半直驱风力发电系统的背景优势！

earth123

感谢楼主分享

gaojy1965

版直驱是一个方向

volcanostar

是啊，行星传动的另一个有点就是结构紧凑，同样尺寸的齿轮箱，行星轮系可承受的扭矩比平行轴要大很多，这也正适合风机空间有限的特点

张老五

半直驱似乎现在很热门

limu

学习，多谢分享

haitiannuaa

谢谢分享阿

xukai198919

好资料，看看去

zyounzrgs1

下来看看，学习一下

zengxiaodong

金风科技推了这么多年的直驱，现在怎么办？！

磁钢今年比去年涨了1倍，去年比前年涨了1倍
直驱还需要2台全功率的变频器，单就变流功率容量而言，竟是双馈的6倍之多，这些成本谁来承受？

zhouhaoquan

谢谢分享，下载学习了

zengxiaodong

zengxiaodong

20MW大型磨机也是采用半直驱传动方式，低速轴转速约11r/min

qrZxVOAtHc9skt7InzAZ6Q



上面这个是微信链接码。

zengxiaodong

风力发电系统，能否在主能量传输通路中完全取消变流器呢？这样不仅大幅度降低成本，还显著提高了发电效率！

众所周知，双馈发电机其转子侧变流器功率仅需1/3的额定发电功率，其余2/3的功率都是直接传输到电网的，这是利用电气功率分流的经典方案。

丰田著名的THS系统，其实是利用“机械点”功率分流的原理，目前全球有超过2000万套在运行之中，多么惊人的另一个经典啊！

但是，丰田THS系统仅有一个“机械点”，从而分流功率的占比较大，略微会影响一些效率，当然，成本也不低。

如果增加“机械点”的数目，则可以使得分流功率最小化......

zengxiaodong

下面以2个“机械点”为例进行详细的说明。

根据风力发电机组的调速特性，目前我找到的资料显示，最大变速范围仅需2.1，为此，设计了具有2个“机械点”且其变比为1.75的功率分流方案，其最大分流功率占额定功率的比例为13.9%，也就是仅需配置风机额定功率的13.9%的变流器，就可以实现主电路无变流器的发电，既大大节约了成本，还显著提高了效率！

zengxiaodong

理论上，没有循环功率时，最大分流功率占比如下图所示，其数值跟2个“机械点”之间的变比K有关。



很显然，变比K越小，则分流功率的比例越低，例如，变比为2时，最大分流功率为17.16%额定功率；而变比为4时，最大分流功率为33.33%额定功率。

zengxiaodong

2个“机械点”变比K=1.75，怎么样实现2.2的变速范围呢？

这就需要利用循环功率区间了，也就是利用2个“机械点”之外的工作区域，这两端之外的区域一般是不利用的，因为属于循环功率的工况，系统效率有所降低......

前面帖子的图中，黄颜色的区间是无循环功率的区间，而玫瑰色区间就是有循环功率的工作区间。

zengxiaodong

在黄色无循环功率的区间，当处于最大分流功率占比时，由于此时风机的功率达不到额定功率，所以，13.9%的分流功率对应的功率，应该是远小于额定功率了，也许仅需10%的额定功率即可！也就是说，分流功率支路所需的变流器，其容量可以小至10%的额定发电功率，具体是多少可以由额定工作点位置来确定。

在风速超过额定风速时，系统处于恒功率工作区间，也就是发电功率维持在额定功率，因此，这端的延伸量不宜太多，以免分流支路的功率过载；反之，在低风速区间，由于发电功率远小于额定功率，因此，即使大比例的分流功率（循环功率），其绝对值也不会有多大，考虑上述因素后，可以使得分流支路的功率容量最小化！

zengxiaodong

基于以上分析，可以设计20MW方案如下：

低速级采用NW行星齿轮传动，6路分支也就是有6个行星轮，采用越多的行星轮个数，可以实现齿轮箱最高的转矩密度！

该NW行星齿轮的传动比可达22.5398

zengxiaodong

上述20MW风力发电机，假设风轮的额定转速为8 r/min，且计算时假设应用系数为Ka=2.0


则NW增速齿轮箱的外啮合方案如下

zengxiaodong

具有2个“机械点”的传动方案原理图如下