160 kW低速永磁發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

張曉敏

(上海電氣集團(tuán)上海電機(jī)廠有限公司，上海 200240)

0 引言

永磁電機(jī)采用永磁體勵(lì)磁，無(wú)需勵(lì)磁電流，且永磁體結(jié)構(gòu)、形狀多樣，尺寸選擇靈活，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)強(qiáng)，所以永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，力矩慣量比大，具有高效率、高性能、高功率密度的優(yōu)點(diǎn)。故而永磁電機(jī)具有常規(guī)電機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍也極為廣泛。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源供求緊張狀況凸現(xiàn)，傳統(tǒng)能源造成的污染給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)很多問(wèn)題，以風(fēng)力發(fā)電為代表的清潔能源越來(lái)越受到人們的重視。目前，永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)較雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)而言，不存在低電壓穿越問(wèn)題，且省去了齒輪箱和滑環(huán)，需要維護(hù)部件少，可靠性高，而且結(jié)構(gòu)緊湊，在可運(yùn)行范圍內(nèi)都具有較高的效率。

我公司研制了一臺(tái)160 kW低速永磁同步發(fā)電機(jī)，通過(guò)對(duì)該發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試，對(duì)低速永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行研究。為后續(xù)大功率海上永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)。

1 發(fā)電機(jī)技術(shù)條件

1.1 電氣參數(shù)

額定功率：160 kW

額定電壓：670 V

額定轉(zhuǎn)速：120 r/min

最大轉(zhuǎn)速：200 r/min

頻率：30 Hz

額定電流：162 A

功率因素：>0.8

效率：≥95%

相數(shù)：3

繞組接法：Y接

絕緣等級(jí)：H

工作制：S1

1.2 機(jī)械參數(shù)

結(jié)構(gòu)類型：外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子

旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針

額定輸入轉(zhuǎn)矩：13.4 kN·m

齒槽轉(zhuǎn)矩：≤0.5%的額定轉(zhuǎn)矩

外圓直徑：Φ1 900 mm

最大長(zhǎng)度：955 mm

質(zhì)量：約3 500 kg

冷卻方式：IC418

防護(hù)等級(jí)：IP54

噪聲：≤87 dB(A)(聲壓級(jí))

防腐等級(jí)：外部C4,內(nèi)部C3

1.3 環(huán)境參數(shù)

額定使用環(huán)境溫度：-20～40 ℃

降功率使用環(huán)……