直驅(qū)風(fēng)機與雙饋風(fēng)機的主要區(qū)別

直驅(qū)風(fēng)機與雙饋風(fēng)機簡單介紹的區(qū)別當(dāng)前1頁，總共30頁。什么是風(fēng)力發(fā)電機組？風(fēng)力發(fā)電機組是將葉輪吸收的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，再由發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，最終輸出交流電的電氣設(shè)備。（廣義地說，風(fēng)能也是太陽能的一種形式，所以也可以說風(fēng)力發(fā)電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電機。）當(dāng)前2頁，總共30頁。1、按照槳葉數(shù)量分類可分為“單葉片”、“雙葉片”、“三葉片”和“多葉片”型風(fēng)機風(fēng)力發(fā)電機組的分類2、按照風(fēng)機接受風(fēng)的方向分類，可分為：“上風(fēng)向型”、“下風(fēng)向型”3、依據(jù)風(fēng)機旋轉(zhuǎn)主軸的方向分類，可分為：“水平軸式風(fēng)機”、“垂直軸式風(fēng)機”4、按照功率傳遞的機械連接方式的不同，可分為“雙饋風(fēng)機”、“直驅(qū)型風(fēng)機”當(dāng)前3頁，總共30頁。雙饋風(fēng)機雙饋風(fēng)力發(fā)電機組主要由風(fēng)輪、增速箱、雙饋異步發(fā)電機、交-直-交變流器、變壓器等組成，風(fēng)輪經(jīng)過增速后帶動發(fā)電機，發(fā)電機定子繞組線端是發(fā)電機電力輸出端，通過開關(guān)箱連接到交流電網(wǎng)；發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組通過集電環(huán)連接到交-直-交變流器，變流器另一端連接變壓器，變壓器另一端通過開關(guān)箱連接到交流電網(wǎng)，這樣組成的系統(tǒng)，可在發(fā)電機轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速40%與高于同步轉(zhuǎn)速15%內(nèi)正常運行。當(dāng)前4頁，總共30頁。直驅(qū)風(fēng)機直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機，是一種由風(fēng)力直接驅(qū)動的發(fā)電機，亦稱無齒輪風(fēng)力發(fā)動機，這種發(fā)電機采用多極電機與葉輪直接連接進行驅(qū)動的方式，免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。主要由風(fēng)輪、永磁同步發(fā)電機、交-直-交變流器、變壓器等組成。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機組示意圖當(dāng)前5頁，總共30頁。齒輪箱1、傳動系統(tǒng)級數(shù)2、發(fā)電機同步/雙饋3、發(fā)電結(jié)構(gòu)全功率4、變流器直驅(qū)風(fēng)機與雙饋風(fēng)機的主要區(qū)別有哪幾點？當(dāng)前6頁，總共30頁。一、傳動結(jié)構(gòu)的區(qū)別雙饋風(fēng)力發(fā)電機組的傳動系統(tǒng)風(fēng)機的傳動系統(tǒng)一般包括風(fēng)輪、主軸承、低速軸、高速軸、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)和制動器等

。但不是每一種風(fēng)力機都必須具備所有這些環(huán)節(jié)。有些風(fēng)力機的輪轂直接連接到齒輪箱上,不需要低速傳動軸。直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組的傳動系統(tǒng)風(fēng)輪直接連接在發(fā)電機上當(dāng)前7頁，總共30頁。一、傳動結(jié)構(gòu)的區(qū)別齒輪箱:齒輪箱又叫變速箱，是一種動力傳達機構(gòu)，通過不同齒數(shù)的齒輪嚙合，將馬達的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換到執(zhí)行設(shè)備需要的轉(zhuǎn)速，并能改變轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)。齒輪箱分類:(1)按內(nèi)部傳動鏈結(jié)構(gòu)分為：平行軸結(jié)構(gòu)齒輪箱和行星結(jié)構(gòu)齒輪箱以及他們相互組合起來的齒輪箱(2)按變速次數(shù)分為：單級和多級(3)按轉(zhuǎn)動的布置形式分為：展開式、分流式、和同軸式以及混合式等等當(dāng)前8頁，總共30頁。一、傳動結(jié)構(gòu)的區(qū)別

