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摘 要：现阶段风力发电机主要有两种，分别为双馈异步发电机、永磁同步发电机，这两种发电机都具有优势与劣势，如果将两者融合起来，应用永磁双转子电机，不仅能够避免这两种发电机运行过程中存在的缺陷，还能够继承其相应的优势。
关键词：风力发电机；永磁双转子电机
现阶段应用的电机基本上都是一个定子、一个转子。这些电机虽然应用范围比较广，但是却存在着严重的缺陷，影响使用效果。因此风力发电机有必要应用全新的电机。本文主要通过对永磁双转子电机的工作原理的介绍，详细的分析了应用于风力发电机的永磁双转子电机，仅供参考借鉴。
1 永磁双转子电机的工作原理
永磁双转子电机的定子与普通三相异步电动机一样，主要产生旋转磁场；电机的转轴带动笼型转子旋转输出机械功率；从动的永磁转子相对于转轴旋转，转动时作同步转速运行。永磁转子位于电机定子和主动转子的中间，其本身没有磁轭，是通过铜制的龙骨架骨镶嵌磁条，经粘结封装而制成磁性滚筒。磁场磁力线经上、下气隙，与定子铁心和转子铁心形成回路。从已知的电机原理可以知道，定子与永磁转子构成了同步电机，永磁转子与笼形转子构成了异步电机，当作为电动机工作时，定子三相交流电产生的旋转磁场带动永磁转子作同步运行，同时永磁转子带动笼形转子作异步运行，此时电动机的机械输出与定子构成异步电动机。由于电动机采用了永磁转子励磁，电动机定子不需要励磁电流，电动机工作又显现出同步电动机的电气特性。
当电动机的机械输出轴由于外力的作用，机械转速超过电动机的同步转速时，此时电动机转为发电机工作状态，同样可以知道，此时作为发电机具有同样的特性，反映在电气上又显现出同步发电机的特性，反映在运行上又具有异步发电机的特点。由于永磁转子的存在，可改善电机的功率因数；同时由于永磁转子的作用，使气隙磁场与转子绕组的耦合作用也比普通异步电动机为好，电动机的效率也可适当提高。永磁双转子电机具有异步电机的运行特点和同步电机的电气特性，是异步电机、同步电机与新材料的结合，对传统的电机也是一次创新。当作为电动机应用时，可改善电机的功率因数和效率，对节能降耗具有现实意义；同时它所具有的发电机特性，即在作同步发电机运行时，其机械转速不必遵循同步转速的约束，而像异步电动机一样随负载的变动可在一定范围内调整。这种独特的同步发电特性，还有待于作更深入的研究。下面就作为发电机应用于风力发电的情况进行探讨。
2 应用于风力发电机的永磁双转子电机
2.1 风力发电机应用现状
风力发电的核心是发电机，如果没有发电机，机械能将无法顺利的转化为电能，也就不能为广大的用户供电。风力发电在我国发展研究已经很多年，现如今我国的风力发电机组容量越来越大，很多先进的技术被应用其中。现阶段，风力发电机主要有两种：
第一种，双馈异步发电机。此种类型的发电机结构上基本上与绕线式异步电动机相一致，定转子都是三项对称，滑环的主要作用就是接入转子电流。增速齿轮箱的主要作用是将风速有效的传输到发电机中。为了使得定子电流频率保持不变，转子电流主要是通过变频器来进行控制，以此保证转子转速达到风速要求。此种发电机是现阶段我国应用范围最广的风力发电机，但是依然存在着比较多的问题，比如发电机需要安装增速齿轮箱，但是该设备却时常发生故障；应用过程中需要吸收大量的无功功率，直接关系到发电效率，进一步恶化功率因素，使得电网需要承担更大的负担；时常会出现低电压穿透现象；后期维护也比较困难。
第二种，永磁同步发电机。此种类型的发电机最为重要的组成部分就是全功率变流器。定子正是借助变频器与变压器、电网相连接。变流器最为重要的功能就是将交流电变换成直流电，而后再通过逆变方式，转换成交流电回馈电网。具体的工作原理如图1所示。
