永磁电机在风力发电系统中的应用及其发展趋向

永磁电机在风力发电系统中的应用及其发展趋向

(中国广核新能源控股有限公司内蒙古分公司内蒙古呼和浩特010000)

摘要:风力资源是一种新型清洁能源,对人们的生产工作和生活都提供者方便,也有利于社会生态的可持续发展。在科技日益快速发展的今天,现代众多企业中都将风力发电作为首要的供电方式,对社会的经济效益和生态效益都起着至关重要的作用。在风力发电系统中,电机是其中必不可少的组成部分。本文旨在分析永磁电机的特点优势,探索其对于风力发电系统的应用和今后的发展方向。

关键词:永磁电机;风力发电系统;应用;发展趋势

引言:

目前我国永磁电机的发展进步空间极为广大,对我国的科技进步起着举重若轻的作用。随着风力资源的大力推广,人们也应该愈发重视这样的清洁能源。现如今,风力资源在日常生活中的各个领域中都在发挥着它关键作用。但是,若想获取大规模的风力资源,首先由于风能资源具有密度较低的特点,需要使用非常大的电机运作。因此,永磁电机的应用发展对于企业社会的发展至关重要。

一、永磁电机的种类

永磁电机在风力系统领域的运用是顺应时代进步而生。永磁电机一般分为三种类型,是依据其磁通方向作为划分依据的。主要为径向磁通、横向磁通和轴向磁通【1】。在永磁电机的使用过程中,根据它的种类和应用方向,永磁电机三种类型的应用方向均有所不同。

(一)径向磁通永磁电机的特点

径向磁通的永磁电机是指在电机运作时,其运转方向是呈直线型的。因为永磁电机内部的结构存在着差异,径向磁通电机的特点和另外两种是不同的,该电机的成本相对较为低廉,制造时也相对简单,生产规模也不复杂。此外,由于此类电机的规格多种多样,足以适应多种风力发电系统的要求。应用范围广阔,是目前企业选择永磁电机的首要选择。永磁电机在电力方面应用广泛,其技术的提供能够保证变电站的稳定与安全。

(二)横向磁通永磁电机的特点

横向电机和径向电机的主要不同在于其运转方向是呈九十度的直角形的,有利于增加内部空间的运用,还不对运转的空间造成不利影响【2】。但是,横向磁通的制造工序是相当复杂的,也会发生漏磁的不良影响,使用时各种力量也不是稳定的,所以应用范围是相当狭隘的。但是,横向磁通的永磁电机也是有益处的,例如其绕组是稳定简易的、力量方面的使用密度高频,所以在现代还是比较常见的。

(三)轴向磁通永磁电机的特点

轴向磁通的永磁电机按照定义来说,是围绕着机组流转的。因为每类电机的组成结构类型都是不一样的,这种的电磁是呈现环形状的走向,而且绕组也十分方便。其中最令人瞩目的是,轴向磁通的永磁电机在运作时,噪音十分低弱,易于使用。但是,它的操作程序是十分复杂困难的,需要操作人员具备专业的知识储备,对于规模大的风电系统来说,是不易于操控的。

二、永磁电机在应用时的问题

(一)注意减小齿槽脉动转矩

永磁电机在转动工作的过程中,因为其齿槽迈动会发出或大或小的噪音,并且会增加永磁电机运转时的摩擦力即是阻力,所以对能源的损耗率是相当大的【3】。据调查,永磁电机的齿槽脉动转矩能量耗损非常大,对电机的使用效果影响也非常大。所以,操作人员应当运用科学的手段来降低永磁电机的齿槽脉动转矩,降低能量耗损、提高了电机的使用效力。

一方面,应该首要将齿槽脉动转矩控制在标准的范围内,运用合适的绕组方法,将噪声和振动把控在一定合理范围内【4】。因为据测试,当绕组的公式其中的槽数与永磁电机的槽数呈现正比的关系时,齿槽转矩数随着级数的降低而降低。另一方面,需要对科学合理选择极弧系数。极弧系数对整个电机体系的运行有着重要的影响。因为遵循风力发电系统的实际操作情况和风力发电系统的技术要求,如果能够科学选择极弧系数,就可以科学地降低齿槽转矩脉动和加大对磁通力度的操控,也能够降低电机能源的损耗、降低运转成本。综上所述,降低能源损耗、降低成本、能够确保风力发电系统的应用效果。另外,在选取极弧系数时,要根据实际情况综合考虑,合理配置电力资源,以达到节省能源的效果。

所以,操控齿槽时或者控制磁极的时候,可以相应地降低齿槽的脉动。这是一种较为普遍的控制齿槽脉动的方法,但是它有着难以忽视的缺点就是整个制作过程、操作方法都十分复杂,增加了电机的制作成本和应用成本。所以,它的缺点代表着它的存在是不长久的。

(二)防护永磁体的方法

为了确保永磁电机的使用效果不受风力发电的缺点的影响,需要保证永磁电机的稳定性。为了保护电机的使用效能,需要经常清理设备,确保设备机器的不受氧化、不受腐蚀,还应该防止永磁电机效果的长久性和持续性。对于永磁体的养护或者防护,还需要因地制宜,根据设备机器所在地的土地湿度、空气湿度、天气情况,时常检测机器设备的运行情况来保证永磁体的运行。

三、永磁电机的发展趋势

(一)永磁电机的发展现状

目前,企业多数选择风电能源作为众多供电能源之一,因此风力发电系统发展愈发壮大。永磁发电机也相应的大规模发展。为了适应现代化企业大规模用电和响应国家发展清洁能源的要求,永磁电机不断地发展,有关永磁电机产业也愈发壮大,为了保障生产生活和工作中的用电需求。

(二)永磁电机在风电系统中的发展趋势

为了发展壮大永磁电机产业的规模,结合实际情况、加大科技投入,更新产业结构。在设计永磁电机时,开发人员可以去掉其中铁芯,减轻设备的重量,也可以降低永磁电机在转动时的消耗,减少噪音。除此之外,永磁电机在制造时,应该采用规模化的发展,这样就可以对电机的制造、生产、销售、运输等方面产生良好影响,例如可以降低生产成本、使机器设备运行稳定。

四、结束语

现在,永磁电机的应用范围已经愈发广阔。但是,永磁电机的生产过程中需要大量的稀有资源,这就导致了它的生产成本非常高。若想大力推广永磁电机,需要维护机器设备的稳定性、安全性,保证其质量并降低成本。科技的迅猛进步加快了永磁电机的发展,面临时时刻刻变化的世界,我国应该与时俱进,提升该行业领域的技术,培养发展高素质永磁电机行业领域人员,并不断完善风力发电体系,和发达国家交流合作,从而实现我国工业强国的目标。

参考文献:

[1]佚名.永磁电机在风力发电系统中的应用及其发展趋势[J].中国设备工程,2018,409(23):201-202.

[2]佚名.永磁同步风力发电控制系统的研究[D].西安科技大学,2018.

[3]郭政建,冀飞莺.永磁电机在风力发电系统中的应用及其发展[J].企业技术开发,2016,35(3):46-47.

[4]廖炜僖.永磁电机在风力发电系统中的应用及其发展[J].中国高新技术企业,2017(12):134-135.

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