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國內外永磁發(fā)電機現狀

  永磁發(fā)電機就是將機械能通過(guò)永磁體的磁能轉換成電能的設備。永磁體的磁能是機械能轉換成電能的媒體,在能量轉換過(guò)程中,永磁體自身的磁能不會(huì )減少。

  永磁發(fā)電機誕生得很早,但實(shí)際應用永磁發(fā)電機卻是在20世紀30年代。永磁發(fā)電機主要用在手搖電話(huà)機中,它給電話(huà)振鈴供電;軍隊戰時(shí)野外手搖永磁發(fā)電機為收發(fā)報機供電;自行車(chē)后輪拖動(dòng)的永磁發(fā)電機為自行車(chē)夜間照明供電及摩托車(chē)的磁電機為點(diǎn)火線(xiàn)圈供電,等等。

  20世紀50年代之后,拖拉機用永磁發(fā)電機發(fā)電照明;也有汽車(chē)用永磁發(fā)電機發(fā)電為汽車(chē)蓄電池充電等。

  20世紀70年代,世界發(fā)生了石油危機,很多工業(yè)發(fā)達國家開(kāi)始開(kāi)發(fā)風(fēng)能資源,利用風(fēng)能發(fā)電。當時(shí),雖然風(fēng)力發(fā)電機的功率不大,但進(jìn)行了用無(wú)污染、可再生的清潔能源——風(fēng)能轉化成電能的嘗試。這些風(fēng)電機組絕大多數都采用永磁發(fā)電機。例如美國的Winco公司生產(chǎn)的200W風(fēng)電機組就是采用12V 200W的永磁發(fā)電機;美國B(niǎo)erger Wind Power公司生產(chǎn)的1.0kW的風(fēng)電機組采用的是115V 1.0kW的永磁發(fā)電機,該公司生產(chǎn)的6.0kW風(fēng)電機也是永磁發(fā)電機,永磁發(fā)電機電壓115V、功率6.0kW。

  我國20世紀80年代之后生產(chǎn)的微、小型風(fēng)力發(fā)電機也廣泛地采用了永磁發(fā)電機。如FDl.6_0微型風(fēng)力發(fā)電機采用了12V 50W的永磁發(fā)電機;FD5.6—1000小型風(fēng)力發(fā)電機是采用24/48 1000W永磁發(fā)電機等。

  再如法國Aerowatt的0.2kW、0.35kW、1.125kW、4.1kW微小型風(fēng)力發(fā)電也是采用永磁發(fā)電機。

  這些永磁發(fā)電機的特點(diǎn)是功率大部分在lOkW以?xún)?,電壓? 15V以下,電壓較低,大部分為12~48V,很少有超過(guò)220V的。

  筆者經(jīng)30余年對永磁體和永磁發(fā)電機的研究和試驗,在1997年研制成功了8極三相380V功率1 l kW的永磁發(fā)電機。在試驗臺上經(jīng)過(guò)72h全負荷連續運行及對各種參數的檢測,結果表明:與常規同容量的勵磁發(fā)電機相比:效率高2%~8%;溫升低2~100C;噪聲低2~lOdB;重量輕40%~60%。并于1998年獲國家專(zhuān)利(專(zhuān)利號為ZL98211145.2)。爾后,筆者用自己的專(zhuān)利技術(shù)成功地設計和制造了36極三相380V的80kW、100kW等永磁發(fā)電機。也設計了500kw、1000kW、1500kW及雙層60極3000kW永磁發(fā)電機,如圖1-3(見(jiàn)書(shū)前彩色插頁(yè))所示。

  進(jìn)入2l世紀,很多風(fēng)電機組制造商都積極采用多極低轉速的永磁發(fā)電機作為風(fēng)電機組用發(fā)電機,甚至采用多極永磁發(fā)電機由風(fēng)輪直接驅動(dòng)的直驅式風(fēng)電機組。如德國的E_33型直驅式風(fēng)電機組330kW永磁發(fā)電機,E—40型直驅式風(fēng)電機組用500kW永磁發(fā)電機,以及E—48型直驅式風(fēng)電機組用800kW永磁發(fā)電機。荷蘭的Lagerway 750kW永磁發(fā)電機的直驅式風(fēng)電機組。如美國的Liberty 2.5MW風(fēng)電機組采用4臺660kW永磁發(fā)電機并聯(lián)輸出2.5MW功率。

  我國的大中功率的永磁發(fā)電機發(fā)展很快,進(jìn)入21世紀,先后有新疆的1.2MW永磁發(fā)電機的直驅式風(fēng)電機組,上海的2kW、5kW、20kW、50kW、1MW、2MW永磁發(fā)電機的風(fēng)電機組,湖南的2MW永磁發(fā)電機組等先后問(wèn)世。直驅式永磁發(fā)電機組如圖1—1(見(jiàn)書(shū)前彩色插頁(yè))所示。

  世界上許多國家都在不斷地開(kāi)發(fā)各種功率和不同極數的永磁發(fā)電機以滿(mǎn)足風(fēng)電每年以30%以上的增容速度的快速發(fā)展對永磁發(fā)電機的需求。不僅風(fēng)電機組需求永磁發(fā)電機,而且諸如海流發(fā)電、涌浪發(fā)電也都需要永磁發(fā)電機,如圖l-2(見(jiàn)書(shū)前彩色插頁(yè))所示。



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