虽然这些永磁同步发电机应用范围逐渐的增大，但是不能否认的是，此种类型的发电机也存在着难以解决的问题。比如全功率变流器难以进行后期保养维护；永磁磁体长时间在高温与振动的状态下运行，会失去磁性，严重者发电机可能直接报废，无法使用。
2.2 永磁双转子发电子应用现状
因为上述介绍的两种风力发电机都存在着缺点，因此选择应用永磁双转子发电机最为合适，不仅能够避免两种风力发电机的劣势，还能够继承两者的优势。
此种类型的发电机最为重要的构成部分有变速箱、电网等。通常情况下，变速箱都是由多级增速齿轮箱来充当，该设备能够按照风场实际需求来调整级数。因为此种类型的发电机集成了同步发电机的优势，所以能够应用多极电机，至于多级增速齿轮箱速比不能过大，主要是按照发电机同步转速来决定，只要能够达到低风速发电即可。如果风速突然增大，已经影响了发电机的稳定性，则会切换到下一等级，按照此原理，即可确保永磁双转子发电机能够在适宜的转差期间发电，变频器也因此进行同步发电。因为此种类型的发电机电子系统非常简单，也没有滑环，整个发电系统非常容易维护，整体结构也非常简单，使得系统更具可靠性，此外，该发电机成本投资比较低，还具备改善功率因素的功能。永磁双转子电机所具备的性能与优势，都将为其广泛的应用奠定了基础。
结束语
综上所述，可知永磁双转子电机是目前比较先进的产品，该产品继承了传统电机的优势，打破了单转子禁锢。使用此种类型的电机，将逐渐的替换结构复杂、价格高昂的逆变器，使得电机运行更加的安全、可靠。当处于低风速时，发电机可以继续运行，使得功率因素更加的适宜。
参考文献
[1]崔总泽，李子健，项群杰，孟祥瑞，宋立伟.新型双转子结构风力发电系统及其双模功率控制策略[J].中国电机工程学报.
[2]陈秋明.电磁耦合器的等效电路[J].微特电机，2014（9）.
[3]廖茜，邱晓燕，江润洲，王刚，李卓艺.风电机组变桨距系统的反推滑模控制[J].电气传动，2015（2）.
[4]张淼，陈治平，陈思哲，周春平，陈林.孤岛双馈风力发电机组最大风能捕获策略[J].微特电机，2015（1）.
[5]徐建委，陈平，徐海亮.不平衡及谐波电网条件下双馈风电变流器的改进控制研究[J].机电工程，2015（3）.
关键词：风力发电机；永磁双转子电机
现阶段应用的电机基本上都是一个定子、一个转子。这些电机虽然应用范围比较广，但是却存在着严重的缺陷，影响使用效果。因此风力发电机有必要应用全新的电机。本文主要通过对永磁双转子电机的工作原理的介绍，详细的分析了应用于风力发电机的永磁双转子电机，仅供参考借鉴。
1 永磁双转子电机的工作原理
永磁双转子电机的定子与普通三相异步电动机一样，主要产生旋转磁场；电机的转轴带动笼型转子旋转输出机械功率；从动的永磁转子相对于转轴旋转，转动时作同步转速运行。永磁转子位于电机定子和主动转子的中间，其本身没有磁轭，是通过铜制的龙骨架骨镶嵌磁条，经粘结封装而制成磁性滚筒。磁场磁力线经上、下气隙，与定子铁心和转子铁心形成回路。从已知的电机原理可以知道，定子与永磁转子构成了同步电机，永磁转子与笼形转子构成了异步电机，当作为电动机工作时，定子三相交流电产生的旋转磁场带动永磁转子作同步运行，同时永磁转子带动笼形转子作异步运行，此时电动机的机械输出与定子构成异步电动机。由于电动机采用了永磁转子励磁，电动机定子不需要励磁电流，电动机工作又显现出同步电动机的电气特性。
当电动机的机械输出轴由于外力的作用，机械转速超过电动机的同步转速时，此时电动机转为发电机工作状态，同样可以知道，此时作为发电机具有同样的特性，反映在电气上又显现出同步发电机的特性，反映在运行上又具有异步发电机的特点。由于永磁转子的存在，可改善电机的功率因数；同时由于永磁转子的作用，使气隙磁场与转子绕组的耦合作用也比普通异步电动机为好，电动机的效率也可适当提高。永磁双转子电机具有异步电机的运行特点和同步电机的电气特性，是异步电机、同步电机与新材料的结合，对传统的电机也是一次创新。当作为电动机应用时，可改善电机的功率因数和效率，对节能降耗具有现实意义；同时它所具有的发电机特性，即在作同步发电机运行时，其机械转速不必遵循同步转速的约束，而像异步电动机一样随负载的变动可在一定范围内调整。这种独特的同步发电特性，还有待于作更深入的研究。下面就作为发电机应用于风力发电的情况进行探讨。
