二极三相沟通发电机转速约每分钟3000转,四极三相沟通发电机转速约每分钟1500转,而风力机转速较低,小型风力机转速约每分钟最多几百转,大中型风力机转速约每分钟几十转乃至十几转,一定要经过齿轮箱增速才干带动发电机以额外转速旋转。下图是一台选用齿轮箱增速的水平轴风力发电机组的结构示意图。

  运用齿轮箱会下降风力机功率,齿轮箱是易损件,特别大功率高速齿轮箱磨损凶猛、在风力机塔顶环境下保护保养都较困难。不必齿轮箱用风力机浆叶直接带动发电机旋转发电是可行的,这一定要选用专用的低转速发电机,称之为直驱式风力发电机。近些年直驱式风力发电机已从小型风力发电机向大型风力发电机运用开展,国内具有自主知识产权的2MW永磁直驱风力发电机已研制成功,据报道现在国外最大的风力发电机组已达7MW,是直驱式发电机组。

  低转速发电机都是多极结构,水轮发电机便是低速多极发电机,风力机用的直驱式发电机也选用多极结构,有多极内转子结构与多极外转子结构,仅仅要求在结构上更轻盈一些。

  近些年高磁能永磁体技能开展很快,特别是稀土永磁资料钕铁硼在直驱式发电机中得到遍及运用。选用永磁体技能的直驱式发电机结构相对比较简单、功率高。永磁直驱式发电机在结构上主要有轴向结构与盘式结构两种,轴向结构的磁场方向为径向,又分为内转子、外转子等;盘式结构的磁场方向为轴向,又分为中心转子、中心定子、多盘式等;近年来新式的双凸极发电机与开关磁阻发电机也在永磁直驱式发电机在得到运用。

  下图是一个内转子直驱式风力发电机组的结构示意图。其结构与水轮发电机相似,定子上有三相绕组,转子则由多个永久磁铁组成凸极结构。

  外转子永磁直驱式风力发电机的发电绕组在内定子上,绕组与一般三相沟通发电机相似;转子在定子外侧,由固定在外磁軛内圆面上的多个永久磁铁组成内凸极结构,外转子与风轮轮毂安装成一体,一起旋转。本栏有对外转子直驱式风力发电机的专门介绍,下图是一个外转子直驱式风力发电机组的结构示意图。

  盘式永磁直驱式风力发电机的定子与转子都呈平面圆盘结构,定子与转子轴向摆放,有中心转子、中心定子、多盘式等结构,本栏有对中心转子与中心定子直驱式风力发电机的专门介绍,下图是一个中心定子直驱式风力发电机组的组结构示意图。

  还有一种半直驱发电机,结构也有上述几种,只不过极数没那么多罢了,还需运用齿轮箱进行少数增速,因为极数较少的发电机与增速不大的低速齿轮箱制作保护都较便利,本钱相对低价,故选用半直驱发电机加低速齿轮箱也是一种折中的计划。

  在垂直轴风力机中也遍及的运用直驱与半直驱发电机,有关内容请到“升力型垂直轴风力机”栏目观看