直驱式水平轴风力发电机

Direct Drive Wind Turbine

风力机转速都较低，小型风力机转速每分钟最多几百转，大中型风力机转速约每分钟几十转甚至十几转，在“机舱设备与塔架”一节中介绍用齿轮箱增速来带动发电机。但齿轮箱会降低风力机效率，齿轮箱是易损件，特别大功率高速齿轮箱磨损厉害、在风力机塔顶环境下维护保养都较困难。

一种专门为风力机设计制造的低转速发电机可以用风轮直接驱动，这种发电机是一种多极发电机，而且多用永久磁体励磁。在“直驱式风力发电机”栏目里介绍了几种常用的直驱风力发电机，本节就一个直驱式风力发电机模型介绍其机舱设备的布置。本模型参考一些典型的直驱式风力发电机产品图片绘制，图片仅是主要设备安装布局示意图。

直驱式风力机没有齿轮箱，故机舱内主要设备就是发电机了，直驱式发电机由于极数很多，直径较大。模型采用标准的内转子结构，是内转子直驱风力发电机，是径向气隙磁通。在定子铁芯上嵌有三相绕组，发电机是固定在机座的机架上。图1展示了机舱内的基础设施，用来安装发电机的机座通过偏航轴承安装在塔架上，机座通过偏航电机推动旋转。机座上有用来固定发电机定子的机架，有安装发电机转子与风轮的转轴。

图1 机舱内有偏航装置、定子机架与转子主轴

把绕好线圈的定子安装在机座的机架上，为显示转子结构将定子剖去一部分，见图2。

图2 机座的机架上安装定子铁芯与三相绕组

把装有永久磁极的内转子安装在机座的转轴上，见图3

图3 安装有定子与永磁转子的机舱

把装有叶片的轮毂也安装在机座的转轴上，并且与转子固定连接，风轮与转子同步旋转，再安装好轮毂罩，见图4

图4 直驱式永磁风力发电机基本结构图之一

这就是一个直驱式永磁风力发电机的基本结构，图5是该风力发电机的另一个角度的视图。

图5 直驱式永磁风力发电机基本结构图之二

在目前风力发电机中，直驱式风力发电机用的越来越多,目前世界上最大的水平轴风力发电机就是直驱式的。

下面请观看直驱永磁风力发电机运转的3D动画。

直驱式永磁风力发电机3D动画