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风电场整机工作原理介绍

作者:德国赌场 发布时间:2020-12-21 21:01 点击数:

  风电场整机工作原理介绍_物理_自然科学_专业资料。金风机组整机工作原理介绍 金风1.5MW机组的工作原理课程大纲 1 金风1.5MW机组整机结构 1.1 机组系统总图 1.2 机组特点介绍 1.3 机组性能介绍 2 金风1.5MW机组机械系统 2

  金风机组整机工作原理介绍 金风1.5MW机组的工作原理课程大纲 1 金风1.5MW机组整机结构 1.1 机组系统总图 1.2 机组特点介绍 1.3 机组性能介绍 2 金风1.5MW机组机械系统 2.1 主体机械结构 2.2 变桨机械结构 2.3 发电机传动机械结构 3 金风 1.5MW机组电控系统 3.1 主控系统 3.2 变流系统 3.3 冷却系统 3.4 变桨系统 通过本课程,您将有以下收获 收获1 了解金风1.5MW机组整机特点性能 收获2 了解金风1.5MW机组整机的机械构成部分 收获3 收获4 了解金风1.5MW机组的各种部件种类及其特点 了解金风1.5MW机组机械及电控系统工作原理 1 金风1.5MW机组整机结构 1.1 机组系统总图 本机组采用水平轴、三 叶片、上风向、变桨距 调节、直接驱动、永磁 同步发电机并网的总体 设计方案。 1.2 机组特点介绍 ? 1、风机控制方式采用变速变桨距控制,额定风速以下通过控制发电 机的转速使其跟踪风速,这样可以跟踪最优Cp;当风速超过额定风速 时,通过调整叶片的桨距角,使风机的输出功率限制在1500kW,从而 防止发电机和变流系统过载。 ? 2、直驱永磁同步发电机,发电机为外转子结构的多极永磁同步电机, 叶轮直接与发电机转子连接。 ? 3、变速恒频系统采用AC-DC-AC 变流方式,将发电机发出的低频交流 电经整流转变为脉动直流电(AC/DC),输出为稳定的直流电压,再经 DC/AC 逆变为与电网同频率同相的交流电,最后经变压器并入电网, 完成向电网输送电能的任务。 1.3 机组性能介绍 额定功率:1500KW 叶轮直径:77m(GW77/1500),70m(GW70/1500),82m(GW82/1500) 66m(GW66/1500),87m(GW87/1500),93m(GW93/1500) 切入风速:3m/s 额定风速:12m/s 切出风速:25m/s(10秒平均风速) 最大抗风:60m/s(3秒钟平均风速) 发电机:六相绕组交流永磁同步发电机 额定电压:690V(水冷机组),620V(风冷机组) 额定频率:50HZ/60HZ 叶轮转速:8.8—20.8rpm 机组重量:机舱11t,发电机44t,叶轮28t 2 金风1.5MW机组机械系统 1 2 3 2.1主体机械结构 4 5 6 7 8 9 10 11 1. 叶片 2. 变浆机构 3. 轮毂 4. 发电机转子 5. 发电机定子 6. 偏航驱动 7. 测风系统 8. 辅助提升机 9. 顶舱控制柜 10. 底座 11. 塔架 2.2变桨机械结构 变桨控制柜 一代变桨 二代变桨 2.3.1 发电机传动机械结构 定子 轴承 线圈 NdFeB永磁体 铁芯 转子 轴销 ? 永磁体励磁 ? 非满载状态下效率高 ? 结构紧凑、重量轻 ? 被动冷却系统 ? 冷却性能好 ? 一体化轴承概念 ? 不另外需要轴承 输出功率: 1.5 MW 定子电压: 690 V 额定转速: 17.3 rpm; 极对数: p=44 冷却方式: 被动风冷 防护等级: IP 23 绝缘等级: F 预弯浸漆绕组 定子尺寸: D 5 m, L 1.5 m 结构组成介绍 定子 ? 发电机定子主要由定子支架、铁芯、绕组线圈及绝缘系统等部分组成,其主 要生产流程如图二所示: 定子支架 到厂 铁芯叠装 嵌线、 并头 浸漆烘干 检查出厂 定子生产主要工序流程 ? 其中定子铁芯共有576槽,由0.5mm厚的硅钢片逐片叠成,铁芯总高度 740mm;绕组线圈为预成型式,由扁铜线绕制涨型而成,匝间包有绝缘;绝 缘系统均采用F级以至更高等级,B级考核 转子 ? 发电机转子主要由转子支架和磁极组成,起着建立旋转磁场的作用。为改善 转子强度,外圆一侧有加强环,在主轴非传动端侧面设有连接法兰。采用外 转子结构,电机热损耗的主要部分从叠片定子铁芯传导到散热齿,然后被外 部的冷却气流带走,有利于磁钢的磁性能稳定。 ? 转子采用斜级,各磁极相对于轴向均有一定角度倾斜,加之分数槽设计,可 有效减少发电机齿槽效应的影响。 2.3.2 发电机主要参数 ? 1500KW发电机为外转子式永磁同步风力发电机,励磁方式为永磁体励磁, 额定功率为1580KW、极数88极、6相、额定电压690V,防护等级为IP23, 发电机重量43.6吨。 ? 定子绕组材料全部采用F级以上等级的绝缘材料,温升按照B级考核。定子绕 组使用高性能聚酯亚胺绝缘树脂真空浸渍,优良的浸漆环境充分的保证了定 子绕组绝缘性能。独特的散热方式使发电机的温升只有60K。采用一套独特 的自冷却结构将气流通过导风套引入定子铁芯外部,当随着风速的增加,发 电机功率也增大,同时产生的热量也在增加,恰好符合发电机大功率下的冷 却设计。 ? 在发电机的定子、转子上设计制造有两个方便维护人员穿越的舱门和相应的 人孔。并配有双重的机械、电气安全保障措施。 ? 由于采用这种永磁体外转子结构,与同功率电励磁风力发电机相比,金风 77/1500风力发电机组的电机的尺寸和外径相对较小。发电机转子被叶轮直接 驱动,当传统结构中的齿轮箱部件取消后,润滑油泄漏、噪音、齿轮箱过载 和损坏的问题因而消失了,同时也会降低用户的运行和维护成本。图显示了 两种结构的对比。图中两种结构的气隙直径相同,功率输出相同。 ? 金风77/1500风力机外转子直径仅仅比定子直径大了100多毫米,而电励磁电 机结构高出气隙直径很多。电机直径减小后重量减轻,易于公路运输。 2.3.3 电机永磁特性说明 a) 按照发电机出口侧三相短路电流(8倍额定电流),计算短路电流产生的 冲击退磁磁场强度,按照2.5倍冲击退磁磁场强度,选择永磁体的额定矫顽力 值,依据额定矫顽力值,选择永磁体材料。 b) 金风公司选择的1500KW发电机永磁体,工作点在退磁曲线的拐点之上, 是


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