國外直驅式風力發電機技術應用

　　風能作為一種潔凈的可再生能源，隨著技術逐步成熟，今后的運行成本會低于水電和火電，發展前景非常廣闊。目前的風力發電機單機容量的不斷增大, 變速恒頻、變槳矩型風力機逐漸占據了主導地位。齒輪箱是在目前MW級風力發電機組中過載和過早損壞率較高的部件，國外開始研制一種直接驅動型的風力發電機組（亦稱：無齒輪風力發動機），這種機組采用多級異步電機與葉輪直接連接進行驅動的方式，免去齒輪箱這一傳統部件（結構特征見下圖），具備低噪聲、提高機組壽命、減小機組體積、降低運行維護成本、較低的噪音、低風速時高效率等多種優點，在今后風力機發展中有很大的發展空間[1～4]。

　　1995年美國紐約州的一家研究機構設計出一種新型可變磁阻發電機，即使風力發動機中的磁性裝置取代了機械的齒輪箱。該設計的特點在于大量的極有一個比6個極造價還便宜的卷繞結構，可變磁阻電機的極結構能夠承受萬向操作而不需要提高造價[1]。

　　2000年，加拿大M.eng. M. Dubois博士提出風力發電機中的齒輪箱置于電機和轉子之間對部分工作負載的效率提高不利，而且較易受損耗，若使用一個和風力機轉速相同的電機就可以免去齒輪箱。事實上在水力電站應用直驅式低速旋轉電機并不新鮮，然而應用于風力發電機則仍有一些問題需要研究，如University of Durham, Chalmers University of technology in Goteborg and Darmstadt University of Technology等高校研究了風力機中電機的合適重量；最適合的機型(同步、永磁、可變磁阻等型式)選擇；電流和壓力的波動所導致的最高扭矩密度；聯網用的變流器的選擇；采取何種措施達到應有的噪音水平；在目前推薦使用由多個模塊組成，方便運輸，且某部件失效時仍可正常運行的電機的情況下，是否能設計不含額外損耗的電機；永磁電機由于高效高扭矩密度而越來越多地被采用，這是否會導致過量的鐵損耗，磁性材料的選擇，如何磁化這些材料，在運行或失效的情況下如何防止消磁狀況[4]。