CN201425001Y - 一种1.5mw永磁直驱风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，包括风轮、永磁低速同步发电机、控制器以及逆变器，所述的风轮与永磁低速同步发电机传动连接，所述的永磁低速同步发电机与逆变器连接，所述的控制器与永磁低速同步发电机以及逆变器连接。与现有技术相比，本实用新型可靠性高、故障率低、设备利用率高、环境适应能力强、风能利用率高，并且机组的功率因数可以调整，能全功率逆变上网。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电机组，特别是涉及一种1.5MW永磁直驱风力发电机组。
背景技术
现有的风力发电机组的风轮通常通过齿轮箱与发电机连接，而齿轮箱很容易造成机器故障，可靠性低，经常需要停机维修，设备利用率不高；并且齿轮箱一般还配套有稀油润滑系统，稀油润滑系统对环境温度比较敏感，也极易产生机器故障，适应能力不强。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种1.5MW永磁直驱风力发电机组。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，其特征在于，包括风轮、永磁低速同步发电机、控制器以及逆变器，所述的风轮与永磁低速同步发电机传动连接，所述的永磁低速同步发电机与逆变器连接，所述的控制器与永磁低速同步发电机以及逆变器连接。
所述的永磁低速同步发电机包括转子以及定子，所述的转子与风轮同轴连接，所述的定子上绕设有三相绕组线圈。
所述的逆变器与永磁低速同步发电机定子上的三相绕组线圈连接。
所述的风轮为三叶片风轮。
所述的永磁低速同步发电机转子的轴为空心轴。
所述的永磁低速同步发电机为稀土永磁同步发电机，其额定功率为1.5MW，工作转速为12～20r/min。
所述的三相绕组线圈为连续绕组线圈。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1)可靠性高，故障率低，设备利用率高：
结构简单，风轮轴直接驱动发电机，无齿轮箱，也无双馈机的滑环等，所以齿轮箱和转子滑环等引起的问题得到了彻底解决；
2)环境适应能力强：
本实用新型由于没有增速齿轮箱，所以不需要“稀油润滑系统”，因此对高低温环境适应能力强；
3)风能利用率高：
永磁直驱式机与双馈异步风力发电机比在高风速区二者的风能利用系数CP值基本相同，而在低风速区永磁直驱式机组CP值则更高一些；综合分析永磁直驱式风力发电机比异步发电机的总发电量可增加10％～20％；而运营成本比双馈机则低15％～20％；
4)机组的功率因数可以调整，能全功率逆变上网。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，包括风轮1、永磁低速同步发电机2、控制器3以及逆变器4，所述的风轮1与永磁低速同步发电机2传动连接，所述的永磁低速同步发电机2与逆变器4连接，所述的控制器3与永磁低速同步发电机2以及逆变器4连接。
所述的永磁低速同步发电机2包括转子以及定子，所述的转子与风轮1同轴连接，所述的定子上绕设有三相绕组线圈；所述的逆变器4与永磁低速同步发电机定子上的三相绕组线圈连接；所述的风轮1为三叶片风轮；所述的永磁低速同步发电机转子的轴为空心轴；所述的永磁低速同步发电机2为稀土永磁同步发电机，其额定功率为1.5MW，工作转速为12～20r/min；所述的三相绕组线圈为连续绕组线圈。
本实用新型的特征是三叶片水平轴，使用永磁低速同步发电机，在风轮和发电机之间无增速齿轮箱，风轮轴直接与额定转速小于30r/min的永磁低速同步发电机转子同轴联接。风机通过改变叶片桨距角进行功率调节。
风力发电机定子三相绕组线圈产生的电流经逆变器变流为与电网频率、电压、相位相同的输出电流并入电网。
永磁直驱型大型风力发电机组的永磁同步发电机是低速发电机，因此风轮轴可直接与最大转速仅为20r/min的稀土永磁同步发电机转子同轴联接，不需要象高速异步发电机一样加入增速齿轮箱。在12m/s的额定风速时就可以达到额定功率，额定电压690V的三相交流电，经控制器整流，再经逆变器变流为与电网频率、电压、相位相同的输出电流并入电网。逆变系统对风轮进行脉宽调整式的最大功率跟踪。
本实用新型的主要技术参数：
风轮直径 71m
叶片数 3叶片
叶片材料 复合材料
叶片重量 2.95T
切入风速 3.5m/s
额定风速 12m/s
工作风速范围 3m/s～25m/s
切出风速 25m/s
抗大风能力 大于60m/s(具体指标待进一步研究)
扫掠面积 3957m2
风能利用率 ≥0.45
调速方式 变浆调节
塔架高度 圆筒形70m
