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永磁發(fā)電機的未來(lái)

  進(jìn)入21世紀,永磁發(fā)電機之所以為風(fēng)電機組制造商所重視,并被廣泛地采用,就在于永磁發(fā)電機不僅具有效率高、重量輕、溫升低、噪聲小、節能、結構簡(jiǎn)單、維護容易,更主要的是永磁發(fā)電機可以做到多極低轉速,特別適合風(fēng)力發(fā)電機。

  大型風(fēng)電機組的葉輪轉速通常都在15~25r/min,而常規勵磁發(fā)電機又難以做到多極低轉速,因而風(fēng)電機組增速器的增速比一般都在i=l:(50~120)。大增速比的增速器不僅造價(jià)高而且壽命短,維護費用高,這又使用戶(hù)的使用成本高,進(jìn)而導致風(fēng)電機組的風(fēng)電成本高。

  在風(fēng)電機組上使用的常規勵磁發(fā)電機做不到多極低轉速,而永磁發(fā)電機可以做到。永磁發(fā)電機可以做到60極、72極,甚至84極,這樣,可以使風(fēng)電機組的增速器的增速比大幅度降低到i=1:(5~7.5)。增速比的大幅度降低,不僅大幅度地降低了增速器的造價(jià)及大大地提高了增速器的使用壽命,使增速器的壽命比常規勵磁發(fā)電機的增速器的壽命提高10倍以上,達到20年以上,而且會(huì )大大降低增速器的維護費用,使用戶(hù)的使用成本下降,進(jìn)而使風(fēng)電成本降低,這正是風(fēng)電機組制造商及風(fēng)電機組用戶(hù)所希望的。

  進(jìn)入21世紀,用永磁發(fā)電機的風(fēng)電機組的風(fēng)電并網(wǎng)是由微機控制大功率IGBT模塊來(lái)完成。IGBT模塊將變頻的交流電變成直流電,并將直流電逆變成與電網(wǎng)頻率相同且同步的交流電并在逆變中保持并網(wǎng)電壓不變的情況下變換電流來(lái)實(shí)現并網(wǎng)功率的調整,從而使永磁發(fā)電機的風(fēng)電機組的風(fēng)電實(shí)現安全、可靠并網(wǎng)。

  電是人類(lèi)賴(lài)以生存和生產(chǎn)的不可缺少的能源,然而電能并不是第一能源,它是由火電、水電、核電等構成的?;痣娛且悦禾?、石油等化石類(lèi)能源經(jīng)燃燒轉化的?;?lèi)能源燃燒時(shí)放出大量的CO2和SO2,對地球環(huán)境和大氣造成危害,同時(shí),化石類(lèi)能源儲量有限,不可能無(wú)限制地開(kāi)采。全世界水利資源有限,再度開(kāi)發(fā)水電也是有限的。而核能是以放射性核燃料為能源轉化為電能的,核能是一種既不可再生又有污染甚至會(huì )造成重大核災難的能源。而風(fēng)能和太陽(yáng)能才真正是可再生無(wú)污染的清潔能源。

  為了保護人類(lèi)共同的家園——地球,世界正在進(jìn)入節能減排、發(fā)展綠色經(jīng)濟時(shí)代,很多國家都在開(kāi)發(fā)利用無(wú)污染、可再生的清潔能源——風(fēng)能和太陽(yáng)能,利用風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電。風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展迅速,其中風(fēng)電每年以30%以上的增容速度發(fā)展著(zhù),成為諸能源中發(fā)展最快的能源。按照《風(fēng)力12:關(guān)于2020年風(fēng)電達到世界電力總量的12%的藍圖》及現在風(fēng)電發(fā)展現狀來(lái)看,風(fēng)電已不再是可有可無(wú)的補充能源,風(fēng)電已成為具有極大商業(yè)價(jià)值和巨大潛力的主要能源之一。

  風(fēng)電的快速發(fā)展對永磁發(fā)電機的需求與日俱增,永磁發(fā)電機的市場(chǎng)需求的潛力巨大,筆者相信,正在運行的安裝著(zhù)勵磁發(fā)電機的風(fēng)電機組也會(huì )逐漸采用永磁發(fā)電機。

  永磁發(fā)電機目前僅能做到3MW,還達不到30MW、60MW,更達不到600MW,主要原因在于永磁體磁極的磁感應強度還不夠高。目前,我國最好的商用永磁體稀土釹鐵硼的磁感應強度也只有0.5T左右。隨著(zhù)永磁發(fā)電機的大量應用,會(huì )拉動(dòng)磁綜合性能更好地永磁體的研制和開(kāi)發(fā)。當磁綜合性能更好的永磁體的磁感應強度能達到0.7T、0.8T甚至能達到1.0T之時(shí),那將是永磁發(fā)電機取代勵磁發(fā)電機之日。這是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然,這猶如內燃機取代蒸汽機一樣不可逆轉。到那時(shí),永磁發(fā)電機的體積會(huì )更小,重量會(huì )更輕,會(huì )更節省材料。到那時(shí),永磁發(fā)電機不僅可以達到3MW,還可以達到30MW、60MW、600MW,甚至更大的功率。到那時(shí),永磁發(fā)電機不僅適用于風(fēng)電機組、海流發(fā)電機組、浪涌發(fā)電機組,還會(huì )適用于水電、火電及其他發(fā)電設備用發(fā)電機。



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