低轉速多轉子風力發電機

發佈日期: 2011 年 12 月 22 日 17:55 | 作者: | 分類: 綠能知識

隨著能源的日益緊張各國都在投鉅資尋找新的能源,而風能又是新能源中最成熟最有開發價值的綠色能源,發電機在風能利用方面又是最關鍵部件,傳統結構的發電機與實際應用存在著很多矛盾,風力發電機要求低轉速建壓大電流低阻力矩,和要求的頻率。要想達以上四點,發電機必須增加極數,增大體積,體積的增大必然增大了啟動阻力矩影響效率,所有的交流發電機都基同一個原理:1、導體在磁場中運動的速度;2、被導體切割的磁場強度;3、切割磁力線導體的有效長度,根據這一原理我探索思考,要想設計一種好的風力發電機,首先要適應風況,在新結構方面尋找方向。下面我對幾種結構不同的發電機做一簡單的說明:

1、垂直軸無鐵芯內外雙轉子發電機採用內外雙轉子間隙磁場切割導體,使磁場強度大大增強,定子為非磁性材料製成,完全消除了無功功率和定子鐵芯的渦流損耗,有效的降低了繞組的電阻值和啟動阻力矩,增大了有功功率的輸出。

2、內外雙定子發電機共設內外兩套繞組轉子為公用,轉子內外兩磁場同時切割內外兩套繞組,有效的提高了磁極的利用率,同時可增加定子的槽數和繞組的線徑,減少銅損提高效率。雙轉子雙定子電機都不屬空芯杯結構。

現有的大型永磁風力發電機,按傳統發電機設計無限的放大,電機轉子重達一二拾噸,加上定子的電磁阻力矩需要輸入旋轉力矩是非常巨大的,而半直驅發電機前端又加裝了增速機構,根據增速機原理,增速機輸出軸對發電機輸入的旋轉力矩又大大降低,增速機全部的輸出力矩,又集中在輸出齒輪的幾個齒上,通過輸出軸帶動龐大的轉子旋轉。這樣的設計很容易出問題,也是得不償失的,一旦發電機出現問題現場維修也是很困難的。

低轉速多轉子發電機,實際就是將一對磁極組成一個轉子,將增速機與發電機設計為一體的新型發電機,為了提高轉子的切割速率,降低轉子的重量,採用多轉子結構,轉子與定子獨立設計,每個轉子端部設有行星齒輪,按圓周均勻分佈與太陽輪咬合,齒與齒之間受力均衡,當太陽輪旋轉時帶動多轉子同時增速旋轉,設置在轉子與轉子之間集中繞組的兩個邊同時逆向切割磁力線。

低轉速多轉子發電機有以下優點:1.成本低重量輕,阻力距小,加工工藝簡單;2.效率高轉子受力均勻,所有集中繞組的兩個邊可同時逆向切割磁力線;3.維修方便,轉子與定子獨立設計可單獨更換。

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