分流式同軸分流式同軸式當(dāng)前9頁，總共30頁。一、傳動結(jié)構(gòu)的區(qū)別行星齒結(jié)構(gòu)它們的轉(zhuǎn)動軸線是不固定的，而是安裝在一個可以轉(zhuǎn)動的支架（藍(lán)色）上（圖中黑色部分是殼體，黃色表示軸承）。行星齒輪（綠色）除了能像定軸齒輪那樣圍繞著自己的轉(zhuǎn)動軸（B-B）轉(zhuǎn)動之外，它們的轉(zhuǎn)動軸還隨著藍(lán)色的支架（稱為行星架）繞其它齒輪的軸線（A-A）轉(zhuǎn)動。繞自己軸線的轉(zhuǎn)動稱為"自轉(zhuǎn)"，繞其它齒輪軸線的轉(zhuǎn)動稱為"公轉(zhuǎn)"，就象太陽系中的行星那樣，因此得名“行星齒輪”。當(dāng)前10頁，總共30頁。一、傳動結(jié)構(gòu)的區(qū)別風(fēng)電機組常用齒輪箱結(jié)構(gòu)：一級行星加兩級平行軸、兩級行星加一級平行軸

一級行星二級平行軸二級行星一級平行軸

當(dāng)前11頁，總共30頁。一、傳動結(jié)構(gòu)的區(qū)別齒輪箱不僅僅指發(fā)電機增速箱偏航電機、變槳電機的減速器都是齒輪箱當(dāng)前12頁，總共30頁。雙饋異步發(fā)電機：雙饋異步發(fā)電機的定子繞組直接與電網(wǎng)相連，轉(zhuǎn)子繞組通過變流器與電網(wǎng)連接，轉(zhuǎn)子繞組電源的頻率、電壓、幅值和相位按運行要求由變頻器自動調(diào)節(jié)，機組可以在不同的轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)恒頻發(fā)電，滿足用電負(fù)載和并網(wǎng)的要求。由于采用了交流勵磁，發(fā)電機和電力系統(tǒng)構(gòu)成了"柔性連接"，即可以根據(jù)電網(wǎng)電壓、電流和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)勵磁電流，精確的調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電壓，使其能滿足要求。二、發(fā)電機的區(qū)別當(dāng)前13頁，總共30頁。二、發(fā)電機的區(qū)別直驅(qū)同步發(fā)電機：直驅(qū)同步發(fā)電機又叫低轉(zhuǎn)速發(fā)電機，都是多極結(jié)構(gòu)，有多極內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與多極外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)等，只是要求在結(jié)構(gòu)上更輕巧一些。近些年高磁能永磁體技術(shù)發(fā)展很快，在直驅(qū)式發(fā)電機中得到廣泛應(yīng)用。采用永磁體技術(shù)的直驅(qū)式發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單、效率高。磁直驅(qū)式發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上主要有軸式結(jié)構(gòu)與盤式結(jié)構(gòu)兩種，軸式結(jié)構(gòu)的磁場方向為徑向氣隙磁通，又分為內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子等；盤式結(jié)構(gòu)的磁場方向為軸向氣隙磁通，又分為中間轉(zhuǎn)子、中間定子、多盤式等。當(dāng)前14頁，總共30頁。二、發(fā)電機的區(qū)別發(fā)電機依靠轉(zhuǎn)子對定子的相對運動來發(fā)電，在定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙稱為氣隙。徑向磁通：磁力線垂直于氣隙面，與所在點直徑方向平行，稱為徑向氣隙磁通。軸向磁通：磁力線垂直于氣隙面，與轉(zhuǎn)軸方向平行，稱為軸向氣隙磁通。當(dāng)前15頁，總共30頁。二、發(fā)電機的區(qū)別內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機外轉(zhuǎn)子發(fā)電機盤式發(fā)電機不管內(nèi)轉(zhuǎn)子還是外轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動的部分永遠(yuǎn)是磁極，定子為繞組，直驅(qū)風(fēng)機沒有集電環(huán)。當(dāng)前16頁，總共30頁。二、發(fā)電機的區(qū)別三相交流發(fā)電機發(fā)電原理：假設(shè)三相交流發(fā)電機，定子鐵芯的內(nèi)圓均勻分布著6個槽，嵌裝著三個相互間隔120度的同樣線圈，分別稱之為A相線圈、B相線圈、C相線圈。當(dāng)轉(zhuǎn)子勻速旋轉(zhuǎn)時三個線圈順序切割磁力線，都會感生交流電動勢，其幅度與頻率相同。實際的三相交流發(fā)電機定子鐵芯上有多個槽多個三相繞組按規(guī)律均勻的分布在槽中。當(dāng)前17頁，總共30頁。二、發(fā)電機的區(qū)別比如轉(zhuǎn)子有3對磁極，旋轉(zhuǎn)一周磁場將循環(huán)3個周期，每旋轉(zhuǎn)120度磁場變化1個周期。在定子鐵芯內(nèi)園周有18個嵌線槽。在120度機械角度里有6個槽，均勻分布A相、B相、C相3個線圈；另外兩個120度里同樣各自分布3個線圈。