風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)；風(fēng)輪中含葉片、輪轂、加固件等組成；它有葉片受風(fēng)力旋轉(zhuǎn)發(fā)電、發(fā)電機(jī)機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)等功能。風(fēng)力發(fā)電電源由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、支撐發(fā)電機(jī)組的塔架、蓄電池充電控制器、逆變器、卸荷器、并網(wǎng)控制器、蓄電池組等組成。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電時(shí)，都要保證輸出電頻率恒定。這無論對于風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電還是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電都非常必要。要保證風(fēng)電的頻率恒定，一種方式就是保證發(fā)電機(jī)的恒定轉(zhuǎn)速，即恒速恒頻的運(yùn)行方式，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)由風(fēng)力機(jī)經(jīng)過傳動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以這種方式無疑要恒定風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種方式會(huì)影響到風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率；另一種方式就是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化，通過其它的手段保證輸出電能的頻率恒定，即變速恒頻運(yùn)行。

在機(jī)組大型化的發(fā)展過程中，人們遇到的挑戰(zhàn)之一是傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)該如何取舍。

通常，我們看到的方案就是在高速、中速和直驅(qū)及其配套的發(fā)電機(jī)解決方案，這些方案其實(shí)都是企圖在機(jī)械變速裝置和發(fā)電裝置之間權(quán)衡。

歐盟在 2012 到 2017 年期間資助的大型海上機(jī)組計(jì)劃 ( INNWind.EU 計(jì)劃) 里，有一個(gè)重要的參與者：Magnomatics - 一家位于謝菲爾德 (Sheffield) 的英國企業(yè)。

Magnomatics 擁有一種稱為磁吸齒輪 (magnetic-gears) 的專利技術(shù)。

我們看上面的圖，左側(cè)是傳統(tǒng)的行星式齒輪耦合的結(jié)構(gòu)，右側(cè)是用永磁體之間的磁力耦合實(shí)現(xiàn)了和行星式傳動(dòng)一樣的效果。磁齒輪利用磁力傳動(dòng) ,沒有機(jī)械接觸。無接觸的結(jié)構(gòu)從根本上解決了傳統(tǒng)齒輪箱的各種問題，因?yàn)樗恍枰獫櫥?，工作更穩(wěn)定，可靠性更高，損耗小，效率高。

在這個(gè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，Magnomatics 提出了一種稱為 Pseodu-Direct Drive (PDD) 的解決方案。這里的 Pseodu 是偽裝的意思，直接翻譯就是偽直驅(qū) (PDD)技術(shù)。

PDD 技術(shù)就是把磁吸齒輪放到一組定子線圈的內(nèi)部，如下圖所示, 整個(gè)結(jié)構(gòu)等效于把行星齒輪嵌入到發(fā)電機(jī)定子內(nèi)部，只是這個(gè)行星齒輪是磁力齒輪。

這個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是什么呢?

首先它是一個(gè)高速解決方案，這樣在發(fā)電機(jī)定子側(cè)就獲得了高速電機(jī)的所有優(yōu)勢;

同時(shí)，他的高傳動(dòng)比來自磁力齒輪，避免高傳動(dòng)比機(jī)械結(jié)構(gòu)的種種弊端。

也就是說，它不再是一個(gè)妥協(xié)的結(jié)果，而是用全新的方式消除了傳動(dòng)機(jī)械變速裝置帶來的種種問題。

概念設(shè)計(jì)的 3D 圖示

具體地講，它有如下優(yōu)勢：

1、不再需要機(jī)械的變速箱

2、非常高效率 (> 97%)

3、高可靠性

4、低維護(hù)

5、低冷卻要求

6、固有扭矩過載保護(hù)

7、低噪聲

8、重量和體積比直驅(qū)型小很多

目前這一技術(shù)還處于原型驗(yàn)證階段，小編會(huì)持續(xù)關(guān)注其發(fā)展。也歡迎對此項(xiàng)技術(shù)有更多了解的朋友一起交流。