风力发电机组中的发电机

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1、清华大学风力发电培训教程(2005年版)第1章概述¾风力发电机组是一个由风力机、升速齿轮箱、风力发电机组中的发电机和控制器构成的统一的系统;¾发电机不但自身的运行效率要高，而且还必须发电机与风力机特性，以及电网的电能质量要求相匹配；¾风力发电的种类很多。它们的特性各异，运行原理也有很大的差别。在有些新型风力发电机柴建云中，电力电子变流器已经成为风力发电机的一个重要的组成部分。chaijy@tsinghua.edu.cn第1章概述第1章概述1.1风力发电机组对发电机的基本要求¾基本要求从五个方面考虑：•发电机宜采用全

2、封闭式电机，其外壳防护等级为IP44或IP54；¾运行环境：温度、湿度、风沙、雷击•发电机宜采用强迫空气冷却方式，即外壳表面¾安装位置：高空、机舱、吊装、振动带散热筋加同轴外风扇；对于兆瓦级以上风力发电机，为了提高发电机有效材料的利用率，¾风力机功率随机性：风速不稳定、瞬间亦可采用水外套或箱式空水冷却方式，但在北过载、发电机频繁投切方地区应注意冷却水的防冻问题；¾负载性质：变化范围，效率、功率因数•发电机宜选用较高的绝缘等级，通常为F级，发电机绕组需经真空压力无溶剂浸渍处理；¾电网性质：电压波动第1章概述第1章概述

3、¾基本要求（续）¾基本要求（续）•发电机内需安装防潮加热器；在发电机底部要•发电机的效率要高，且效率曲线在轻载范围较有气压平衡孔，此孔又能起到排出凝露水的作为平坦；用；•发电机的机械特性要软，额定转差率要大；•发电机的外壳要有良好的接地措施；（这个要求与效率要求相互矛盾，要综合权衡•发电机振动要小，噪音要低；后选取合适的转差率。）•安装在北方地区的发电机，宜选用耐低温的轴•发电机的功率因数应尽可能高；承润滑脂；•发电机承受电网电压波动的能力要强；•发电机的飞逸转速要高，一般大于1.5倍额定转•发电机的并网冲击电流要

4、小，必要时需配置软速；并网装置；¾1第1章概述第1章概述¾基本要求（续）1.2并网型风力发电机组中的发电机系统•发电机的寿命一般要求为20年；并网型风力发电机组的必要性：•发电机应尽量做到免维护；对于大型风力发电•从充分利用风力资源，降低风电成本的角度看，机，还要求设置测温、测压等故障检测装置；必须在风力资源较好的地区集中建设大规模的•发电机的外形尺寸要小，重量要轻。风电场，并尽可能提高风力发电机的单机功率容量。上述要求仅是一般要求，对于某些特定类•在适宜建造大规模风电场的场址周围，未必存型的风力发电机，可能不尽适

5、用，或者还需要在相应规模的电力用户，作为出路，必须将风补充一些其他的要求。电场发出的电能送入电网。第1章概述第1章概述¾常用的并网型风力发电机组可分为两类：¾准恒速风力发电机组（1）准恒速风力发电机组（1）失速型风力机＋升速齿轮箱＋只能在接近发电机同步速附近运行。笼型异步发电机；（2）变桨型风力机＋升速齿轮箱＋（2）变速恒频风力发电机组笼型异步发电机；允许在偏离发电机同步速较大的（3）变桨型风力机＋升速齿轮箱＋转速范围内运行。同步发电机第1章概述第1章概述¾变速恒频风力发电机组1.3独立运行风力发电系统（1）变桨型

6、风力机＋升速齿轮箱＋三种常用形式：双馈异步发电机；（1）风力机＋直流发电机＋蓄电池＋（2）变桨型风力机＋低速同步发电机＋直流负载（2）风力机＋永磁同步发电机＋电力电子变换器；可控整流器＋蓄电池＋逆变器＋（3）变桨型风力机＋升速齿轮箱＋交、直流负载中速永磁同步发电机＋（3）风力机＋笼型异步发电机＋电力电子变换器可调自励电容器＋交流负载¾2第1章概述第1章概述1.4风力发电机的种类¾直流发电机按其励磁区分，也可分为电从大的方面划分，风力发电机无外乎同步励磁直流发电机和永磁直流发电机。发电机、异步发电机和直流发电机三类。

7、它们的共同特点是都利用由静止电刷和旋转¾同步发电机按其励磁区分，又可分为电励磁同换向器组成的机械换向装置将旋转电枢绕组内步发电机、永磁同步发电机和磁阻同步发电机的交流电转换为直流电。由于半导体整流技术三种；的高度发展，由交流同步发电机和半导体整流¾异步发电机按其转子形式，可分为笼型异步发器组成的同步整流发电机已可完全取代直流发电机和绕线式异步发电机；按其调速方式，可电机。分为变极双速异步发电机、变转差（转子电流本课程将不再单独介绍直流发电机。控制）异步发电机和双馈异步发电机。第2章　同步风力发电机第2章　同步风力发

8、电机发展同步发电机的必要性：2.1.同步风力发电机的基本工作原理¾同步发电机用作风力发电机时，即可直接向交同步风力发电机的定、转子结构：流负载供电，也可经整流器变换为直流电，向直流负载供电。因此，同步风力发电机已成为中小容量风力发电机组的首选机型。¾近年来，在大容量风力发电机组产品中，同步风力发电机也暂露头角，有望成为未来的主力机型。定子铁心定子绕组发电机转