2兆瓦永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機研制介紹

1、2兆瓦永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機研制介紹2010-03-01 11:54:24來源：北京湘電科技有限公司摘要：由湘潭電機股份有限公司出資組建的風(fēng)力發(fā)電合資公司，從荷蘭引進了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的成套技術(shù)，其中發(fā)電機為ABB生產(chǎn)的永磁直驅(qū)發(fā)電機。由于ABB公司無法保證按時供貨而且電機價格昂貴，風(fēng)力發(fā)電合資公司委托湘潭電機股份有限公司開發(fā)替代現(xiàn)有ABB電機的永磁直驅(qū)發(fā)電機。在設(shè)計上，集合了國內(nèi)優(yōu)良資源，組成產(chǎn)學(xué)研一體的設(shè)計團隊，采用先進的有限源分析方法，著重解決了磁鋼化學(xué)退磁、減小定位阻力矩、減小諧波在轉(zhuǎn)子中損耗以及參數(shù)優(yōu)化等技術(shù)問題。在工藝上，對定子熱套浸漆、定轉(zhuǎn)子裝配進行了工藝研究。經(jīng)過樣機試驗，效果較好。&

2、#160;   一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀    1國外風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)展現(xiàn)狀CNWPEM.NE    歐盟，風(fēng)能處于新能源的領(lǐng)頭羊地位，在2007年在歐洲，風(fēng)電大約占了新發(fā)電裝機的40%    德國    全球風(fēng)電技術(shù)最先進的國家    2007年，風(fēng)電裝機容量占全球的24%    ·來自風(fēng)能的電力相當于德國2007年電力總消費的風(fēng)電材料設(shè)備7.2%    ·

3、;出口成為其主要增長點風(fēng)電材料設(shè)備 西班牙CNWPEM.COM   ·2007年，在世界范圍的風(fēng)電總裝機中排行第三cnwpme·com   ·2007年，全國的總裝機達到了15145兆瓦，可以滿足西班牙全國電力需求的10%cnwpme·com   美國中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)美國新裝機總量連續(xù)三年處于世界領(lǐng)先地位2007年，風(fēng)機裝機量達到了16,818 JM，僅次于德國位居世界第二印度cnwpme·com印度新安裝了1730兆瓦，總裝機量大約8000兆瓦居世界第

4、四中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)丹麥風(fēng)電材料設(shè)備丹麥海上風(fēng)能資源豐富，是世界風(fēng)能利用的先行者cnwpme·com2007年年底風(fēng)電裝機總量為3130兆瓦，風(fēng)電占總發(fā)電量的20%風(fēng)電材料設(shè)備豐富的風(fēng)力資源風(fēng)電發(fā)展具有良好的資源基礎(chǔ)。中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)特許權(quán)機制2003年，發(fā)改委推行風(fēng)電特許權(quán)項目，擴大了風(fēng)電開發(fā)規(guī)模，提高了國產(chǎn)設(shè)備制造能力。cnwpem管理技術(shù)和經(jīng)驗在風(fēng)電開發(fā)建設(shè)方面，中國已建成100多風(fēng)電場，掌握了風(fēng)電場運行管理的技術(shù)和經(jīng)驗。可再生能源法2006年開始，可再生能源法正式生效，大大促進了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。并網(wǎng)風(fēng)電場發(fā)展中國并網(wǎng)風(fēng)電步入規(guī)?；l(fā)展的新階段，離離網(wǎng)風(fēng)電也初具規(guī)模。cnwp

5、em最佳時機研發(fā)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，盡快縮少我國風(fēng)力發(fā)電與世界風(fēng)力發(fā)電技術(shù)水平之間的差距，促進我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前正面臨最佳時機。cnwpme·com·2007年，全國新裝機容量達3304MW，比2006年增長率為147.1·總裝機電量也排到了世界第五CNWPEM.NET·從累計市場份額看，內(nèi)資與外交企業(yè)存在8.1的差距CNWPEM.COM短期預(yù)測風(fēng)電材料設(shè)備    *截至2009年，歐洲將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位風(fēng)電材料設(shè)備    *2009年以后，全球風(fēng)電競爭力進一步加強風(fēng)電材料設(shè)備 

6、60;  *美洲，尤其是美國將在預(yù)測末期致力于風(fēng)電發(fā)展cnwpme·com    *東南亞快速增長，尤其是印度和中國長期預(yù)測CNWPEM.COM    *預(yù)計到2014年度，全球累計安裝量達235000MW,風(fēng)電占全球總供電量市場的2.3%,風(fēng)電材料設(shè)備    *2015年我國風(fēng)力發(fā)電規(guī)模達到150。萬千瓦，2020年4000萬千瓦，實現(xiàn)全國電力裝機總量3%0CNWPEM.COM    *風(fēng)電裝機容量以平均每年30的速度遞增，有望成為世界最大的風(fēng)電市場。風(fēng)

