專利名稱：海上風電場3.6mw直流并網型永磁直驅風力發電機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發電機，特別是涉及一種海上風電場3. 6MW直流并網型 永磁直驅風力發電機組。
背景技術：
現有的風力發電機組的風輪通常通過齒輪箱與發電機連接，而齒輪箱很容易造成 機器故障，可靠性低，經常需要停機維修，設備利用率不高，并且齒輪箱一般還配有稀油潤 滑系統，稀油潤滑系統對環境溫度比較敏感，也極易產生機器故障，適應能力不強。特別是 海上風電場使用的大功率風力發電機，由于潮濕環境、鹽霧、微生物腐蝕等對發電機的侵 蝕，給海上風電場碩大超重的發電機組維修保養，帶來極大的困難和巨大的經濟負擔。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，而提供 一種海上風電場3. 6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組。本實用新型可以通過以下下技術方案實現。一種海上風電場3. 6麗直流并網型永磁直驅風力發電機組，其特征在于包括風 輪、高電壓永磁發電機、整流器、總控制器以及直流局域網，所述的風輪與高電壓永磁發電 機傳動連接；所述的高電壓發電機與整流器連接；所述的整流器與直流局域網連接；所述 的總控制器與風輪、高電壓永磁發電機、整流器以及直流局域網連接；所述的高電壓永磁發 電機包括轉子以及定子，所述的轉子與風輪同軸連接；所述的定子繞設有三相繞組線圈； 所述的整流器與高電壓發電機定子上的三相繞組線圈連接；所述的風輪為三葉片風輪；所 述的高電壓發電機轉子的軸為空心軸；所述的高電壓發電機為稀土永磁同步發電機，其額 定功率為3. 6MW，工作轉速為12-20r/min ；所述的三相繞組線圈為連續繞組線圈；所述的高 電壓永磁發電機初始輸出電壓50KV或110KV。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點。1、可靠性高、故障率低、設備利用率高。結構簡單，風輪軸直接驅動發電機，無齒輪箱，也無雙饋機的滑環等，所以齒輪箱 和滑環等引起的問題得到徹底解決。2、適應海上風電場的環境能力強。本實用新型由于沒有齒輪箱，所以不需要稀油潤滑系統，因此對高低溫環境適應 能力強。3、風能利用率高。永磁直驅機與雙饋異步風力發電機相比，在高風速區二者的風能利用系數Cp值 基本相同，而在低風速區永磁直驅機組Cp值則更高，綜合分析永磁直驅風力發電機比異步 發電機的總發電量可增加10-20%。4、發電機初始輸出50 110KV高電壓、整流后經直流局域網可以直接接入陸上直流電網，也可以經直流局域網接入陸上逆變器入交流電網，通用性強。5、機組的功率因數可調整，能全功率送電上網。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，一種海上風電場3. 6麗直流并網型永磁直驅風力發電機組，包括風 輪1、高電壓永磁發電機2、總控制器3、整流器4以及直流局域網5。所述的風輪與高電壓 永磁發電機傳動連接，所述的高電壓發電機與整流器連接，所述的整流器與直流局域網連 接，所述的總控制器與風輪、高電壓永磁發電機、整流器以及直流局域網連接。所述的高電 壓永磁發電機包括轉子以及定子，所述的轉子與風輪同軸連接，所述的定子繞設有三相繞 組線圈；所述的整流器與高電壓發電機定子上的三相繞組線圈連接；所述的風輪為三葉片 風輪；所述的高電壓發電機轉子的軸為空心軸；所述的高電壓發電機為稀土永磁同步發電 機，其額定功率為3. 6麗，工作轉速為12-20r/min ；所述的三相繞組線圈為連續繞組線圈； 所述的高電壓永磁發電機初始輸出電壓50KV = 110KV本實用新型的特點是三葉片水平軸使用高電壓永磁發電機，在風輪和發電機之間 無增速齒輪，風輪軸直接與額定轉速小于30r/min的高電壓永磁發電機轉子同軸連接，風 機通過改變葉片漿距角進行功率調節，發電機初始輸出電壓50KV 110KV。風力發電機定子三相繞組線圈產生的高電壓流經整流器變流為直流電壓，無須調 整交流并網時必須調整的頻率、電壓、相位，直接接入直流局域網，直流局域網可經海底電 纜長距離向陸上的直流電網送電，也可以經陸上逆變器變流后向交流電網送電。本實用新 型的發電機組，省略了海上機組為送電的所設的變壓系統，既減少機組出故障的機率也節
