我国目前主要是依靠火力发电来满足电网负荷要求,但火力发电会不可避免地排放一些污染空气的气体,如:氮氧化物、二氧化硫以及烟尘等,为实现碳中和,目前我国在大力发展清洁能源发电,风力发电因具备可再生,投资成本低,建设周期短,运行维护方便等优点,受到各大发电企业的青睐。
目前我国主流风机有三种,分别为:双馈风机、直驱风机及半直驱风机。
上期介绍了双馈风机,这期介绍目前的另一款主流风机——直驱风机。
直驱风机又称直驱永磁式风力发电机,目前国内直驱风机的代表生产厂家为金风科技。
直驱风机由塔筒、叶轮、主轴、发电机、偏航电机、变桨机构(液压变桨和电动变桨)、风速仪、风向标、变流器等组成。
直驱风机结构从外观上看,我们会发现直驱风机的机舱会比双馈风机的机舱短一些,这是因为直驱风机取消了齿轮箱(变速箱)。
下面介绍下直驱风机的发电原理,直驱风力发电机内部转子采用永磁体,风能带动叶轮旋转,转子也跟着转动,磁场旋转切割定子绕组,产生电流与电压。
有一点我们会有疑问,为什么直驱风机发电机转速只要每分钟十几转就可以发电,类似的例如:火力发电机需要3000r/min,双馈风力发电机需要1500-1800r/min才可以发电,这是因为直驱风机发电机内部磁极对数较多,因为n=60f/p,n为发电机转速,f为发电频率50Hz,p为磁极对数,因为频率f是恒定的,故当磁极对数p越多时,发电机转速n就越小,正是因为直驱风机发电机内部磁极对数很多,所以当发电机转速只有每分钟十几转时,风机就可以发电了。