永磁直驱风力发电的意义是什么?
风力涡轮机也逐渐成为永久磁铁。使用永磁风力发电机不仅可以提高发电机的效率,还可以在增大电机容量的同时减小体积。而且由于发电机采用永磁结构,省去了电刷、滑环等易耗机械部件,提高了系统的可靠性,这也是风力发电机的发展趋势之一。目前,风力发电系统中的发电机大多不直接与风轮相连,而是与变速齿轮相连。这种机械装置不仅降低了系统的效率,还增加了系统的成本,并且容易出现故障,是风力发电中急需解决的瓶颈问题。直驱式风力机可以直接与风轮连接,增加了系统的稳定性,同时也增加了电机的体积和设计、制造、控制的难度。直驱式风力发电系统利用风轮直接驱动多极低速永磁同步发电机发电,电能经功率转换电路转换后并入电网。与双馈发电系统相比,直驱发电机采用了更多的极对数,使得发电机定子电压在低速时输出频率仍然比较高,完全可以工作在电机的额定水平。而且它的定子输出电压经过一个变流器后接入电网,定子频率的变化不会影响电网频率。在直驱式风力发电系统中,风机与发电机直接耦合,省去了传统风力发电系统中难以独立生产、故障率高的齿轮箱,减少了发电机的维护工作,降低了噪音。另外,它不需要电励磁装置,具有重量轻、效率高、可靠性好的优点。
与双馈异步发电机技术相比,直驱永磁发电机不需要转子励磁,没有增速齿轮箱,因此效率比双馈发电机高20%以上,年发电量比同容量的双馈发电机高。增速变速箱故障高,维修费用高。直驱永磁发电机不需要变速箱,易于维护。直驱永磁发电机采用全功率交流-DC-交流变频技术,与电网隔离,具有低电压穿越能力,对电网友好。直驱永磁发电机的缺点是稀土永磁材料成本高,导致整机成本相对较高。在高温、振动、过电流等条件下,永磁材料可能会永久退磁,导致整个发电机报废,这是直驱永磁发电机的一大缺陷。