100kW 永磁直驱风力发电机组研制概况

　　3.1 发电机及传动方式
　　该100kW 风力发电机组采用永磁同步发电机，具有很强的低电压穿越能力，适合电网对风电机组的要求。
　　传动采用直驱方式，减少了用户对机组的维护。发电机轴直接连接到机组主轴上，风轮旋转驱动永磁发电机，高效且低维护；风轮转速随风速而改变，通过调节桨距角改变切入的风力大小，从而可以主动实现功率和转速的控制。
　　考虑到安装环境对风电机组运行噪声的要求，定子采用斜槽和分数槽设计，既降低运行噪音，也减小启动阻力矩。电机轴采用大直径空心轴形式，具有结构简单、强度高、重量轻、扭矩大等特点，结构如下图4。
　　3.2 偏航机构
　　机组设计为上风向，可以满足圆管等各种塔架结构，同时为了减少机组空间，采用电动偏航方式。偏航系统主要包括偏航电机及驱动、偏航轴承及阻尼等。
　　偏航系统接受风向风速传感器的信息，由控制系统自动控制机舱对风调向，使风轮始终处于迎风工作状态，最大程度的利用风能，输出最佳功率。
　　偏航系统根据风速情况还可以实现小风主动解缆、大风避风保护。

　　3.3 变桨机构
　　变桨距型风电机组通过主动调节叶片的桨距角，使风电机组在启动、运行等各种工况下按最佳参数运行，既满足了最佳功率输出工作区的运行，又保证高风速下不超载运行。
　　变桨系统是大中型风电机组的重要机构，本机组采用电动变桨。变桨机构由变桨电机、丝杠螺母、连杆、轴承和弹簧等组成，三个叶片由一套驱动系统控制。正常动作时通过电机正反转驱动丝杠螺母前后移动，带动连杆旋转使叶片变桨。
　　额定转速以下时不调节桨距角，进行机组最大功率的跟踪控制；额定转速以上时调节桨距角保持转速的稳定，调节时综合参考风速的变化趋势。根据系统运行状态和功率调节算法计算输出要调整的叶片角度，变桨驱动器驱动减速电机，闭合电磁离合器连接丝杠传动机构，驱动三个叶片同时转动旋转，调整叶片的迎风角度。变距角度检测采样双高速脉冲反馈给驱动系统，进行闭环调节控制。
　　3.4 保护机构
　　保护机构对于机组的安全运行至关重要，尤其是掉电时的保护。本机组配备了掉电顺桨保护和机械断电刹车两套保护系统，在系统掉电的时候弹簧带动丝杆实现掉电顺桨，同时自动进行断电机械刹车，双重保护确保风电机组的绝对安全。
　　3.5 控制系统