約了總體成本。[0020]本實用新型的主要參數[0021]風輪直徑99m[0022]葉片數3[0023]額定風速12m/s[0024]掃掠面積7695m2[0025]額定功率3600KW[0026]切入風速3m/ s[0027]切出風速2 5m/s[0028]抗大風能力1 59m/s [0029]機組最高效率>0.45[0030]機組額定效率>0.42[0031]最佳氣動效率>0.47[0032]最佳葉尖速比8[0033]調速方式變槳調節[0034]發電機型式高電壓稀土永磁直驅發電機額定轉速 14rpm發電機效率彡0.97電機輸出電壓 50KV/DV、110KV/DV塔架高度 99m主要技術參數符合國家標準(或IEC標準)的規定，運行環境溫度為-30°C至 +400C，設計壽命為25-30年。在額定風速以下運行時，整機的最大風能利用系數> 0. 45，防 雷設計符合IEC 1024-1標準。本實用新型的結構特點發電機為空心軸，停機時維護人員可以從機艙通過空心軸進入輪轂，對風輪內部 零件的維護提供方便。發電機采用連續繞組，匝間沒有接頭，每相繞組不會因為有接線點而中斷，避免了 繞組連接的加工風險，確保了銅線絕緣的高質量無接觸阻抗。避免了腐蝕性材料及環境的 腐蝕。
權利要求1.一種海上風電場3. 6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，其特征在于包括風輪、 高電壓永磁發電機、整流器、總控制器以及直流局域網，所述的風輪與高電壓永磁發電機傳 動連接，所述的高電壓發電機與整流器連接，所述的整流器與直流局域網連接，所述的總控 制器與風輪、高電壓永磁發電機、整流器以及直流局域網連接。
2.如權利要求1所述的海上風電楊3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，其特征 在于所述的高電壓永磁發電機包括轉子以及定子，所述的轉子與風輪同軸連接，所述的 定子繞設有三相繞組線圈。
3.如權利要求1-2所述的海上風電場3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機，其特征 在于所述的整流器與高電壓發電機定子上的三相繞組線圈連接。
4.如權利要求1或3所述的海上風電場3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，其 特征在于所述的風輪為三葉片風輪。
5.如權利要求4所述的海上風電場3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，其特征 在于所述的高電壓發電機轉子的軸為空心軸。
6.如權利要求1或5所述的海上風電場3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，其 特征在于所述的高電壓發電機為稀土永磁同步發電機，其額定功率為3. 6MW，工作轉速為 12-20r/min。
7.如權利要求6所述的海上風電場3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，其特征 在于所述的三相繞組線圈為連續繞組線圈。
8.如權利要求1或7所述的海上風電場3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，其 特征在于所述的高電壓永磁發電機初始輸出電壓50KV。
9.如權利要求1或7所述的海上風電場3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，其 特征在于所述的高電壓永磁發電機初始輸出電壓110KV。
專利摘要本實用新型涉及一種海上風電場3.6MW直流并網型永磁直驅風力發電機組，包括風輪[1]、高電壓永磁發電機[2]、整流器[4]、直流局域網[5]及總控制器[3]，所述的風輪與高電壓永磁發電機傳動連接，所述的高電壓永磁發電機與整流器連接，所述的整流器與直流局域網連接，所述的總控制器分別與風輪、高電壓永磁發電機、整流器、直流局域網連接。與現有技術相比本實用新型的機組，無需變壓系統便可以高電壓直流向遠距離陸上直流電網輸電，也可經陸上逆變電子設施向交流電網輸電，具有可靠性高、設備減少、故障降低的優點。
文檔編號H02K7/18GK201868897SQ20102060913
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者呂先明, 徐建新, 李勇, 柳東亞, 梁虎岑, 武樹森, 王叢利, 賈大江, 鄭健, 高建宏 申請人:上海萬德風力發電股份有限公司