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科技成果——5MW永磁同步风力发电机技术开发单位中国电子科技集团公司第四十四研究所
技术概述山西汾西重工有限责任公司是国家军船电机定点生产单位。
多年来，工厂利用自主研发的船舶电机技术，为多型舰船配套研制电机，开发了多型具有自主知识产权的军用电机产品。
针对海上风力发电机的使用工况，公司利用已拥有军船电机多项关键技术，在成熟的军工技术基础上完成5MW级永磁同步风力发电机研制，并达到国际先进水平。
技术指标
额定功率：5-8MW
额定电压：690V
效率：≥97.5%
技术特点本项目技术来源于公司长期军用产品设计制造所积累的具有自主知识产权的先进技术，如：海洋应用技术，磁钢防腐技术，大功率电机装配技术，大功率电机永磁转子入壳技术等，并通过样机应用验证。
先进程度国际先进
技术状态小批量生产、工程应用阶段
适用范围海上风力发电
专利状态已取得专利4项
合作方式合作开发
（1）投资需求：寻求投资扩大产能，5～8MW永磁同步发电机
生产线产能达到150台/年，资金需求2000万元，实施周期24个月。
（2）合作开发：与变频器、风电机组等上下游厂商及控股股东展开合作，共同研发或承接风电工程。
（3）技术服务：与各风电场等展开合作，进行风电技术运维服务。
预期效益中国大陆海岸线长18000公里，可利用海域面积300多万平方公里，海上风能资源丰富，近海浅水海域风能资源可开发量约为2亿千瓦，到2020年，中国将建成海上风电3000万千瓦的装机容量。
市场预期良好。
大型海上风电直驱风力发电机定转子支架加工施工工法大型海上风电直驱风力发电机定转子支架加工施工工法一、前言随着人们对清洁能源的需求不断增加，海上风电作为一种有前景的可再生能源形式，得到了越来越广泛的关注和应用。
而大型海上风电直驱风力发电机是其中关键的装备之一。
定转子支架作为大型风力发电机的重要组成部分，对其加工施工工法进行研究和优化，将有助于提高风力发电机的整体性能和可靠性。
二、工法特点大型海上风电直驱风力发电机定转子支架加工施工工法具有以下特点：1. 采用直接驱动技术，简化了传动系统结构，提高了发电机的效率和可靠性。
2. 高强度和刚性设计，能够适应海洋恶劣环境的要求，保证风力发电机在海上运行的稳定性。
3. 通过合理的工艺和施工工法，保证了定转子支架的精度和质量，提高了风力发电机的整体性能。
三、适应范围该工法适用于大型海上风电直驱风力发电机的定转子支架加工施工，可以满足不同规格和要求的风力发电机的制造需求。
四、工艺原理该工法采用现代化的加工和施工技术，通过对施工工法与实际工程之间的联系进行详细分析和解释，确保工法的理论依据和实际应用相一致。
同时，采取了一系列的技术措施，包括：1. 选用高强度和耐腐蚀的材料，保证定转子支架的结构稳定性和寿命。
2. 通过先进的加工设备和工艺，保证定转子支架的精度和质量。
3. 掌握定转子支架加工和施工的关键技术，确保施工工艺的可行性和有效性。
五、施工工艺施工工艺包括以下几个阶段：1. 材料准备：选用合适的材料，对材料进行加工预处理。
2. 结构设计：根据风力发电机的要求，设计定转子支架的结构参数。
3. 加工制造：采用先进的加工设备，按照设计要求对定转子支架进行加工制造。
4. 组装安装：根据施工图纸和工艺要求，对定转子支架进行组装和安装。
5. 检验验收：对定转子支架的尺寸、表面质量和结构性能进行检验和验收。
六、劳动组织为了保证施工效率和质量，需要合理组织施工队伍，设立专门的施工负责人，明确分工和责任。
5MW风力机主轴的关键技术研究风力发电机主轴分析3.1风力发电机主轴系统结构现代风力发电机采用的是空气动力学原理。
如同飞机的机翼一样，风并非"推" 动风轮叶片，而是通过吹过叶片形成叶片正反面的压力差，这种压力差会产生升力，使风轮旋转并不断横切风流。
风力发电机主要包含三部分∶风轮、机舱和塔杆。
风轮叶是由复合材料制造而成的，大型风力电机的风轮转动相当慢，比较简单的风力发电机多采用固定速度。
通常情况下采用两个不同的速度--在弱风下用低速、在强风下用高速。
机舱上安装感测器可探测风向，通过转向机械装置令机舱和风轮自动转向，使之面向来风。
风轮的旋转运动通过齿轮变速箱传送到机舱内的发电机。
在风电工业中，配有变速箱的风力发电机是很普遍的。
