风力发电机基础知识介绍

什么是风力发电机

风力发垂直轴风力发电机、风力发电、风光互补系统电机是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。 许多世纪以来，风力发电机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。


图一：风力发电机

风力发电机内部结构

双馈式异步风力发电机结构与普通异步发电机类似，转子绕组为绕线式，通入交流电做为励磁，当转子转速高于同步转速时，定子绕组感应发电，当转子转速继续升高，高出转差转速时，转子绕组也会向电网馈电，即为双馈之名来源。

永磁同步发电机结构与普通同步发电机类似，转子无绕组，安装有永磁体形成固定的励磁磁场，因此转子无集电环及碳刷，整体结构比较紧凑，由于发电机为直驱式，所以其转速较低，永磁体一般为几十个。



图二：上为直驱永磁同步发电机，下为双馈异步发电机

风力发电机工作原理

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。

根据风力发电机旋转轴的区别，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机水平轴风力发电机。水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。

永磁风力发电机

永磁电机一般是直驱机组，所谓的直驱就是叶轮直接与发电机的转子连接，带动发电机转动，与定子产生切割磁感线运动，产生电力，永磁风机的叶轮转速一般是变动的，所以发电机发出的电流和电压是不稳定的，这时候需要在发电机的输出侧加一个全功率的变流器，将发电机发出的交流电变为直流，在由变流器逆变成690v的交流电送到风机外的箱变中，由箱变升压后送到风电场的升压站，与传统的风机结构有所区别，传统风机的叶轮一般连接的是主轴，主轴连接齿轮箱的低速端，齿轮箱的高速端通过联轴器连接发电机，因为有齿轮箱，发电机的转速是额定的，输出电压和频率也是恒定的，这是他们的主要区别。