风力发电专用低转速稀土永磁发电机设计与性能实验

通过对现代永磁电机理论与技术的分析与研究,综合浓缩风能型风力发电机的特点,采用通用的场、路结合的电磁设计方法,研制了 1kW 风力发电专用的低转速稀土永磁发电机。对其Ⅰ号和Ⅱ号两台实验样机的发电性能进行了实验验证,实验结果表明,两台样机的转速在 250rpm 时即可达到额定输出功率 1kW,比国标要求的280rpm 低 30rpm,因此两台样机均满足了低额定转速的设计要求。与外形尺寸相同的普通永磁发电机相比,两台样机的功率质量比提高了 63.1%,功率体积比提高了66.7%。在 65%额定转速下,两台样机经整流后的空载输出电压比额定电压分别高2.5V和2.2V;两台样机的起动阻力矩分别为1.568Nm和1.215Nm,效率分别为72.89%和 78.01%,温升分别为 74.9K 和 64.8K。通过分析可得:两台样机的起始建压转速低,温升达到了国标要求;Ⅱ号样机的起动阻力矩、效率均达到了国标要求。两台样机在 65%～100%额定转速之间的效率大于在额定转速时的效率,因此能够使浓缩风能型风力发电机保持在较高效率下运行,提高了风能的利用率。