永磁同步发电机的结构
直驱式永磁发电机在结构上主要有轴向与盘式两种结构，轴向结构又分为内转子、外转子等；盘式结构又分为中间转子、中间定子、多盘式等；另外还有双凸极发电机与开关磁阻发电机。
一、内转子永磁同步发电机
1.结构模型
图6-9为内转子永磁同步风力发电机组的结构模型。与普通交流电机一样，永磁同步发电机也由定子和转子两部分组成，定子、转子之间有空气隙，转子由多个永久磁铁构成。图6-10为内转子永磁同步发电机的结构模型。
图6-9 内转子永磁同步风力发电机组的结构模型
图6-10 内转子永磁同步发电机的结构模型
2.定子结构
永磁同步发电机的定子铁芯通常由0.5mm厚的硅钢片制成以减小铁耗，上面冲有均匀分布的槽，槽内放置三相对称绕组。定子槽形通常采用与永磁同步电动机相同的半闭口槽，如图6-11所示。为有效削弱齿谐波电动势和齿槽转矩，通常采用定子斜槽。
定子绕组通常由圆铜线绕制而成，为减少输出电压中的谐波含量，大多采用双层短距和星形接法，小功率电机中也有采用单层绕组的，特殊场合也采用正弦绕组。
3.转子结构
由于永磁同步发电机不需要起动绕组，转子结构比异步启动永磁同步电动机简单，有较充足的空间放置永磁体。转子通常由转子铁芯和永磁体组成。转子铁芯既可以由硅钢片叠压而成，也可以是整块钢加工而成。
根据永磁体放置位置的不同，将转子磁极结构分为表面式和内置式两种。表面式转子结构的永磁体固定在转子铁芯表面，结构简单，易于制造。内置式转子结构的永磁体位于转子铁芯内部，不直接面对空气隙，转子铁芯对永磁体有一定的保护作用，转子磁路的不对称产生磁阻转矩，相对于表面式结构可以产生更强的气隙磁场，有助于提高电机的过载能力和功率密度，但转子内部漏磁较大，需要采取一定的隔磁措施，转子结构和加工工艺复杂，且永磁体用量多。
图6-11 典型永磁同步发电机的结构示意图
1—定子铁芯；2—定子槽；3—转子铁芯；4—永磁体；5—轴
风力发电机组的结构及组成
在当今追求清洁能源的时代，风力发电作为一种可再生、无污染的能源获取方式，正发挥着越来越重要的作用。要了解风力发电的原理和运作，首先得清楚风力发电机组的结构及组成。
风力发电机组主要由以下几个部分构成：叶片、轮毂、机舱、塔筒和基础。
叶片是风力发电机组中最为关键的部件之一。它们的形状和设计直接影响着风能的捕获效率。通常，叶片采用复合材料制造，如玻璃纤维增强塑料或碳纤维增强塑料。叶片的外形就像飞机的机翼，具有特定的翼型和扭转角度。这样的设计能够使风在叶片表面产生升力和阻力，从而推动叶片旋转。而且，叶片的长度和数量会根据风力发电机组的功率大小而有所不同。一般来说，功率越大的机组，叶片越长，数量也可能更多。
轮毂则是连接叶片和机舱的重要部件。它负责将叶片所捕获的风能传递到机舱内部的传动系统。轮毂的结构强度要求很高，以承受叶片旋转时产生的巨大力量和扭矩。
机舱内部包含了众多核心部件。首先是主轴，它将轮毂传递过来的旋转动力传递给增速箱。增速箱的作用是将主轴的低速旋转提高到适合发电机工作的高速旋转。发电机是将机械能转化为电能的关键设备。目前，常见的风力发电机有异步发电机和同步发电机两种类型。除了这些，机舱内还有刹车系统、偏航系统和控制系统等。刹车系统用于在紧急情况下停止风机的转动，保障设备和人员的安全。偏航系统则可以使机舱根据风向的变化自动调整方向，以最大程度地捕获风能。控制系统就像是风机的大脑，负责监测和控制整个机组的运行状态，确保其稳定、高效地工作。
塔筒是支撑机舱和叶片的结构。它通常由钢材制成，高度可达数十米甚至上百米。塔筒的高度越高，所接触到的风速通常也越大，从而能够捕获更多的风能。但同时，塔筒的高度也受到制造工艺、运输条件和成本等因素的限制。
基础是风力发电机组的根基，它要能够承受整个机组的重量以及风荷载等外力的作用。常见的基础形式有混凝土基础和桩基础等。基础的设计和施工质量直接关系到整个风力发电机组的稳定性和安全性。
风机结构
插图1-1风电机组
插图1- 2机舱 13
插图1- 3轮毂
插图1-4主机架 插图1- 6制动联轴器
插图1- 5偏航系统
21 22
23
插图1- 7冷却
1--机舱2--塔筒3--风轮叶片4--冷却系统5--发电机6--制动器连轴器
7--齿轮箱8--减噪装置9--变桨系统10--轮毂11--偏航系统12--主机架
13--机舱罩14--变桨轴承15--风轮轴16--油路集成装置17--同步电机
18--主机架19-- 20-- 与塔筒连接的偏航齿圈 21-- 发电机驱动器
22--联轴器23--空气冷却器 24 — 25-- 带碳纤维刷 26-- 不锈钢避雷齿
第八部分：风力发电机组单元
一、填空题：
1.当手动偏航时，应与偏航电机、偏航大小齿轮保持一定的安全距离，（）、（）、（）等物品要远离旋转和移动的部件。
答案：工具；衣服；手套
2.监控系统由（）和（）组成。
答案：工业以太网；监控软件
3.风力发电机开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫（）。
答案：切入风速
4.严格按照制造厂家提供的维护日期表对风力发电机组进行的预防性维护是（） 。
答案：定期维护
5.禁止一人爬梯或在塔内工作，为安全起见应至少有（）人工作。
答案：两
6.（）是设在水平轴风力发电机组顶部内装有传动和其他装置的机壳。
答案：机舱
7.风能的大小与风速的（）成正比。
答案：立方
8.风力发电机达到额定功率输出时规定的风速叫（）。
答案：额定风速
9.叶轮旋转时叶尖运动所生成圆的投影面积称为（）。
答案：扫掠面积
10.风力发电机的接地电阻应（）测试一次。
答案：每天
11.在风力发电机电源线上，并联电容器的目的是为了（）。
答案：提高功率因数
12.风轮的叶尖速比是风轮的（ ）和设计风速之比。
答案：叶尖速度
13.风力发电机组的偏航系统的主要作用是与其控制系统配合，使风电机的风轮 在正常情况下处于（）。
答案：迎风状态
14.（）是风电场选址必须考虑的重要因素之一。
答案：风况
15.（）与（）是确定风况的两个重要参数。
答案：风速；风向
16.双馈异步发电机只处理（）可以控制发电机的力矩和无功功率，降低了变频器的造价。
答案：转差能量
17.（）是润滑油最主要的特性，它是形成润滑油膜的最主要的因素，同时也决定了润滑剂的（）。
答案：粘度；负载能力
18.风力发电机的（）是表示风力发电机的净电输出功率和轮毂高度处风速的函数关系。
答案：功率曲线
19.风力发电机组投运后，一般在（）后进行首次维护。
答案：三个月
20.瞬时风速的最大值称为（）。
答案：极大风速
21.正常工作条件下，风力发电机组输出的最高净电功率称为（）。
