永磁同步風力發(fā)電機的原理和前景 　　我國風能資源非常豐富，可開發(fā)的風能潛力巨大。根據(jù)相關資料顯示，我國陸地風能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦，海上風能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風能資源比較集中，“三北”地區(qū)（華北、東北和西北）以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風能資源開發(fā)量約占全國的80%.風能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度，與電力負荷則呈逆向分布。 “十三五”時期，我國風力發(fā)電機裝機容量占發(fā)電機總容量比例將進一步加大，出于電網考慮，風力發(fā)電機組必須在“低電壓穿越”保障下“御風而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關人士透露，2020年陸地風電的成本將與煤電持平，之后風電將逐步脫離 補貼，“降低成本”也成為風電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚州市引江發(fā)電設備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風力發(fā)電機，實現(xiàn)了發(fā)電機低成本制造，使機組極易實現(xiàn)低電壓穿越，在國內處于技術領先水平。 永磁同步風力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優(yōu)點成為繼雙饋感應風電機組之后的又一重要風力發(fā)電機型受到社會廣泛關注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風力發(fā)電機主要由風力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。 （1）基本原理 永磁同步風力發(fā)電的基本原理，就是利用風力帶動風力機葉片旋轉，拖動永磁同步發(fā)電機的轉子旋轉，實現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機為永磁式發(fā)電機，轉子為永磁式結構，不需外部提供勵磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機的變頻的交流電通過變頻器轉變?yōu)殡娋W同頻的交流電，實現(xiàn)風力發(fā)電的并網，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。 （2）技術特點 隨著科學技術的發(fā)展和更新，由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發(fā)電機已變得越來越具吸引力了。 采用永磁同步發(fā)電機的風力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點：1）永磁同步發(fā)電機系統(tǒng)不需要勵磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點；2）變速運行范圍寬，即可超同步運行也可以亞同步運行；3）轉子無勵磁繞組，磁極結構簡單、變頻器容量小，可以做成多極電機；4）同步轉速降低，使風輪機和永磁發(fā)電機可直接耦合，省去了風力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機的維護工作并降低噪聲，使直驅永磁風力發(fā)電機系統(tǒng)。 （3）適用場合 1）在電力供應匱乏、交通不便、燃料短缺，但是風力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設備提供電源等；2）在單機容量比較小的風場，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網發(fā)電；3）為農村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠、負載較輕的用戶，提供電力。

發(fā)電機如何不使用電子調速器控制電路 如果不使用電子轉速控制器，柴油機引擎控制器也可直接控制RSV機械調速器以實現(xiàn)機組起動和調速，此種情形控制的二位式電磁執(zhí)行機構與RSV調速器調速手柄連接。不使用電子調速器的康明斯機組控制電路。 起動時，接通電源開關，按下啟動按鈕，端子輸入低電平，觸發(fā)T-P進入起動狀態(tài)；端子、輸出低電平，使繼電器、線圈獲得工作電壓。 J1的常開觸點接通，初始供油繼電器RS2線圈得電，R52常開觸點接通，電磁執(zhí)行機構DTC的起動線圈得電，將調速手柄拉至起動工況位置；同時J1使起動繼電器RS1線圈得電吸合，RSI常開觸點接通，起動機吸合繼電器J線圈得電，接通起動機M的電磁開關及其電路，起動電動機運轉，帶動柴油機起動。 J2的常開觸點接通，使延時繼電器KT1得電，經過設定的延遲時間后，其常開觸點將閉合，使電磁執(zhí)行機構DTC的全速線圈得電，柴油機起動后能進入全速運行狀態(tài)。全速線圈得電時間應在起動程序結束前。 起動機轉動并使柴油機轉速超過300r/min時(或達到機組設定的起動時間)，T-P使6 端輸出高電平，J1失電斷開其常開觸點，起動繼電器RSI和初始供油繼電器RS2失電斷開，起動電動機吸合繼電器J失電，起動機與柴油機飛輪分離。同時，電磁執(zhí)行機構DTC的起動線圈也失電，柴油機在電磁執(zhí)行機構DTC的全速線圈控制下使調速手柄處于標定轉速位置，柴油機起動成功并進入標定轉速運行狀態(tài)。 由上述過程可知，KT1延時時間必須早于T-P表的起動程序的結束時間，否則T-P表在結束起動程序并斷掉電磁執(zhí)行機構DTC起動線圈的供電時，DTC將無電磁吸力而使柴油機停機。 停機時，按下停機按鈕STOP，T-P表的19端子輸入低電平，T-P進入關機程序，端子7由低電平變?yōu)楦唠娖?，繼電器J2線圈失電，其觸點斷開，延時繼電器KT1失電，KT1觸點斷開DTC的全速線圈供電，DTC失去電磁力而在復位彈簧作用下使RSV調速器調速手柄處于停機位置，柴油機停機。 由此可見，在該控制方式，T-P表的噴油泵控制輸出端口7不再用于電子調速控制器ESD5500E的工作電壓控制，而是直接用于電磁執(zhí)行機構的控制，通過與RSV機械調速器的配合實現(xiàn)起動過程和調速過程。電磁執(zhí)行機構改變調速手柄的位置實際上改變的是RSV調速器的彈簧張力和轉速設定值。同時，柴油機直接從起動狀態(tài)進入高速控制狀態(tài)，控制過程不盡合理。 應急控制電路主要由鑰匙開關DS，柴油機參數(shù)表及傳感器等組成。將DS旋至“工作”位置時，①、②端子接通，電磁執(zhí)行器DCT中的全速線圈得電，其阻值較大，產生的吸力不足以使其動作。將DS旋至“起動”位置時，①、②、③端子均接通，繼電器RS1得電，常開觸點閉們接通起動電動機電路，柴油機起動。同時，RS2得電，觸點閉合，DCT起動線圈也得電，執(zhí)行機構在電磁吸力的作用下將油量控制齒桿拉至起動供油量位置。柴油機起動后，DS回復至正作狀態(tài)，此時執(zhí)行機構被全速線圈產生的吸力使其保持在標定轉速位置，柴油機工作在標定轉速。將DS旋到“停機”位置時，全速線圈失電，電磁執(zhí)行器在彈簧的作用下將油量控制機構拉至停止供油位置，機組停機。