3個A相線圈串聯(lián)起來即為整機的A相繞組，3個B相線圈串聯(lián)起來即為整機的B相繞組，3個C相線圈串聯(lián)起來即為整機的C相繞組，3個繞組的引出端為相線當(dāng)轉(zhuǎn)子勻速旋轉(zhuǎn)時A、B、C相線圈順序切割磁力線，都會感生交流電動勢，其幅度與頻率相同。當(dāng)前18頁，總共30頁。二、發(fā)電機的區(qū)別頻率：交流電機轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系可用如下公式：n=60f/pn：電機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分鐘f：電源頻率p：電機磁極對數(shù)我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)電源頻率為f=50周/秒，所以旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速的大小只與磁極對數(shù)有關(guān)，磁極對數(shù)多，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)數(shù)就低。當(dāng)電動機的繞組為一對N,S極時，其旋轉(zhuǎn)磁場和電源同步，也是3000r/min。當(dāng)繞組極對數(shù)為2時，旋轉(zhuǎn)磁場為1500r/min。極對數(shù)為3，旋轉(zhuǎn)磁場為1000r/min，余類推。但是電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是落后于磁場同步轉(zhuǎn)速的，如2對極的電動機實際轉(zhuǎn)速約為1450r/min這就是為什么直驅(qū)的發(fā)電機級數(shù)高的原因當(dāng)前19頁，總共30頁。三、發(fā)電結(jié)構(gòu)的區(qū)別風(fēng)速是不穩(wěn)定的，風(fēng)力機的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速是在不停的波動中，經(jīng)過增速箱增速的發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也跟隨不斷變化，采用普通交流發(fā)電機發(fā)出電的頻率也是不斷變化的。要想交流發(fā)電機輸出頻率穩(wěn)定的電壓，就必須保持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，也就是保證發(fā)電機內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。交流同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場相對轉(zhuǎn)子是不變的，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變，輸出電壓的頻率也跟著變。如果轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場相對轉(zhuǎn)子可以旋轉(zhuǎn)變化，也就是說必須要轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化不影響旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。當(dāng)前20頁，總共30頁。三、發(fā)電結(jié)構(gòu)的區(qū)別舉個例子，對于單極發(fā)電機輸出電壓頻率為50Hz時，其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速是50轉(zhuǎn)/秒，如果轉(zhuǎn)子也是50轉(zhuǎn)/秒，則旋轉(zhuǎn)磁場相對轉(zhuǎn)子是靜止的；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變?yōu)?0轉(zhuǎn)/秒時，讓轉(zhuǎn)子產(chǎn)生20轉(zhuǎn)/秒的旋轉(zhuǎn)磁場，兩者轉(zhuǎn)速加起來就能產(chǎn)生50轉(zhuǎn)/秒的旋轉(zhuǎn)磁場，就能發(fā)出50Hz的交流電；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變?yōu)?0轉(zhuǎn)/秒時，讓轉(zhuǎn)子產(chǎn)生10轉(zhuǎn)/秒的反方向旋轉(zhuǎn)磁場，兩者轉(zhuǎn)速加起來也能產(chǎn)生50轉(zhuǎn)/秒的旋轉(zhuǎn)磁場，就能發(fā)出50Hz的交流電來。當(dāng)前21頁，總共30頁。三、發(fā)電結(jié)構(gòu)的區(qū)別旋轉(zhuǎn)磁場:旋轉(zhuǎn)磁場就是一種極性和大小不變，且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場。當(dāng)三相對稱電流通入三相對稱繞組，必然會產(chǎn)生一個大小不變，且在空間以一定的轉(zhuǎn)速不斷旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向由通入三相繞組中的電流的相序決定的。即當(dāng)通入三相對稱繞組的對稱三相電流的相序發(fā)生改變時，即將三相電源中任意兩相繞組接線互換，旋轉(zhuǎn)磁場就會改變方向。ωt=0o時ωt=60o時ωt=120o時ωt=180o時當(dāng)前22頁，總共30頁。

