基于直驱永磁风力发电机成本管控下的质量管理

基于直驱永磁风力发电机成本管控下的质量管理

赵书杰 （ 包头中车电机有限公司 内蒙古包头 014030 ）

摘要：随着新能源产业的快速发展，促进了直驱型永磁风力发电系统的技术进步，这种发电机通过法兰与风轮直接相连，省去了影响风机可靠性最薄弱环节，即齿轮箱和额外的励磁电源设备，所以在实际使用过程中，有非常明显的优势。这种发电机很大程度地减少了相关设备的投入和维护成本，当前在风力发电系统中被广泛使用。本文主要研究的是，传动系统的稳定性和发电机的成本控制问题。通过对这两个方面的研究，可以更好地在成本控制下进行质量控制。

关键词：直驱式；永磁发电；风力发电机；成本管控；质量管理

通过对该系统的研究发现，该系统具有一定的稳定性，尤其是在风速发生变化的过程中，会使发电机转速产生脉动，为了使系统更加稳定，要采取相关的方法解决这些问题。一般的情况下，采用增加机组的办法来消除震动现象，但是这种方法在实际使用中有很大的难度，而且相关的成本较高。对于这样的情况，采用永磁风力发电机，可以有效的解决这一问题，通过对发电机的电磁转矩调速，可以直接地对发电机的转速进行有效控制，从而消除了转速震荡现象，使系统运行更加稳定，不仅降低了相关成本，也提高了质量控制水平，使系统运行更加稳定，减少了发电机的机械损伤，提高了系统和机组的使用寿命。

1风力发电的发展现状和未来前景分析

1.1现状

在人类社会发展过程中，能源起着非常重要的作用，也是不可替代的物质基础。人类文明的不断发展和进步，促进了科学和技术的不断发展，不仅改变了人们的生活，也促进了社会的不断进步。在这样的发展形式下，人们对于能源的需要也越来越多，而地球上的能源储备是有限的，并且许多能源是不可再生的，如果不进行有效的控制，就会面临能源枯竭的危险。在人们的生活和工作中，以及工业生产当中，使用最多的是电能，而电能是重要的二次能源，这种能源的发电方式，以往主要是以火力为主，这样的情况会使用煤炭等能源较多，无法解决能源短缺的问题。改变对传统能源的依赖，运用可再生能源是解决这种问题的有效手段。其中风能的储备量较大，而且相关的技术已经比较成熟，具有可持续使用的特点，而且不会造成环境污染，并且有利于人类与自然的和谐发展，所以已经成为了发展最快的再生资源之一了。

1.2推动风力发电的意义

首先，是有效地降低了发电成本，随着风电技术的发展，推动了相关产业的发展，这在很大程度上降低了发电成本。因为传统的火力发电，会受到石化能源价格影响，所以有很大的波动性，而且成本较高，而风力发电有效地避免了这一问题。其次，世界各国风电产业发展。当前全球都非常重视能源的可持续发展问题，所以各国政府都大力支持风电产业发展，推出了许多鼓励政策，这些政策有效地推动了风电产业的快速发展。最后，促进了人与自然的和谐相处。当前人们越来越重视环境保护，风力发电不仅可以有效地满足可持续发展目标，也促进了人与自然的和谐相处，当前在全球范围内，各国都在积极地发展风电技术，所以风电技术在未来的能源发展中，起着不可替代的作用。

1.3未来发展前景

由于风力发电具有清洁无污染和可持续利用的特点，对于能源结构改革以及资源合理利用都有着重要作用，尤其是在生态环境保护中发挥了着重要作用。不仅在一定程度上促进了社会稳定发展，也为经济发展做出了巨大贡献。当前在全球范围内，对于新能源的开发和利用，世界各国都在积极地进行探索，并大规模地扶植相关产业发展，这为促进风电项目的发展，起到了积极的推动作用。

2直驱式永磁风力发电机成本控制下的质量管理分析

2.1研究内容

面对平价上网时代带来的挑战，直驱式永磁型风力发电机的成本和质量控制作为研究重点，主要表现在两个方面。首先，是传动系统的稳定性问题。因该系统没有励磁电源设备，所以无法对发电机进行励磁控制，这样的情况就使得系统的低阻尼性，没有办法得到一定的补偿。如果外界风速出现了变化，或是直流母线电压出现变化，就可能会使得系统的转速出现问题，或者是电磁转矩脉动出现问题，这些都会影响电机输出功率品质，进而造成机组机械疲劳情况，从而对机组的使用寿命产生影响，给电力企业带来巨大的经济损失。其次，是发电机的成本控制问题。在实际的使用中，风机都是安装在野外的高空处，而且高度都有几十米，所以环境条件相对较差，造价都比较高，维护保养的工作量相对较大，这在一定的程度上，限制了风力发电的发展，所以应当注重这些问题，采取针对性的办法解决。

2.2解决办法和产生效果分析

首先，是确保传动系统的稳定。当前风力发电系统被广泛地使用，不仅改善了风能的利用率，也有效地提高了能量的转化效率。永磁风力发电系统，运用的是永磁同步发电机，其中的转子是永磁体，由于没有额外的励磁电源设备，所以在使用的过程中，具有节能环保的作用，运维成本较低。直驱式的永磁风力发电系统，在传动部分取消了变速齿轮箱，并且将风力机和发电机进行连接，这样的方式很大程度地降低了系统的运行速度，而且实现了发电机在低速运行状态的情况下，实现了高效的能量转化，使发电机获得了巨大的永磁转矩，从而产生了更多的功率。这样就在一定程度上实现了成本控制的效果，也促进了质量管理控制的提升。其次，是发电机的成本控制。风能是可再生的能源，所以运行成本低于水电和火电发电，所以发展前景比较广阔。在风力风电中，发电机是风能开发的核心内容。而直驱型的永磁发电机，在结构上有较强的优势，提高了发电机的运行效率，所以在实际的使用中，有比较明显的优势。永磁发电机可以获得更高的输出电压，降低了输出电流，减小了电枢阻挠，有效地降低了电机损耗，较大程度地提高了电机效率和功率密度。由于这种发电机的特殊结构，可以有效地减小电机的重量和体积，并在一定程度上获得了更多的风能。直驱式的永磁发电机，可以实现直接驱动发电，避免使用效率低价格高的升速齿轮箱，从而使得电机的空间变大，提高了电机的利用率，在低速时也可以获得较大的输出电压。由于这种发电机的结构比较合理，所以有效地提高了空间利用率，很大程度地降低了制造成本，而电机的部件价格与普通电机相差不多，这对成本控制起到了重要作用。在这种电机实际使用的过程中，应当对其进行充分的研究和分析，充分发挥这种电机的特点，从而实现资源的可持续性发展目标，同时降低了相关运行和维护成本，最终实现节能环保的目的。

结束语

风力发电作为能量转化系统，可以有效地将风能转化为电能，这不仅有效地解决了能源短缺的问题，也在一定程度上解决环境污染问题，应当进行充分地研究和分析。风力发电是能源产业的未来发展趋势，所以在风力发电中，使用直驱式的永磁同步发电系统，可以使发电系统结构更加简单，提高了能量转化效率，同时也很大程度地降低了相关成本。将风力发电系统应用到更多领域中，可以有效地推动风力发电行业的发展。

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赵书杰，男，汉族，吉林长岭，1985年4月12日，本科，助理工程师，包头中车电机有限公司，（014030），研究方向：风力发电机全生命周期质量管理