中型永磁直驱同步风力发电机设计与研究

高红星



中型永磁直驱同步风力发电机设计与研究

高红星

（武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064）

本文介绍了一种小型永磁直驱同步风力发电机，该电机采用了优化的电磁方案、紧凑的结构设计。经现场试验，效率高、噪声低、风速适应范围广、运行可靠、对电网冲击小、维护方便。

永磁直驱 风力 电磁 结构

0 引言

风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能源中技术最成熟、最具开发规模条件和商业化发展前景的发电方式之一。永磁直驱同步风力发电系统由风力机与低速永磁同步发电机直接耦合，其输出电压、频率都随风速的变化而变化，最大能量捕获系统的利用电能变化电路及相关控制技术，将风力发电机发出的电能经整流、直流升压电路、逆变之后，然后并网。

本文根据风力发电的特点，研制50kW中型永磁直驱同步发电机（图1）[1,2,4]。该电机采用叶轮直接驱动低速永磁同步发电机。通过功率变换电路将电能进行转换后并入电网，省去了传统双馈型风力发电系统中故障率高的齿轮，有效提高发电效率和可靠性。其控制方法简单、成本低、可靠性强、电磁兼容好。

通过研制成功该发电机后，可继续研制更大功率的发电机，为后续产品设计打好坚实的基础。

图1 永磁直驱风力发电机

1 主要技术指标

额定功率:50 kW；额定电压:380 V；额定电流:80 A；额定转速:100 r/min；额定效率:大于90%。

2 设计过程

2.1永磁直驱风力发电机电磁设计

2.1.1电机主要尺寸的确定

1) 极数：64极；

2) 定子槽数及槽型：66槽，梨形槽；……