三、發(fā)電結(jié)構(gòu)的區(qū)別

發(fā)電機定子繞組輸出50Hz交流電

輸入同相序20Hz交流電風(fēng)機在亞同步狀態(tài)運行時向轉(zhuǎn)子輸入功率當(dāng)前23頁，總共30頁。

三、發(fā)電結(jié)構(gòu)的區(qū)別

發(fā)電機定子繞組輸出50Hz交流電

輸入直流電風(fēng)機在同步狀態(tài)運行時向轉(zhuǎn)子輸入功率當(dāng)前24頁，總共30頁。

三、發(fā)電結(jié)構(gòu)的區(qū)別

發(fā)電機定子繞組輸出50Hz交流電

輸入反相序10Hz交流電風(fēng)機在超同步狀態(tài)運行時向電網(wǎng)輸出功率當(dāng)前25頁，總共30頁。三、發(fā)電結(jié)構(gòu)的區(qū)別不同頻率、幅值的電流整流成直流電逆變?yōu)榕c電網(wǎng)相位幅值頻率一樣的交流電當(dāng)前26頁，總共30頁。四、變頻器的區(qū)別變頻器一般使用交直交這種形式，兩邊各有一個PWM變流器，和電網(wǎng)連接的一般稱為網(wǎng)側(cè)變流器，和發(fā)電機連接的一般稱為機側(cè)變流器，中間使用直流環(huán)節(jié)將兩邊連接起來。變流器可以實現(xiàn)整流和逆變這兩種基本的功能。中間回路使用電容建立直流環(huán)節(jié)當(dāng)前27頁，總共30頁?！半p饋”其本意是能量的雙向反饋，雙饋風(fēng)機發(fā)電的能量流動有兩種形式，一種是電網(wǎng)給變頻器供電，變頻器對轉(zhuǎn)子繞組進行勵磁，對轉(zhuǎn)子繞組進行饋電。能量的流向是從電網(wǎng)流向轉(zhuǎn)子。另外的一種形式是發(fā)電機轉(zhuǎn)子處于發(fā)電狀態(tài)，向雙饋變頻器輸出能量，此時轉(zhuǎn)子側(cè)變流器處于整流狀態(tài)，中間直流環(huán)節(jié)不變，網(wǎng)側(cè)變流器處于逆變狀態(tài)，將中間直流母線電壓逆變?yōu)楹碗娋W(wǎng)電壓幅值和頻率一致的交流電，將能量反饋給電網(wǎng)。雙饋的優(yōu)點是變頻器的功率可以只的風(fēng)機功率的三分之一，這樣可以降低成本，但這也使使風(fēng)機對電網(wǎng)的波動比較敏感，在電網(wǎng)電壓波動時，比較容易跳閘脫網(wǎng)。四、變頻器的區(qū)別當(dāng)前28頁，總共30頁。全功率風(fēng)力發(fā)電機一般采用永磁發(fā)電機（也可以是其它類型