所有风力发电机的功率输出是随着风力的变化而变化的。
强风下最常见的两种限制功率输出的方法是失速调节和斜角调节。
使用失速调节的风电机，超过额定风速的强风会导致通过叶片的气流产生扰流，令风轮失速。
当风力过强时，叶片尾部制动装置会运作，令风轮剎车。
而使用斜角调节的风电机，每片叶片能够以纵向为轴而旋转，叶片角度随著风速变化而转变，从而改变风轮的空气动力姓能。
风力发电机组传动系统的传动链由以下部件组成：风轮、低速轴（即主轴）、齿轮箱、高速轴、发电机以及相应的联轴器、离合器、制动器、轴承等。
图3-1 风力发电机组传动系统风力机的主轴，也称为低速轴，连接风力机的轮毂和发电机增速箱，用于传递风轮转动的扭矩，带动发电机发电，同时需要将风轮的轴向推力、叶轮和机船重力以及自身重力作用的弯矩传递到机舱。
风力机的主轴结构按照轴承的支承方式分为两种：一种是挑臂梁结构，主轴由两个轴承支承，也称为两点式支承。
这种支承的齿轮箱体挂在主轴的后端，连接在轴承外，由转矩臂承担驱动转矩。
另一种是悬臂梁结构，主轴使用一个轴承支承，另一轴承置于齿轮箱体内，避免了独立的轴承润滑系统，但是对齿轮箱的外壳要求较高，它要承受风轮载荷并且不能引起齿轮箱体的变形。
MW级直驱永磁同步风力发电机设计首先，永磁同步发电机是一种利用磁场相互作用原理直接将风能转换为电能的装置。
它具有体积小、重量轻、转速高、功率密度大的优势，因此在MW级风力发电系统中得到广泛应用。
其基本原理是利用永磁体的磁场与定子线圈的磁场相互作用，产生电磁感应，进而将风能转化为电能。
在设计MW级直驱永磁同步风力发电机时，有几个关键要点需要重点考虑。
首先是选择适合的永磁材料和磁路设计。
永磁材料的选择直接关系到发电机的磁场强度和效率，一般常用的材料有钕铁硼和钴等。
同时，磁路设计要合理，以增强磁场的均匀度和稳定性。
其次是转子结构和散热设计。
MW级直驱永磁同步风力发电机的转子受到巨大的力矩和离心力的作用，因此需要选择合适的材料和结构来保证其强度和刚度。
同时，由于转子功率密度大，会产生大量的热量，因此散热设计至关重要，以确保发电机的长期稳定工作。
此外，MW级直驱永磁同步风力发电机的控制系统也需要精心设计。
风力发电机的转速和输出功率与风速之间存在复杂的非线性关系，因此需要采用先进的控制算法来实现最大化发电效率。
此外，还需要考虑到电网连接和功率调节等方面的要求。
在设计MW级直驱永磁同步风力发电机时，还面临着一些挑战。
首先是系统的可靠性和可维护性。
由于风力发电机的工作环境恶劣，容易受到风力、温度等因素的影响，因此需要设计稳定可靠的系统来应对各种突发状况。
其次是成本和效益的平衡。
虽然MW级直驱永磁同步风力发电机具有高效率和高功率密度的优势，但其制造和维护成本也相对较高，需要综合考虑投资回报周期等因素。
总之，MW级直驱永磁同步风力发电机的设计是一项复杂的工程，需要考虑多个因素，包括永磁材料选择、磁路设计、转子结构和散热设计、控制系统以及系统的可靠性和成本效益等。
只有合理、全面地考虑这些因素，才能设计出高效可靠的MW级直驱永磁同步风力发电机系统。
5MW陆上超大型风力发电机组安装工法1 前言5MW风力发电机组是目前我国已投产运行的陆上超大型发电机组，机组的重量、体积和安装高度等参数都比常规风电机组有大幅度提高，单台机组整体重量达1000t，其中最重单件部件机舱重约300t, 安装高度超过100m。
风电场多位于山区，地形复杂，风电机组安装平台和进场道路修整难度大，且大面积的修整会造成严重的环境破坏和水土流失。
针对上述特点，以三项关键技术为指导，形成《5MW陆上超大型风力发电机组安装工法》，并在鲁能康保屯垦二期风电场工程中成功应用，取得了良好的经济效益和社会效益。
5MW陆上型风力发电机组分体式吊装技术经中国电力建设企业协会鉴定达到国际先进水平，5MW陆上型风力发电机组塔筒吊装技术及叶轮吊装锁紧定位技术经山东省经济和信息化委员会鉴定均达到国际先进水平。
本工法获批2014年度电力建设行业工法，关键技术获2015年度电力建设科学技术进步奖，获2015年度电力建设QC成果一等奖，论文获评中国电力建设企业协会2013年度优秀吊装论文。
“5MW陆上型风力发电机组分体式吊装方法”取得国家发明专利，“风机机舱吊装专用吊具及吊装结构”、“一种风力发电机组叶片锁紧装置”取得实用新型专利。
2 特点2.0.1本工法将机舱分体为机舱主体、发电机、专用维护起吊装置和顶部罩壳四部分，降低了单件最大起吊重量，提高了吊装的安全性。
