永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和前景 　　我國風(fēng)能資源非常豐富，可開發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國陸地風(fēng)能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦，海上風(fēng)能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風(fēng)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(fēng)能資源開發(fā)量約占全國的80%.風(fēng)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(fù)荷則呈逆向分布。 “十三五”時(shí)期，我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量占發(fā)電機(jī)總?cè)萘勘壤龑⑦M(jìn)一步加大，出于電網(wǎng)考慮，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須在“低電壓穿越”保障下“御風(fēng)而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露，2020年陸地風(fēng)電的成本將與煤電持平，之后風(fēng)電將逐步脫離 補(bǔ)貼，“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚(yáng)州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)低成本制造，使機(jī)組極易實(shí)現(xiàn)低電壓穿越，在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于機(jī)械損耗小、運(yùn)行效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機(jī)型受到社會(huì)廣泛關(guān)注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)、變頻器和變壓器組成。 （1）基本原理 永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理，就是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機(jī)為永磁式發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵(lì)磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實(shí)現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機(jī)的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。 （2）技術(shù)特點(diǎn) 隨著科學(xué)技術(shù)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(jī)已變得越來越具吸引力了。 采用永磁同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1）永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不需要?jiǎng)?lì)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(diǎn)；2）變速運(yùn)行范圍寬，即可超同步運(yùn)行也可以亞同步運(yùn)行；3）轉(zhuǎn)子無勵(lì)磁繞組，磁極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變頻器容量小，可以做成多極電機(jī)；4）同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)可直接耦合，省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。 （3）適用場(chǎng)合 1）在電力供應(yīng)匱乏、交通不便、燃料短缺，但是風(fēng)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(shè)備提供電源等；2）在單機(jī)容量比較小的風(fēng)場(chǎng)，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電；3）為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺(tái)站等偏遠(yuǎn)、負(fù)載較輕的用戶，提供電力。

發(fā)電機(jī)如何不使用電子調(diào)速器控制電路 如果不使用電子轉(zhuǎn)速控制器，柴油機(jī)引擎控制器也可直接控制RSV機(jī)械調(diào)速器以實(shí)現(xiàn)機(jī)組起動(dòng)和調(diào)速，此種情形控制的二位式電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)與RSV調(diào)速器調(diào)速手柄連接。不使用電子調(diào)速器的康明斯機(jī)組控制電路。 起動(dòng)時(shí)，接通電源開關(guān)，按下啟動(dòng)按鈕，端子輸入低電平，觸發(fā)T-P進(jìn)入起動(dòng)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(diǎn)接通，初始供油繼電器RS2線圈得電，R52常開觸點(diǎn)接通，電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)DTC的起動(dòng)線圈得電，將調(diào)速手柄拉至起動(dòng)工況位置；同時(shí)J1使起動(dòng)繼電器RS1線圈得電吸合，RSI常開觸點(diǎn)接通，起動(dòng)機(jī)吸合繼電器J線圈得電，接通起動(dòng)機(jī)M的電磁開關(guān)及其電路，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)柴油機(jī)起動(dòng)。 J2的常開觸點(diǎn)接通，使延時(shí)繼電器KT1得電，經(jīng)過設(shè)定的延遲時(shí)間后，其常開觸點(diǎn)將閉合，使電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)DTC的全速線圈得電，柴油機(jī)起動(dòng)后能進(jìn)入全速運(yùn)行狀態(tài)。全速線圈得電時(shí)間應(yīng)在起動(dòng)程序結(jié)束前。 起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過300r/min時(shí)(或達(dá)到機(jī)組設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間)，T-P使6 端輸出高電平，J1失電斷開其常開觸點(diǎn)，起動(dòng)繼電器RSI和初始供油繼電器RS2失電斷開，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)吸合繼電器J失電，起動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)飛輪分離。同時(shí)，電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)DTC的起動(dòng)線圈也失電，柴油機(jī)在電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)DTC的全速線圈控制下使調(diào)速手柄處于標(biāo)定轉(zhuǎn)速位置，柴油機(jī)起動(dòng)成功并進(jìn)入標(biāo)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)。 由上述過程可知，KT1延時(shí)時(shí)間必須早于T-P表的起動(dòng)程序的結(jié)束時(shí)間，否則T-P表在結(jié)束起動(dòng)程序并斷掉電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)DTC起動(dòng)線圈的供電時(shí)，DTC將無電磁吸力而使柴油機(jī)停機(jī)。 停機(jī)時(shí)，按下停機(jī)按鈕STOP，T-P表的19端子輸入低電平，T-P進(jìn)入關(guān)機(jī)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(diǎn)斷開，延時(shí)繼電器KT1失電，KT1觸點(diǎn)斷開DTC的全速線圈供電，DTC失去電磁力而在復(fù)位彈簧作用下使RSV調(diào)速器調(diào)速手柄處于停機(jī)位置，柴油機(jī)停機(jī)。 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(diào)速控制器ESD5500E的工作電壓控制，而是直接用于電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，通過與RSV機(jī)械調(diào)速器的配合實(shí)現(xiàn)起動(dòng)過程和調(diào)速過程。電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變調(diào)速手柄的位置實(shí)際上改變的是RSV調(diào)速器的彈簧張力和轉(zhuǎn)速設(shè)定值。同時(shí)，柴油機(jī)直接從起動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入高速控制狀態(tài)，控制過程不盡合理。 應(yīng)急控制電路主要由鑰匙開關(guān)DS，柴油機(jī)參數(shù)表及傳感器等組成。將DS旋至“工作”位置時(shí)，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(chǎn)生的吸力不足以使其動(dòng)作。將DS旋至“起動(dòng)”位置時(shí)，①、②、③端子均接通，繼電器RS1得電，常開觸點(diǎn)閉們接通起動(dòng)電動(dòng)機(jī)電路，柴油機(jī)起動(dòng)。同時(shí)，RS2得電，觸點(diǎn)閉合，DCT起動(dòng)線圈也得電，執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電磁吸力的作用下將油量控制齒桿拉至起動(dòng)供油量位置。柴油機(jī)起動(dòng)后，DS回復(fù)至正作狀態(tài)，此時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)被全速線圈產(chǎn)生的吸力使其保持在標(biāo)定轉(zhuǎn)速位置，柴油機(jī)工作在標(biāo)定轉(zhuǎn)速。將DS旋到“停機(jī)”位置時(shí)，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(jī)構(gòu)拉至停止供油位置，機(jī)組停機(jī)。