永磁同步風力發(fā)電機的原理和前景 　　我國風能資源非常豐富，可開發(fā)的風能潛力巨大。根據(jù)相關資料顯示，我國陸地風能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦，海上風能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風能資源比較集中，“三北”地區(qū)（華北、東北和西北）以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風能資源開發(fā)量約占全國的80%.風能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度，與電力負荷則呈逆向分布。 “十三五”時期，我國風力發(fā)電機裝機容量占發(fā)電機總容量比例將進一步加大，出于電網(wǎng)考慮，風力發(fā)電機組必須在“低電壓穿越”保障下“御風而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關人士透露，2020年陸地風電的成本將與煤電持平，之后風電將逐步脫離 補貼，“降低成本”也成為風電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚州市引江發(fā)電設備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風力發(fā)電機，實現(xiàn)了發(fā)電機低成本制造，使機組極易實現(xiàn)低電壓穿越，在國內(nèi)處于技術領先水平。 永磁同步風力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優(yōu)點成為繼雙饋感應風電機組之后的又一重要風力發(fā)電機型受到社會廣泛關注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風力發(fā)電機主要由風力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。 （1）基本原理 永磁同步風力發(fā)電的基本原理，就是利用風力帶動風力機葉片旋轉，拖動永磁同步發(fā)電機的轉子旋轉，實現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機為永磁式發(fā)電機，轉子為永磁式結構，不需外部提供勵磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機的變頻的交流電通過變頻器轉變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實現(xiàn)風力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。 （2）技術特點 隨著科學技術的發(fā)展和更新，由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發(fā)電機已變得越來越具吸引力了。 采用永磁同步發(fā)電機的風力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點：1）永磁同步發(fā)電機系統(tǒng)不需要勵磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點；2）變速運行范圍寬，即可超同步運行也可以亞同步運行；3）轉子無勵磁繞組，磁極結構簡單、變頻器容量小，可以做成多極電機；4）同步轉速降低，使風輪機和永磁發(fā)電機可直接耦合，省去了風力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機的維護工作并降低噪聲，使直驅永磁風力發(fā)電機系統(tǒng)。 （3）適用場合 1）在電力供應匱乏、交通不便、燃料短缺，但是風力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設備提供電源等；2）在單機容量比較小的風場，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電；3）為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠、負載較輕的用戶，提供電力。

一起回望柴油發(fā)電機組的發(fā)展史 現(xiàn)代柴油機是在德國機械工程師狄塞爾發(fā)明的柴油機的基礎上發(fā)展起來的，1892年，德國機械工程師狄塞爾取得了柴油發(fā)電機壓縮點火的 。他的做法是以提高發(fā)動機的壓縮比來提高熱效率，利用壓縮氣體的高溫來點燃進入汽缸的燃料，這樣做的好處是不但省去了點火裝置和汽化器，而且可以使用比柴油價格更低的柴油做燃料。 狄塞爾經(jīng)過了5年的實驗，在1897年制成了 臺具有實用價值的壓縮點火柴油發(fā)電機，即壓燃式柴油機。與以前的柴油發(fā)電機相比，它延長了汽缸內(nèi)氣體的壓縮過程，大大提高了壓縮終了時氣體的壓力和溫度，實現(xiàn)了不用點火系統(tǒng)而使柴油自動點火燃燒的功能。狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動機能將35％的燃料潛能轉變成動力而當時有效的柴油發(fā)動機也只能將28％的燃料潛能轉變成動力，這是柴油發(fā)電機技術第二次革命性的突破。但是，當時狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動機存在著很多的缺點，比如重量重、噪聲大、冒黑煙，排出的大量廢氣會對環(huán)境影響很大，而且噴油泵還不完善，從而嚴重限制和影響了柴油機的衄?？梢哉f，狄塞爾先生生前只看到發(fā)動機的成功的開端，卻沒有看到柴油機技術的飛躍發(fā)展，沒有看到柴油機的廣泛應用。 據(jù)資料記載，柴油機技術在1914年以前發(fā)展比緩慢，在 次世界期間，由于戰(zhàn)爭的需要柴油發(fā)動機開始大量生產(chǎn)，用于軍事目的。柴油發(fā)動機柴油發(fā)電的發(fā)展史真正得到廣泛應用是在1950年左右。早期的柴油機都是四沖程的，1899年德國工程師雨果．古爾德納制造出了二沖程柴油發(fā)動機，他把當時采用相同缸徑的四沖程柴油機的功率提高了60％~80％。二沖程柴油機的結構簡單，造價低廉，但其燃油和潤滑油的消耗量較高、冷卻比較困難、耐用性較差，而且很難制造出功率較大的發(fā)動機，所以至今實際使用的功率比較大的柴油機都是四沖程的。 世界上 臺發(fā)電機是1831年由英國的物理學家邁克爾·法拉第發(fā)明的。當時法拉第在試驗中發(fā)現(xiàn)，當磁鐵在線圈中移動時，線圈會產(chǎn)生電流，即今天我們大家所熟知的電磁感應現(xiàn)象。法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象之后不久，便利用電磁感應原理發(fā)明了世界上 臺發(fā)電機，即法拉第圓盤發(fā)電機。這臺發(fā)電機的構造與現(xiàn)代的發(fā)電機不同，在磁場中轉動的不是線圈，而是一個用紫銅做的圓盤。圓心處固定一個搖柄，圓盤的邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼，用導線把電刷與電流表連接起來；紫銅圓盤放置在馬蹄形磁鐵的磁場中。當法拉第轉動搖柄使紫銅圓盤旋轉起來的時候，電流表的指針偏向一邊，這說明電路中產(chǎn)生了持續(xù)的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺發(fā)電機。當年法拉第曾在英國皇家學會上表演他的發(fā)電機。當時，有一位貴夫人問法拉第：“這玩藝兒有什么用呢？”法拉第非常有禮貌地回答道：“夫人，新生的嬰兒又有什么用處呢？”這一絕妙的回答受到大家的交口稱贊。 當拉第發(fā)明的圓盤發(fā)電機雖然非常簡單，它產(chǎn)生的電流甚至不能讓一只小燈泡發(fā)光，但是，這是世界上 臺發(fā)電機，是它首先向人類揭開了機械能轉化為電能的序幕。后來，人們在此基礎上將馬蹄形 磁鐵改為能產(chǎn)生強大磁場的電磁鐵，用多股導線繞制的線框代替紫銅圓盤，對電刷也進行了改進，終于制成了功率的可供實用的發(fā)電機。目前，即使功率為IGW、10GW的特大型發(fā)電機，也是根據(jù)法拉第圓盤發(fā)電機的基本原理一電磁感應原理制成的。 1866年，德國的電工學家、實業(yè)家恩斯脫．韋爾納·馮·西門子在法拉第圓盤發(fā)電機的基礎上研制出自激勵式發(fā)電機，1870年，比利時的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵式直流發(fā)電機。在經(jīng)過不斷改進之后，電機技術已經(jīng)走向成熟，1877年真正實用的發(fā)電機開始進入商業(yè)化生產(chǎn)階段。 100多年過去了，正是這簡陋、不成熟、像初生嬰兒一樣的圓盤發(fā)電機人類帶入了電氣時代，為人類利用電能做出了重大貢獻。 21世紀是科學技術飛躍發(fā)展的時代，特別是電腦技術等高科技成果在柴發(fā)電機組上的應用，使柴油發(fā)電機組有了更廣闊的發(fā)展前景。以柴油機為動力用的柴油發(fā)電機組己經(jīng)是通信等企業(yè)必不可少的重要設備。