1.5mw雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計探索

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1、1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計探索　　【摘要】當(dāng)今世界普遍面臨著資源短缺的問題，而風(fēng)能作為一種可再生資源，也是地球本身擁有的資源，其憑借著較大的商業(yè)價值以及環(huán)保效益，在新能源以及可持續(xù)發(fā)展的能源行業(yè)中得到了快速利用。伴隨著科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也實現(xiàn)了一定變化，很多風(fēng)力發(fā)電機(jī)不斷問世。當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)擁有很多種類，例如，永磁電機(jī)、雙饋發(fā)電機(jī)、繞線式異步發(fā)電機(jī)、異步感應(yīng)發(fā)電機(jī)、同步電機(jī)以及直驅(qū)永磁、變速、恒速等多種形式各異的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，然而應(yīng)用最多且容量最大的電機(jī)便是雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于自身擁有很強的經(jīng)濟(jì)性，因而逐漸在市場上占據(jù)著主

2、導(dǎo)地位。以下筆者將通過本文，并結(jié)合自身多年實踐工作經(jīng)驗，針對1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計進(jìn)行集中闡述?！　　娟P(guān)鍵詞】風(fēng)力資源可持續(xù)發(fā)展雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)　　隨著環(huán)境污染以及能源日趨短缺，世界各國為找到一種可持續(xù)發(fā)展的方式，將常規(guī)能源中最有競爭力的風(fēng)力發(fā)電，作為促進(jìn)電力機(jī)構(gòu)多樣化以及改善生態(tài)環(huán)境的重要途徑。在世界各國不斷擴(kuò)大風(fēng)電場規(guī)模，各類風(fēng)力發(fā)電機(jī)不斷涌現(xiàn)時，人們發(fā)現(xiàn)應(yīng)用雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠有效提升風(fēng)能利用率，改善工作效率，因此，各國又爭相提高單機(jī)容量。我國作為世界第二大能源消費國，面臨著更為嚴(yán)峻的形勢。最近幾年，風(fēng)能資源的不斷開發(fā)，擴(kuò)大了大

3、容量風(fēng)機(jī)的市場份額，由于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有較為優(yōu)越的性能，如今在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)已得到更廣泛的應(yīng)用。5　　1定額數(shù)據(jù)以及尺寸大小　　1.1轉(zhuǎn)子接力磁后的極對數(shù)　　雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)極對數(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)，通常應(yīng)用4極或者6極。同時，由于帶轉(zhuǎn)差運行，若轉(zhuǎn)速范圍固定時，其選擇極數(shù)就不是唯一的。為了減少勵磁容量，須選取正常運行范圍內(nèi)勵磁容量最小時的極數(shù)。此外，出于減少制造電機(jī)成本和降低電機(jī)制造工藝難度的考慮，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)選用更為合適的4極?！　?.2確定氣隙　　一般情況下，氣隙應(yīng)選擇最小數(shù)值的。為了降低磁力容量，可以通過縮短

4、氣隙長度的辦法來實現(xiàn)。但需要注意，氣隙的長度不宜過短，如若不然將會帶來較大的諧波附加鐵耗、噪音以及溫度。氣隙的大小通常是由軸直徑、定子內(nèi)徑以及軸承間轉(zhuǎn)子長度大小共同決定的。所以，雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的氣隙大小，需要在保證制造工藝以及電機(jī)效率的基礎(chǔ)之上，選取盡可能小的數(shù)值?！　?.3確定電磁負(fù)荷　　一般電磁的負(fù)荷越大，電機(jī)尺寸就越小，相應(yīng)的成本也就越低，所以選擇較高的氣隙長度值是較為理想的。在選取相對合適的氣隙長度時，應(yīng)從電機(jī)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來考慮，以此保證制造、運行的費用最小，且性能良好。　　2設(shè)計繞線轉(zhuǎn)子鐵心和繞組　　2.1選擇轉(zhuǎn)子槽數(shù)

5、5　　繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組一般情況下為對稱三相繞組，線圈節(jié)距通常等于或是接近基波極距，所以，電子諧波磁場不會出現(xiàn)很大附加轉(zhuǎn)矩。出于遏制高頻諧波的考慮，轉(zhuǎn)子可裝有阻尼繞組。此外，為降低振動和噪音，通常會選擇數(shù)槽繞組。選擇轉(zhuǎn)子槽還應(yīng)充分考慮控制數(shù)字轉(zhuǎn)子開路電壓，因此槽數(shù)不能過多。　　2.2轉(zhuǎn)子繞組的基本特點　　較大功率電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組均是雙層整距波繞組，這主要是為了節(jié)省線圈極之間的連接，并保持轉(zhuǎn)子易處于平衡機(jī)械狀態(tài)。此外，降低齒諧波，轉(zhuǎn)子應(yīng)用半閉口槽，且口槽選擇用磁性槽楔，這主要為了縮小槽開口和由此帶來的氣隙磁導(dǎo)變化，其并聯(lián)的支路數(shù)量通常

6、在1到2個，在大中型水輪發(fā)電機(jī)的定子以及繞線型感應(yīng)電機(jī)中波繞線得到了廣泛應(yīng)用?！　?1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計　　這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁計算模塊通常需要計算尺寸、氣隙，磁路尺寸，公用系數(shù)，各類參數(shù)，鐵心實際重量，電機(jī)銅耗量、鐵耗等等。此外，也包括幾個迭代過程，例如，在校核電壓調(diào)整率時，迭代空載轉(zhuǎn)子電流；在校核氣隙磁密最大值以及齒部磁密時，迭代飽和系數(shù)；在電校核有功功率時，迭代定子電流有功分量；迭代電勢系數(shù)。下面我們將主要分析飽和系數(shù)的迭代、電勢系數(shù)的迭代以及定子電流有功分量的迭代。　　3.1迭代飽和系數(shù)　　先設(shè)定飽和系數(shù)，得出磁路的每極磁

7、通、氣隙磁密、定子及轉(zhuǎn)子齒部磁密，再計算出氣隙磁壓以及電子及轉(zhuǎn)子齒部磁壓降，然后再按照得出的磁壓降，求出炮和系數(shù)，最后判斷解得數(shù)值和初設(shè)數(shù)值是否小于1%，若沒有，需重新設(shè)飽和系數(shù)，然后再一次計算。具體計算過程如圖一。5　　3.2迭代電流有功分量　　先設(shè)定子電流有功分量，依據(jù)設(shè)計任務(wù)書上的功率因數(shù)，得出定子電流無功分量；再根據(jù)等效電路求出系統(tǒng)總有功功率；最后，判斷所得系統(tǒng)總有功功率是否達(dá)到任務(wù)書上的相關(guān)要求。如果未達(dá)到要求，則需要重新進(jìn)行計算。具體計算過程如圖二?！　?.3迭代電勢系數(shù)　　這一迭代，一方面包括計算整個磁路，另一方面也包括計算

8、部分電路。先應(yīng)假設(shè)一個電勢系數(shù)，根據(jù)這一系數(shù)得出已變化的勵磁電流；然后計算出感應(yīng)電動勢；再在感應(yīng)電動勢基礎(chǔ)上，求出電勢系數(shù)計算值；最后，判斷求的值和假設(shè)值的誤差是否為負(fù)值，并且低于0.5%，若