应用于风力发电机的永磁双转子电机

《应用于风力发电机的永磁双转子电机》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、应用于风力发电机的永磁双转子电机　　摘要：现阶段风力发电机主要有两种，分别为双馈异步发电机、永磁同步发电机，这两种发电机都具有优势与劣势，如果将两者融合起来，应用永磁双转子电机，不仅能够避免这两种发电机运行过程中存在的缺陷，还能够继承其相应的优势。　　关键词：风力发电机；永磁双转子电机　　现阶段应用的电机基本上都是一个定子、一个转子。这些电机虽然应用范围比较广，但是却存在着严重的缺陷，影响使用效果。因此风力发电机有必要应用全新的电机。本文主要通过对永磁双转子电机的工作原理的介绍，详细的分析了应用于风力发电机的永磁双转子电机，仅供参考借

2、鉴。　　1永磁双转子电机的工作原理5　　永磁双转子电机的定子与普通三相异步电动机一样，主要产生旋转磁场；电机的转轴带动笼型转子旋转输出机械功率；从动的永磁转子相对于转轴旋转，转动时作同步转速运行。永磁转子位于电机定子和主动转子的中间，其本身没有磁轭，是通过铜制的龙骨架骨镶嵌磁条，经粘结封装而制成磁性滚筒。磁场磁力线经上、下气隙，与定子铁心和转子铁心形成回路。从已知的电机原理可以知道，定子与永磁转子构成了同步电机，永磁转子与笼形转子构成了异步电机，当作为电动机工作时，定子三相交流电产生的旋转磁场带动永磁转子作同步运行，同时永磁转子带动笼

3、形转子作异步运行，此时电动机的机械输出与定子构成异步电动机。由于电动机采用了永磁转子励磁，电动机定子不需要励磁电流，电动机工作又显现出同步电动机的电气特性。　　当电动机的机械输出轴由于外力的作用，机械转速超过电动机的同步转速时，此时电动机转为发电机工作状态，同样可以知道，此时作为发电机具有同样的特性，反映在电气上又显现出同步发电机的特性，反映在运行上又具有异步发电机的特点。由于永磁转子的存在，可改善电机的功率因数；同时由于永磁转子的作用，使气隙磁场与转子绕组的耦合作用也比普通异步电动机为好，电动机的效率也可适当提高。永磁双转子电机具有

4、异步电机的运行特点和同步电机的电气特性，是异步电机、同步电机与新材料的结合，对传统的电机也是一次创新。当作为电动机应用时，可改善电机的功率因数和效率，对节能降耗具有现实意义；同时它所具有的发电机特性，即在作同步发电机运行时，其机械转速不必遵循同步转速的约束，而像异步电动机一样随负载的变动可在一定范围内调整。这种独特的同步发电特性，还有待于作更深入的研究。下面就作为发电机应用于风力发电的情况进行探讨。　　2应用于风力发电机的永磁双转子电机　　2.1风力发电机应用现状　　风力发电的核心是发电机，如果没有发电机，机械能将无法顺利的转化为电能

5、，也就不能为广大的用户供电。风力发电在我国发展研究已经很多年，现如今我国的风力发电机组容量越来越大，很多先进的技术被应用其中。现阶段，风力发电机主要有两种：5　　第一种，双馈异步发电机。此种类型的发电机结构上基本上与绕线式异步电动机相一致，定转子都是三项对称，滑环的主要作用就是接入转子电流。增速齿轮箱的主要作用是将风速有效的传输到发电机中。为了使得定子电流频率保持不变，转子电流主要是通过变频器来进行控制，以此保证转子转速达到风速要求。此种发电机是现阶段我国应用范围最广的风力发电机，但是依然存在着比较多的问题，比如发电机需要安装增速齿轮

6、箱，但是该设备却时常发生故障；应用过程中需要吸收大量的无功功率，直接关系到发电效率，进一步恶化功率因素，使得电网需要承担更大的负担；时常会出现低电压穿透现象；后期维护也比较困难。　　第二种，永磁同步发电机。此种类型的发电机最为重要的组成部分就是全功率变流器。定子正是借助变频器与变压器、电网相连接。变流器最为重要的功能就是将交流电变换成直流电，而后再通过逆变方式，转换成交流电回馈电网。具体的工作原理如图1所示。　　虽然这些永磁同步发电机应用范围逐渐的增大，但是不能否认的是，此种类型的发电机也存在着难以解决的问题。比如全功率变流器难以进行

7、后期保养维护；永磁磁体长时间在高温与振动的状态下运行，会失去磁性，严重者发电机可能直接报废，无法使用。　　2.2永磁双转子发电子应用现状　　因为上述介绍的两种风力发电机都存在着缺点，因此选择应用永磁双转子发电机最为合适，不仅能够避免两种风力发电机的劣势，还能够继承两者的优势。5　　此种类型的发电机最为重要的构成部分有变速箱、电网等。通常情况下，变速箱都是由多级增速齿轮箱来充当，该设备能够按照风场实际需求来调整级数。因为此种类型的发电机集成了同步发电机的优势，所以能够应用多极电机，至于多级增速齿轮箱速比不能过大，主要是按照发电机同步转速

8、来决定，只要能够达到低风速发电即可。如果风速突然增大，已经影响了发电机的稳定性，则会切换到下一等级，按照此原理，即可确保永磁双转子发电机能够在适宜的转差期间发电，变频器也因此进行同步发电。因为此种类型的发电机电子系统非常