上海伊謄實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司
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永磁同步發(fā)電機(jī)采用永磁體磁鋼，轉(zhuǎn)子磁場不可調(diào)，主要從兩個(gè)方面穩(wěn)壓：[2]一是適當(dāng)選擇發(fā)電機(jī)本身的電磁參數(shù)，使外特性曲線設(shè)計(jì)平坦，使負(fù)載運(yùn)行時(shí)電壓調(diào)整率不超過允許值；二是外部加電容器或者電抗器來穩(wěn)定電壓。
圖1為永磁同步發(fā)電機(jī)的U=f（n）曲線，圖中橫坐標(biāo)風(fēng)速線性增大，縱坐標(biāo)示意發(fā)電機(jī)的電壓特性。實(shí)際上，風(fēng)能具有隨機(jī)性和變化性，導(dǎo)致永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)定：當(dāng)風(fēng)速過大時(shí)（圖中n2以上），高輸出電壓會(huì)燒毀發(fā)電機(jī)以及后端的整流器件；當(dāng)風(fēng)速過小時(shí)（圖中n1以下），低輸出電壓會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)后端的設(shè)備（整流器、蓄電池充電器、逆變器等）因低壓截止工作。
此外，永磁發(fā)電機(jī)在制造時(shí)如果額定風(fēng)速定得較低，為了要滿足工作要求，同等功率的電機(jī)重量往往是國外的3～5倍，由于永磁材料價(jià)格高昂，使成本大大增加。在不采取任何措施的情況下，風(fēng)速變化時(shí)其電壓特性即為直線1所示，可以看到其高工作風(fēng)速只能在a點(diǎn)，且由于勵(lì)磁不可調(diào)，電壓變化率較大，只能利用區(qū)間I 中的風(fēng)能。
考慮并聯(lián)電容動(dòng)態(tài)勵(lì)磁方法時(shí)，可以在發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)將額定風(fēng)速定得較高，同等功率電機(jī)的成本大大減小，低風(fēng)速時(shí)電壓下降的問題可以由電容動(dòng)態(tài)投切解決。并聯(lián)電容時(shí)電壓特性為直線2所示，可見其高工作風(fēng)速達(dá)到b，擴(kuò)展了可利用風(fēng)速區(qū)間Ⅲ。當(dāng)風(fēng)速逐漸減小時(shí)，電容動(dòng)態(tài)的投入使電壓基本保持恒定，甚至在切入風(fēng)速以下繼續(xù)工作，這樣便拓展了可利用風(fēng)速區(qū)間Ⅱ?？梢姴⒙?lián)電容動(dòng)態(tài)勵(lì)磁的方法不僅可以穩(wěn)定電壓，而且提高了風(fēng)能利用率，獲得更多的有功功率輸出，且電容的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于永磁材料。
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