东方电机》２０ｌ４年第１期 ５７
同步发电机第１部分：技术条件
ＧＢ／Ｔ ２５３８９．１．２０１０风力发电机组低速永磁
同步发电机第２部分：试验方法
４．２试验项目
试验及检查项目如下：
（１）发电机电枢绕组、检温元件、加热器冷态绝
缘电阻的测定
（２）发电机电枢绕组、检温元件实际冷态直流
电阻测定
（３）发电机空载试验（发电机处于冷状态）
（４）发电机振动的测量
（５）发电机噪声的测量
（６）温升试验
（７）发电机空载试验（热态）
（８）冷却曲线
（９）负载试验
（１Ｏ）空载试验（电动机状态）
（１ １）交流耐电压试验
４．３主要试验结果
主要试验结果见表２。
表２空载线电压谐波频谱表
试验项目 测量结果 设计值
额定功率Ｐ（ｋｗ） １６５５ １６５０
额定电压 【Ｖ） ６９２．３２７ ６９０
额定电流，（Ａ） １５０１．６ｌ １５０８ ８
绕组电阻Ｒ（ｍｆＤ ９．９０７ ８．１
电压总谐波畸变量量（ＴＨＤ）（％） ０．９２６ ０．９４８
绕组温升（Ｋ） ｌＯ１．１ ｌＯ５
轴承温升（Ｋ） ３０
噪音测试（ｄＢ） ９０．６
效率效率ｎ（％） ９４．９
振动测量（１ａｒｎ） ０．６８７
东方电机１．５ＭＷ直驱永磁风力发电机各项性
能指标均达到设计值，发电机出力、温升、空载电压 等性能指标均满足规定要求，运行平稳，效率高，振
动小，噪声低。各项性能指标达到国际同类产品先
进水平。
４结语
直驱永磁风力发电技术省去了维护成本较高
的齿轮箱，总体比较来看，其总损耗低、效率高、年
发电量高，但成本仍是制约其发展的关键因素。通
过对发电机进行优化设计，可以降低发电机的材料
成本，同时，随着电力电子技术的发展，变频装置的
成本也在不断降低。综合考虑长期运行、维护等各
方面的成本，直驱永磁同步风力发电技术具有良好
的发展前景。
目前，国内外对直驱永磁风力发电技术的研究
具有以下趋势：
（１）研究并提出新型的定、转子结构，优化极、
1 / 30 风能发电技术研究
第一部分 风能发电技术概述 ............................................................................................... 2
第二部分 风力发电机的工作原理 ....................................................................................... 5
第三部分 风能资源评估与利用 ........................................................................................... 8
第四部分 风力发电机组的类型和特点 ............................................................................. 11
第五部分 风电场设计与布局策略 ..................................................................................... 15
第六部分 风能发电系统的运行与维护 ............................................................................. 18
第七部分 风能发电的环境影响分析 ................................................................................. 21
第八部分 风能发电技术的发展趋势 ................................................................................. 25 2 / 30 第一部分 风能发电技术概述
风力发电机简要介绍
什么是风力发电机
风力发电机是一种利用风能来产生电能的装置。它是一种可再生能源技术，通过转换风的动能为机械能，再通过发电机将机械能转换为电能。风力发电机通常由塔架、机舱和叶轮等组成。
风力发电机的工作原理
风力发电机主要通过以下几个步骤来产生电能：
1. 风通过叶片旋转风轮：当风流经风轮的叶片时，叶片会受到风力的作用而旋转。叶片的数量和形状根据设计来确定，可以最大程度地捕捉风能。
2. 旋转风轮带动发电机：旋转的风轮与发电机相连，通过传动装置将风轮的机械能转换成转子槽中的磁能。
3. 电能产生和输送：通过发电机的转子槽中的磁能感应出电流,将机械能转化成电能。这些电能经过电缆输送到变电站，最终供电给电力网络。
风力发电机的类型
目前，有几种不同类型的风力发电机，主要分为以下几类：
1. 桨叶式风力发电机：桨叶式风力发电机是最常见的一种类型。它使用大型桨叶，通过风力使其旋转，并将机械能转换为电能。桨叶式风力发电机通常由三个或更多的桨叶组成，这些桨叶通过桨叶轴与发电机相连。
2. 垂直轴式风力发电机：与桨叶式风力发电机不同，垂直轴式风力发电机的主轴是垂直的，而不是水平的。它的结构较为简单，可以适应不同的风向。垂直轴式风力发电机通常用于城市区域或其他需要紧凑型发电机的场合。
3. 带桨叶的风力发电机：这种类型的风力发电机结合了桨叶式和垂直轴式风力发电机的优点。它具有更高的效率、更大的容量和更稳定的功率输出。
风力发电机的优势和挑战
优势
• 可再生能源：风是一种可再生的能源，不会耗尽。使用风力发电机可以减少对传统能源的依赖。 • 环保：风力发电过程中不排放任何温室气体和污染物，对环境影响较小。
• 可分布式布置：风力发电机可以分布式地布置在各个地点，不需要集中在一个地方，从而减少输电损失。
挑战
• 高成本：建造、安装和维护风力发电机的成本较高，尤其是对于海上风力发电机。
• 受风速限制：风力发电机的输出功率与风速的关系密切，当风速过低或过高时，发电机效率会受到影响。
双馈式风力发电机
【摘要】随着地球能源的日益紧缺，环境污染的日益加重，风能作为可再生绿色
能源越来越被人们重视，风力发电技术成为世界各国研究的重点。变速恒频发电
技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。通过调节发电
机转子电流的大小、频率和相位，从而实现转速的调节。而其中双馈发电机构成
的风力发电系统已经成为目前国际上风力发电的必然趋势。
关键词：风能 风力发电 变速恒频 双馈式发电机
一、 风力发电
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
风力发电：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就
是风力发电。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。我国的
风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、
西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时 间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。风力发电正在世界上 形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。
风力发电的原理：是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速
度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度
（微风的程度），便可以开始发电。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是
13〜25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生
的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交
流220V市电，才能保证稳定使用。
风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可
分风轮（包括尾舵）、发电机和铁塔三部分。
风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只（或更多只）螺旋桨形 的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要 求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料（如碳纤维）来制造。（现在 还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同） 由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不
