风力发电机,不同类型电机方案优劣的比较讨论

发脾气的猪

内地某大型风机电机公司下个月要拿出电励磁同步机的设计了，据说。师母以呆吧。

发脾气的猪

内地某大型风机电机公司下个月要拿出电励磁同步机的设计了，据说。师母以呆吧。

regular

回复 22# 发脾气的猪


湘电吧
他们这个技术貌似搞了4年了

shashi9

我接触过三种机型，分别为直驱、双馈、半直驱，所以只能对此三种做出评价，对于楼主提出的其他类型因没有接触所以不敢妄加评论

就直驱、双馈、半直驱的发电机而言，个人认为半直驱的发展应该最好吧，首先直驱；因为现在的磁钢价格的走高，所以带来的就是直驱发电机的成本的增加，还有直驱的重量及尺寸对于加工及安装都带来了麻烦。然后双馈；双馈最大的缺点不在于电机，而在于在整机运行时齿轮箱所带来的麻烦，因为双馈一般都属于高速，所以齿轮箱采用三级变速，但是根据统计齿轮箱的毛病多处于第三极变速齿。所以双馈在整机维护上带来很多麻烦，最后半直驱；结合以上对于直驱、双馈的问题，半直驱也需要齿轮箱，但是只需要二级变速，所以相对于双馈机型的齿轮箱，出现故障的几率要小很多。

以上均为个人浅见，如有不正确地方，请高人指正

aser

仅限个人观点：

1 双馈
2 永磁直驱
3 三相异步鼠笼电机
4 半直驱永磁
5 高速永磁
6 电励磁同步
陆上和海上风机有不同的设计理念：

1.陆上：
目前主要以1-3MW机型为主，
双馈目前仍然是主流产品，特别是发电机的供应链有效形成，3MW/3.6MW目前仍有新产品在开发。
大功率的机组开发时间短，因为发电机几乎为标准设计，同时机舱重量轻，标准化得生产及小功率变频器能有效降低整机成本。但是可靠性，维护性，技术风险（例如低电压穿越）都是需要时间取解决。

1.5MW直驱和2MW直驱，目前有所降温，特别是大功率的炒作的概念正在慢慢减少。
进1年的永磁体价格井喷几乎把风机利润打回原型，同时低速同步机已经开始改成电励磁形式。
外转子比内转子整机重量更为轻（切割磁力线直径大一些），但同时密封和冷却对于直驱电机是挑战。

半直驱产品目前还没进入大批量花生产，电机和齿轮箱的接口尺寸和工业标准化生产有较大挑战。

转矩决定了电机的尺寸、成本。对于3MW典型设计，双馈电机9吨，半直驱20吨，直驱约70吨，高速永磁电机目前属于电功率密度最大的产品约为8吨。

2.海上风机是个需要投入大量研发精力的领域，运行/安装/维护策略都与陆上风机有较大区别。
年发电量/维护成本/稳定性是海上风机需要关注的！
未来5年，将以5MW机型为主。
目前国外大多数海上风机采用全功率变频器驱动
高速机型目前以XX2.5MW和XX2.3MW较为成熟。
电励磁作为德国高端产品，对于不大关注价格的高端市场占有一席之地。

直驱和高速产品在可靠性目前看来没有太大区别，试验数据表明直驱产品比高速齿轮箱机型故障率更高。
目前来说，齿轮箱比发电机的可靠性名声更好，高速发电机的失效率在千分之15以下。
半直驱产品体积小，但故障时停机时间不可预测，对于风电业主并不希望采用较复杂的电机技术。
双馈机型在海上风机并没有像陆上有效的大规模应用，这主要是维护性及稳定性在海上是更为重视。
高速永磁电机目前市场订单也远不如高速感应电机，这主要是海上风机目前主要为高风速，效率差别不明显，但是高速永磁电机开发时间和费用远超过感应电机。
并且高速永磁电机技术门槛也较高。
所以总体来讲，我个人看法是推荐高速鼠笼感应异步电机

电机小学生

回复 25# aser


    非常感谢aser兄的回复  ！  学到了好多。
   有人说  三级齿轮箱的故障率要远远高于一级齿轮箱，这也就是半直驱存在的原因，不知道aser兄怎么看？

Edwin_Sun

回复 27# 电机小学生

三级齿轮箱的故障率自然比一级的要高很多，半直驱提出的主要原因是为了减小直驱系统的体积和重量，故障率低也是一个方面了

aser的一个观点我也是一直持有的，就是 直驱产品比高速齿轮箱机型故障率更高，我查阅了很多文献，持这种观点的学者越来越多了，直驱的发展优势在永磁成本疯长的今天已经不在存在了~这也是我们课题组提出电气无级变速器以替代齿轮箱的根据了~

电机小学生

回复 28# Edwin_Sun


    谢谢您的回答，小弟有个疑问
1 为什么直驱产品要比高速齿轮箱的的故障率更高？  原来说直驱的优势之一，就是省略了齿轮箱，少了故障点，怎么反倒直驱的故障更高了呢？
2  高速永磁于半直驱永磁相比，都有哪些优势与劣势呢？

再次谢谢您的回复，谢谢？

Edwin_Sun

回复 29# 电机小学生


根据很多国家的使用经验和实验数据，直驱产品本体的故障率比高速齿轮箱产品的故障率要高近一倍，电力电子变换器的故障率也高近一倍，我想了下主要是直驱产品的体积大，重量大，杆塔以及电机的故障率就高些，电力电子的容量也比双馈的要大两倍，所以故障率自然也会高~

高速永磁的体积是最小的，功率密度高，可靠性也高一些，其他的还没想到

wwg8141

我也在关注这方面的资料。

标准答案

回复 31# 刘志斌

您知道人家说的“高速鼠笼感应异步电机”在风力发电机组中是怎么工作的吗就瞎表态同意！

电机小学生

个人认为这个帖子还应该多多讨论的

Godwinner10

我喜欢鼠笼电机……

电机小学生

回复 33# Godwinner10


   能说说原因吗？

xiake

现在风力发电机机，有不同的电机方案

目前我知道主要有以下几种

1 双馈
2 永磁直驱
3 三相异步鼠笼 ...
电机小学生 发表于 2011-7-24 01:11

                               
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3. 异步鼠笼机：需要与全功率变频器配合才行。不过效率似乎还是差些，但没有滑环结构，比较稳定。大功率的话，会比较适合与海上。
4. 半直驱永磁：似乎是两级齿轮箱，加中速发电机。齿轮箱少了第3级的话，据说故障率会小一些。另外，中速的话，对于永磁机来说，极对数可以比低速直驱永磁机少，就可以比直驱做得体积小一些。
5. 高速永磁： 永磁电机可以做得比直驱的小，但需要齿轮箱、全功率变频器。
6. 电励磁和永磁的差别，就在励磁上。一个需要专门的励磁机构，一个需要磁钢，磁钢的话比较贵吧。

电机小学生

回复 35# xiake


    谢谢您的回答

互感器工程师

节约资源及效率为主

电机小学生

还请大家说说

电机小学生

个人觉得  这个帖子还有持续讨论的必要

chen517

直驱有一定前景，但是这个价格确实有点高