2.0.2本工法减小了风电机组安装平台面积，降低了运输道路要求，最大限度的保护了生态环境。
2.0.3 本工法利用发电机定位装置和同轴度检测技术提高了机舱分体后组装的精度，保证了安装质量。
2.0.4 本工法对机舱主体吊具进行重新设计，在吊装过程中使机舱保持水平，保证了机舱主体安装质量和精度。
2.0.5 本工法塔筒吊装使用滑轮平均分配吊索具载荷，解决了细长类大型设备竖立难的问题。
2.0.6 本工法采用专用锁紧装置锁紧叶片，确保叶轮吊装过程中叶片不会转动，保证了设备吊装安全。
风能发电工程施工中的永磁同步发电机组装工艺与工具1. 引言风能发电作为清洁能源的重要组成部分，正逐渐成为全球范围内的主要能源供应方式。
而其中的核心装置之一就是永磁同步发电机。
本文将重点探讨风能发电工程中永磁同步发电机的组装工艺与所需的工具。
2. 永磁同步发电机概述永磁同步发电机是一种将风能转换为电能的装置。
其基本原理是通过风轮带动转子旋转，并将这一转动动能转化为电能。
永磁同步发电机具有结构简单、体积小、效率高等优点，因此在风能发电工程中得到了广泛的应用。
3. 永磁同步发电机组装工艺3.1 制定装配计划在开始组装永磁同步发电机之前，我们需要制定详细的装配计划。
这包括确定装配的顺序、时间安排以及合理安排人力和物力资源。
3.2 检查零部件在组装之前，我们需要对所涉及的零部件进行仔细检查。
这包括检查转子、定子、轴承等部件的外观和尺寸，确保其符合设计要求，并进行必要的修理或更换。
3.3 组装转子首先，将定子安放于工作台上，并确保其处于水平的状态。
然后将转子组装在定子之上，并通过轴承进行固定。
确保转子可以自由旋转，并检查转子与轴承之间的间隙是否适当。
3.4 组装定子接下来，将定子的线圈安装在定子铁心的凹槽中。
确保线圈之间没有短路，并且线圈与铁心的接触紧密。
然后将定子铁心安装在机壳上，并确保与转子之间有足够的间隙，以避免磁吸效应。
3.5 连接电缆在组装的过程中，我们需要连接各个部分的电缆。
这包括将转子线圈与输出电缆连接、连接与控制系统相关的电缆等。
这些电缆连接需要仔细检查，确保连接牢固且无短路。
3.6 安装冷却系统为了保证永磁同步发电机的正常运行，我们需要安装冷却系统。
这个系统通常由风扇、散热片和冷却剂组成。
确保冷却系统的安装位置合理，并且能够有效地散热，防止发电机过热。
4. 所需工具4.1 电动螺丝刀组装永磁同步发电机时，需要使用电动螺丝刀来紧固螺丝和螺母。
电动螺丝刀具有高效的工作效率和较大的力矩，可以快速完成紧固工作。
摘要当今对可再生能源的开发利用中，风能由于其突出的优点而成为了研究的热点，风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实的选择。
直驱永磁同步风力发电机去掉了风力发电系统中常见的齿轮箱，让风力机直接拖动电机转子运转在低速状态，这样就没有了齿轮箱所带来的噪声、故障率高和维护成本大等问题，从而提高了运行的可靠性。
本文对风力发电机的发展史和风力发电机的种类进行了详细的介绍；根据永磁电机的技术要求，进行电磁方案的初步设计，确定电机的基本结构、永磁体和铁心尺寸及绕组参数；应用ANSOFT软件进行风力发电机的设计并优化永磁发电机的性能指标。
关键词: 风力发电机，永磁电机设计，ANSOFT软件ABSTRACTRecently ,the renewable energy such as wind power have been strongly encouraged because of environmental problem and shortage of traditional energy sources in the near future．