3.1 發(fā)電機及傳動方式
該100kW 風力發(fā)電機組采用永磁同步發(fā)電機,具有很強的低電壓穿越能力,適合電網(wǎng)對風電機組的要求。
傳動采用直驅(qū)方式,減少了用戶對機組的維護。發(fā)電機軸直接連接到機組主軸上,風輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動永磁發(fā)電機,高效且低維護;風輪轉(zhuǎn)速隨風速而改變,通過調(diào)節(jié)槳距角改變切入的風力大小,從而可以主動實現(xiàn)功率和轉(zhuǎn)速的控制。
考慮到安裝環(huán)境對風電機組運行噪聲的要求,定子采用斜槽和分數(shù)槽設(shè)計,既降低運行噪音,也減小啟動阻力矩。電機軸采用大直徑空心軸形式,具有結(jié)構(gòu)簡單、強度高、重量輕、扭矩大等特點,結(jié)構(gòu)如下圖4。
3.2 偏航機構(gòu)
機組設(shè)計為上風向,可以滿足圓管等各種塔架結(jié)構(gòu),同時為了減少機組空間,采用電動偏航方式。偏航系統(tǒng)主要包括偏航電機及驅(qū)動、偏航軸承及阻尼等。
偏航系統(tǒng)接受風向風速傳感器的信息,由控制系統(tǒng)自動控制機艙對風調(diào)向,使風輪始終處于迎風工作狀態(tài),最大程度的利用風能,輸出最佳功率。
偏航系統(tǒng)根據(jù)風速情況還可以實現(xiàn)小風主動解纜、大風避風保護。

3.3 變槳機構(gòu)
變槳距型風電機組通過主動調(diào)節(jié)葉片的槳距角,使風電機組在啟動、運行等各種工況下按最佳參數(shù)運行,既滿足了最佳功率輸出工作區(qū)的運行,又保證高風速下不超載運行。
變槳系統(tǒng)是大中型風電機組的重要機構(gòu),本機組采用電動變槳。變槳機構(gòu)由變槳電機、絲杠螺母、連桿、軸承和彈簧等組成,三個葉片由一套驅(qū)動系統(tǒng)控制。正常動作時通過電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動絲杠螺母前后移動,帶動連桿旋轉(zhuǎn)使葉片變槳。
額定轉(zhuǎn)速以下時不調(diào)節(jié)槳距角,進行機組最大功率的跟蹤控制;額定轉(zhuǎn)速以上時調(diào)節(jié)槳距角保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定,調(diào)節(jié)時綜合參考風速的變化趨勢。根據(jù)系統(tǒng)運行狀態(tài)和功率調(diào)節(jié)算法計算輸出要調(diào)整的葉片角度,變槳驅(qū)動器驅(qū)動減速電機,閉合電磁離合器連接絲杠傳動機構(gòu),驅(qū)動三個葉片同時轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn),調(diào)整葉片的迎風角度。變距角度檢測采樣雙高速脈沖反饋給驅(qū)動系統(tǒng),進行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。
3.4 保護機構(gòu)
保護機構(gòu)對于機組的安全運行至關(guān)重要,尤其是掉電時的保護。本機組配備了掉電順槳保護和機械斷電剎車兩套保護系統(tǒng),在系統(tǒng)掉電的時候彈簧帶動絲桿實現(xiàn)掉電順槳,同時自動進行斷電機械剎車,雙重保護確保風電機組的絕對安全。
3.5 控制系統(tǒng)