永磁电机在风力发电系统中的应用及趋向

发布日期：2017-10-31 浏览次数：569

具体应用

转子在风速推动下的速度控制是风力发电的基本要素，结合现有的风力发电装置而言，发电系统装置可分为不同的类型，如双馈电机驱动、高速永磁驱动、中速半直接驱动、低速直接驱动。

（1）高速双馈电机风力发电系统。该系统对转速的要求较高，需要在稳定的风力条件下才能保证电机运转速度的稳定，因此在实际使用中的频率相对较小。当然这类电机不仅可以提高运行效率与功率密度，还能降低电机体积与转子的铜耗和铁耗，节省成本，保证运行的稳定与安全。

（2）高速永磁电机风力发电系统。此系统作为一种常用的风力发电装置，具有十分明显的优势，如减少转子对风能的消耗，增加产电效率、减少电机占用面积和整体质量，提高电机的工作效率。同时这种电机可以打破传统的电刷设计，采用电环设计的形式，进而降低因外。

（3）中速半直驱永磁电机风力发电系统。与低速直驱永磁电机相比，这种电机在风力发系统中具有更为灵活的设计，能够利用逐级加速的形式使电机进行工作，继而保证发电系统运行的安全性和稳定性。

（4）低速直驱永磁电机风力发电系统。对于低速直驱永磁电机来说，其能够在小风能的拖动作用下，将风能转化为电能，产生更为稳定的电流；当然在实际建造过程中，这种电机受自身因素的影响，如庞大的体积等，对地势提出了更高的要求，并且在运行环节易出现发热问题，对安装环境通风要求相对较高。

应用趋向

永磁电机在风力发电系统中的应用趋向可从以下几点进行分析：一是电机结构型式。电机结构型式在未来的发展方向为：（1）无铁芯定子永磁电机：能够减轻电机的重量，消除齿槽转矩脉动，降低电机的振动与噪声；（2）组合式永磁电机：提出多定子、多转子的轴向与横向磁通永磁风力发电机，有效减小电机的体积，促进电机功率密度的提升。二是电机制造工艺。在电机制造过程中，选用模块化的发展形式，以便于现场检修与安装、运输和制造等。三是电机冷却技术。目前随着科学技术的快速发展，电机冷却技术的研发速度也越来越快，如蒸发冷技术和高温超导技术，其中蒸发冷技术具有较小的铜耗和电机效率影响，可以增加电流密度；而高温超导技术是在低成本高温超导线材的基础上加以发展，尚处于实验阶段。四是电机控制技术。永磁电力风机发电系统在今后的发展过程中，主要会集中于运行可靠、电能质量和机组效率等方面的提升；同时从功率变换控制和发电机控制等层面而言，选用多相和多绕组结构，这样不仅可以保证电机的出力，还能提高系统的可靠稳定运行。