Without the typical gearbox in wind-generating system and the disadvantages caused by gearbox，the PMSG(Permanent Magnet Synchronous Generator)is directly driven by the wind turbine at low speed，which makes the operation of the generator more liable.The history of the development of wind turbines and wind turbine types were described in detail; Based on permanent magnet motor of the technical requirements，designer makes the preliminary design of the electromagnetic program, and determines the basic structure of the motor, permanent magnet and the core size and winding parameters; Apply ANSOFT ware to design wind turbine and to optimize performance of permanent magnet generator.KEY WORDS：Wind turbine, permanent magnet motor design, ANSOFT software目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 风力发电机的发展历史概述 (1)1.2 风力发电机的分类 (2)1.2.1直驱式风力发电机 (2)1.2.2双馈式风力发电机 (2)1.3 永磁风力发电机的特点 (3)1.4 本设计开发的风力发电机 (4)第2章永磁风力发电机的设计 (5)2.1发电机结构的选取 (5)2.2 永磁同步发电机电机转子磁路结构 (6)2.2.1切向式转子磁路结构 (6)2.2.2径向式转子磁路结构 (7)2.2.3混合式转子磁路结构 (8)2.2.4轴向式转子磁路结构 (8)2.3 励磁电动势和气隙合成电动势 (9)2.4 交、直轴电枢反应和电枢反应电抗 (12)2.5 固有电压调整率和降低措施 (13)2.6 短路电流倍数的计算 (14)2.7 永磁同步发电机电动势波形 (15)2.8 永磁材料的性能和选用 (16)2.8.1热稳定性 (16)2.8.2磁稳定性 (17)2.8.3化学稳定性 (17)2.8.4时间稳定性 (17)2.8.5永磁材料的选择原则为： (17)2.8.6 主要尺寸的选择 (18)2.8.7 永磁体尺寸与电磁负荷的选择 (19)2.8.8 定子绕组参数 (20)2.9手算算例 (23)第3章运用ansoft软件进行风力发电机的设计 (28)3.1 ansoft软件介绍 (28)3.2 RMXPRT介绍及应用 (28)3.2.1 RMXPRT工作界面 (28)3.2.2RMXPRT的特点 (30)3.3 Maxwell控制板 (31)3.3.1定子设计 (32)3.3.2定子绕组设计 (33)3.3.3转子磁极数据 (34)3.4设计输出 (35)3.5性能曲线 (41)第4章结论 (48)致谢 (49)参考文献 (50)第1章绪论1.1 风力发电机的发展历史概述我国是最早使用风帆船和风车的国家之一，至少在3000年前的商代就出现了帆船，到唐代风帆船已广泛用于江河航运。
专利名称：一种MW级永磁直驱风力发电机转子支架专利类型：实用新型专利
发明人：李甫林,王杰,雷林璋,杨晔,李进泽,王庆宝,高琦樑申请号：CN201520124912.X
申请日：20150303
公开号：CN204597668U
公开日：
20150826
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种MW级永磁直驱风力发电机转子支架，包括磁轭面1和若干个螺栓。
本实用新型所述的MW级永磁直驱风力发电机转子支架，不仅提高了员工的生产效率，也方便了员工操作，仅需两人操作即可，改善后每台转子节约了120分钟/2人，其安装的防护螺栓可以及时回收至厂家便于利用，减少螺栓使用成本，而且其支架可靠，高效，安全地实现大型永磁直驱风力发电机转子磁轭面防护。
申请人：江苏南车电机有限公司
地址：224100 江苏省盐城市大丰市经济开发区金海路111号
国籍：CN
代理机构：无锡互维知识产权代理有限公司
代理人：印苏华
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