直驱式风力发电机(Direct-driven Wind Turbine Generators),是一种由风力直接驱动发电机,亦称无齿轮风力发动机,这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式,免去齿轮箱这一传统部件。由于齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机中属易过载和过早损坏率较高的部件,因此,没有齿轮箱的直驱式风力发动机,具备低风速时高效率、低噪音、高寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等诸多优点。
传统涡轮式风力发电机与直驱式风力发电机示意图
直驱式(无齿轮)风力发电机始于20多年前,由于电气技术和成本等原因,发展较慢。随着近几年技术的发展,其优势才逐渐凸现。德国、美国、丹麦都是在该技术领域发展较为领先的国家,其中德国西门子公司开发的(直驱式)无齿轮同步发电机安装在世界最大的挪威风力发电场,最高效率达98%。
1997年的风机市场上出现了兼具无齿轮、变速变桨距等特征的风力发电机, 这些高产能、运行维护成本低的先进机型有E-33、E-48、E-70等型号,容量从330千瓦至2兆瓦,由德国 ENERCON GmbH公司制造,它们的研制始于1992年。2000年,瑞典ABB公司成功研制了3兆瓦的巨型可变速风力发电机组,其中包括永磁式转子结构的高压风力发电机Windformer ,容量3兆瓦、高约70米、风扇直径约90米。2003年,在Okinawa电力公司开始运行的MWT-S2000型风力发电机,是日本三菱重工首度完全自行制造的2兆瓦级风机,采用小尺寸的变速无齿轮永磁同步电机,新型轻质叶片。