发电机基本型式 稀土永磁同步发电机
额定功率 1500kW
最大功率 1650KVA
额定转速 20r/min
工作转速范围 12-20r/min
电机最高频率 18Hz
电机输出电压 线电压600VAC-750VAC
发电机效率 ≥0.98
主要技术参数符合国家标准(或IEC标准)的规定。运行环境温度为-30℃至+40℃；设计寿命20年；在额定风速以下运行时，整机最大风能利用系数＞0.45；防雷设计符合IEC1024-I标准。风轮、发电机、控制器、逆变器主要部件平均使用寿命为20年。
本实用新型的结构特点：
发电机为空心轴，停机时维护人员可从机舱通过空心轴进入叶轮毂，对风轮内部零件的维护提供了方便。
发电机采用连续绕组，匝间没有接头，每相绕组不会因为有接线点而中断，避免了绕组连接的加工缺陷，确保了铜线绝缘的高质量无接触阻抗，避免了易腐蚀性材料及环境的腐蚀。
发电机采用特殊的分数槽，大大减少了启动力矩，减少了谐波和齿磁谐波。磁路设计保证了非常高的功率因数，达到0.99以上。
防护等级为IP54。发电机效率≥0.98。
运输方便，电机最大直径为3.5米，符合中国道路运输法，不象一些国外引进机组直径很粗，最细的也超过了4.7米，不符合中国道路运输法。
厂内完成90％以上的调试，包括上网逆变器，控制器及变距系统的联调，减少了现场调试的工作量。
本实用新型机组并网的特点：
配用三电平上网逆变器，全功率逆变上网。机组的功率因数可以调整，出厂时一般为1。有低电压穿越能力，如果电网出现故障(如短路)风力机组可以保持与电网连接长达3秒钟，而且可以通过输入电流对电网电压做出适当的支持。
当启动程序运行时，风力机以零电流状态与电网连接，并且可调控的方式运行到正常功率状态。
Claims (7)
1.一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，其特征在于，包括风轮、永磁低速同步发电机、控制器以及逆变器，所述的风轮与永磁低速同步发电机传动连接，所述的永磁低速同步发电机与逆变器连接，所述的控制器与永磁低速同步发电机以及逆变器连接。
2.根据权利要求1所述的一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，其特征在于，所述的永磁低速同步发电机包括转子以及定子，所述的转子与风轮同轴连接，所述的定子上绕设有三相绕组线圈。
3.根据权利要求2所述的一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，其特征在于，所述的逆变器与永磁低速同步发电机定子上的三相绕组线圈连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，其特征在于，所述的风轮为三叶片风轮。
5.根据权利要求4所述的一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，其特征在于，所述的永磁低速同步发电机转子的轴为空心轴。
6.根据权利要求1或5所述的一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，其特征在于，所述的永磁低速同步发电机为稀土永磁同步发电机，其额定功率为1.5MW，工作转速为12～20r/min。
7.根据权利要求6所述的一种1.5MW永磁直驱风力发电机组，其特征在于，所述的三相绕组线圈为连续绕组线圈。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104348391A (zh) * | 2013-08-06 | 2015-02-11 | 上海万德风力发电股份有限公司 | 一种分布式低风速永磁直驱风力发电机系统 |
| CN107968426A (zh) * | 2016-10-20 | 2018-04-27 | 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 | 一种双馈风力发电机的除湿升温方法 |
| CN113708360A (zh) * | 2020-05-22 | 2021-11-26 | 新疆金风科技股份有限公司 | 直流风力发电机组以及永磁半直驱直流发电系统 |
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2009
- 2009-06-09 CN CN2009200760127U patent/CN201425001Y/zh not_active Expired - Fee Related
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