2 应用于风力发电机的永磁双转子电机
2.1 风力发电机应用现状
风力发电的核心是发电机，如果没有发电机，机械能将无法顺利的转化为电能，也就不能为广大的用户供电。风力发电在我国发展研究已经很多年，现如今我国的风力发电机组容量越来越大，很多先进的技术被应用其中。现阶段，风力发电机主要有两种：
第一种，双馈异步发电机。此种类型的发电机结构上基本上与绕线式异步电动机相一致，定转子都是三项对称，滑环的主要作用就是接入转子电流。增速齿轮箱的主要作用是将风速有效的传输到发电机中。为了使得定子电流频率保持不变，转子电流主要是通过变频器来进行控制，以此保证转子转速达到风速要求。此种发电机是现阶段我国应用范围最广的风力发电机，但是依然存在着比较多的问题，比如发电机需要安装增速齿轮箱，但是该设备却时常发生故障；应用过程中需要吸收大量的无功功率，直接关系到发电效率，进一步恶化功率因素，使得电网需要承担更大的负担；时常会出现低电压穿透现象；后期维护也比较困难。
第二种，永磁同步发电机。此种类型的发电机最为重要的组成部分就是全功率变流器。定子正是借助变频器与变压器、电网相连接。变流器最为重要的功能就是将交流电变换成直流电，而后再通过逆变方式，转换成交流电回馈电网。具体的工作原理如图1所示。
虽然这些永磁同步发电机应用范围逐渐的增大，但是不能否认的是，此种类型的发电机也存在着难以解决的问题。比如全功率变流器难以进行后期保养维护；永磁磁体长时间在高温与振动的状态下运行，会失去磁性，严重者发电机可能直接报废，无法使用。
2.2 永磁双转子发电子应用现状
因为上述介绍的两种风力发电机都存在着缺点，因此选择应用永磁双转子发电机最为合适，不仅能够避免两种风力发电机的劣势，还能够继承两者的优势。
此种类型的发电机最为重要的构成部分有变速箱、电网等。通常情况下，变速箱都是由多级增速齿轮箱来充当，该设备能够按照风场实际需求来调整级数。因为此种类型的发电机集成了同步发电机的优势，所以能够应用多极电机，至于多级增速齿轮箱速比不能过大，主要是按照发电机同步转速来决定，只要能够达到低风速发电即可。如果风速突然增大，已经影响了发电机的稳定性，则会切换到下一等级，按照此原理，即可确保永磁双转子发电机能够在适宜的转差期间发电，变频器也因此进行同步发电。因为此种类型的发电机电子系统非常简单，也没有滑环，整个发电系统非常容易维护，整体结构也非常简单，使得系统更具可靠性，此外，该发电机成本投资比较低，还具备改善功率因素的功能。永磁双转子电机所具备的性能与优势，都将为其广泛的应用奠定了基础。
结束语
综上所述，可知永磁双转子电机是目前比较先进的产品，该产品继承了传统电机的优势，打破了单转子禁锢。使用此种类型的电机，将逐渐的替换结构复杂、价格高昂的逆变器，使得电机运行更加的安全、可靠。当处于低风速时，发电机可以继续运行，使得功率因素更加的适宜。
参考文献
[1]崔总泽，李子健，项群杰，孟祥瑞，宋立伟.新型双转子结构风力发电系统及其双模功率控制策略[J].中国电机工程学报.
[2]陈秋明.电磁耦合器的等效电路[J].微特电机，2014（9）.
[3]廖茜，邱晓燕，江润洲，王刚，李卓艺.风电机组变桨距系统的反推滑模控制[J].电气传动，2015（2）.
[4]张淼，陈治平，陈思哲，周春平，陈林.孤岛双馈风力发电机组最大风能捕获策略[J].微特电机，2015（1）.
[5]徐建委，陈平，徐海亮.不平衡及谐波电网条件下双馈风电变流器的改进控制研究[J].机电工程，2015（3）.