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永磁电机在风力发电系统中的应用及趋向

2017-10-27 16:03:01来源:网络浏览: 评论:0

  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。

 

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