等费用也可降低，运行维护费 用也较低。 3.取消了补偿电容，不但不吸收电网无功，而且还 可以向电网发送无功；平稳并网，并网冲击电流不 大于额定电流的20%
电 机 理 论 ：p=60f/n0 发 电机结 构 ：D=2P ‫ז‬ 电机设计：PN=1/C*ND2l
机组配置
电容和控制系统 Capacitor and control system
齿形带 Toothed belt
叶片 Rotor blade
变桨驱动 Pitch drive
皮带轮 Belt pulley
长寿命变桨装置 采用齿形同步带
对冲击载荷的低敏感性
无需润滑
三个独立的交流变桨驱动电机
双层电容的后备电源，免维护
主要零部件
变距系统设计方案
驱动装置： 采用三个相互独立的变频
调速电机传动机构。 后备储能单元：
采用大容量电容，免维护， 可靠性高。 传动方式：
同步齿型带，免维护， 成 本低。
机组配置
All a WEC needs …
高效的变流装置（变频）
电网掉电不会产生峰值扭矩 50 Hz 或 60 Hz电网频率的不同将不需要更改硬件设备 高变速范围（11～20RPM) 并网时无冲击电流 高效的二极管整流
1
MA
~~
永磁 发电机
2
3
B= C
=
三相 整流 升降 压
=4
5
6
7
D
E
F
逆变~~~
滤波 器
变压 器 电网
变流器
逆变器
风机叶片
切出风速：
25m/s
安全风速：
70m/s
最大风能利用系数： Cpmax≥0.44
噪声：LWA≤100dB(A)
(距地面10米，8m/s风速标准状况下)
年均可利用率： ≥95%
设计使用寿命： ≥20年
核心组成：
永磁同步发电机
类型：96极永磁同步发电机 定子：三相绕组 转子：永磁，位于绕组外圈 额定功率：1200KW 额定电压：700V 转速范围：11～20rpm 绝缘等级：F 防护等级：IP54 发电机外径：4500mm 定子长度：740-800mm 绕组：采用Rofil线 浸漆方式：普通浸漆