7、電材料設(shè)備    4風(fēng)力電機發(fā)展趨勢CNWPEM.COM    當前，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機單機容量越來越大，有利于減少占地，降低并網(wǎng)成本和單位功率造價，兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機將在風(fēng)電場中占主導(dǎo)地位。cnwpemcnwpem   兆瓦級永磁直趨化   ·永磁發(fā)電機型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是未來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的主要方向，對大型直驅(qū)式設(shè)計尤其如此   ·系統(tǒng)的電能輸出是按它獲得的空氣體積的三次方增加的，隨著風(fēng)力發(fā)電機組單機容量不斷增大，系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)部件的重量也合成比例增加，因此開發(fā)結(jié)

8、構(gòu)簡單的兆瓦級永磁發(fā)電機具有較大的優(yōu)勢。中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)   ·隨著永磁材料技術(shù)，現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制技術(shù)的迅速發(fā)展，兆瓦級永磁風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)電系統(tǒng)市場前景一片光明CNWPEM.NET    湘電2兆瓦風(fēng)力發(fā)電機介紹cnwpme·com    1.機技術(shù)要求風(fēng)電材料設(shè)備CNWPEM.COM中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)    結(jié)論：通過對2MW60極永磁同步發(fā)電機的磁路分析電性能分析，論證了該永磁發(fā)電機的性能如下：風(fēng)電材料設(shè)備    1）當發(fā)電機

9、單獨負載2MW供電時，電機效率大于95% 。cnwpme·com    2)當發(fā)電機與電網(wǎng)連接時，可在滿載范圍內(nèi)保證高的發(fā)電性能指標（電機效率大于95.5%）。    3)6相突然短路時，永磁體不會退磁。    5主要解決的技術(shù)問題CNWPEM.COM    5.1多方案比較    結(jié)論：在試制造設(shè)計階段，設(shè)計團隊對以上提出的方案，分別從電磁性能、定子結(jié)構(gòu)和定子繞組、轉(zhuǎn)子結(jié)性電磁場分析以及仿真分析驗證等四個方面進行了論證，最終采用了方案

10、八。該方案在體積上和AB。相當，并且考慮到  沒有此類電機的設(shè)計生產(chǎn)經(jīng)驗，而且該方案電機的磁密、電密、熱負荷都留有較大裕度。      5.2防磁鋼退磁    5.2.1永磁電機退磁主要有以下幾種：    1)大電流沖擊退磁：cnwpme·com    由于現(xiàn)在的控制器采用了矢量控制技術(shù)，電機在起動過程中以額定電流恒定力矩起動，沒有電流沖擊。由于電機最大電流發(fā)生在故障狀態(tài)下三相短路時的短路流，因此此，在設(shè)計時只要保證校算短路狀態(tài)下磁鋼工

11、作點在磁性工作曲線拐點以上，就能保證電機在使用過程中不會因大電流沖擊而退磁?，F(xiàn)在磁鋼在額定使用溫度下，拐點基本在0.2以下，只要設(shè)計合理完全能滿足電機要求。  主要控制電機熱負荷保證電機溫升小于磁鋼使用溫度。采取措施減小高次諧波在磁鋼表面中的渦流損耗，保證磁鋼溫度。    3）化學(xué)退磁：cnwpme·com    以上二種退磁都是在特定條件下發(fā)生的，只要設(shè)計得關(guān)，保證材料性能，就能防止退磁發(fā)生，均與磁鋼壽命無。只“化學(xué)磁是逐步發(fā)生的，直接影響磁“的使用壽命。CNWPEM.COM   

12、磁鋼的化學(xué)失效主要源于磁鋼中的稀有金屬和氫元素的化學(xué)反應(yīng)，從而使磁鋼失效。在空氣中存在的氫氣以及在潮濕狀態(tài)下存在的氫離子與磁鋼接觸，是造成磁鋼失效的主要原因。CNWPEM.NET  5.2.2磁鋼的化學(xué)失效及其解決方法：cnwpem  要想解決磁鋼長期化學(xué)失效的問題，首要的是要做好磁鋼的防護。磁鋼在出廠前已經(jīng)根據(jù)設(shè)計的防護要求,做好了防護層。在保證磁鋼防護層完好的情況，是可以保證磁鋼的使用壽命?？墒侨绾伪ＷC磁鋼在裝配過程中保護層不受損傷，是工程上要解決的主要問題。cnwpme·com   目前，在大型永磁電機中，還無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)子整體磁。普遍采用先充磁后裝配的工藝法。使用這種方法時，盡管采用工裝或?qū)Ｓ迷O(shè)備，但由于磁鋼強大的電磁吸力，無法絕對保證磁鋼保護層不被劃傷。針對以上情況我們主要采用如下方法，解決磁鋼保護層在裝配中的劃傷