变速恒频开关磁阻发电机系统

    开关磁阻式风力发电系统以开关磁阻发电机为机电能量转换核心，如图7-9所示。    开关磁阻发电机为双凸极电机，定子、转子均为凸极齿槽结构，定子上设有集中绕组，转子上既无绕组也无永磁体，故机械结构简单、坚固，可靠性高。此外，由于风力机的功率特性有其自身的特点，为了使风能捕获的效果最佳，就必须使开关磁阻发电机与风力机能够良好的配合，通过对发电系统的控制，使风力机工作在最佳功率负载线上。开关磁阻发电机具有本身可控参数多、非线性、缺少明确的数学模型的特点。与传统的有刷直流发电机及旋转整流无刷同步发电机相比，开关磁阻无刷直流发电机具有明显的容错能力强、组合启动与发电容易，适宜温度高(>250℃)和高速(>30000r/min)环境运行及大容量、高效率、高功率密度运行等优点。该发电机气隙磁场和相磁链随转子位置和绕组相电流而持续、周期性变化，没有传统电机的稳定磁路工作点，而是一个动态三维磁空间。开关磁阻发电机没有独立的励磁绕组，而是与集中嵌放的定子电枢合二为一，并通过控制器分时控制实现励磁与发电，因而简化了结构，提高了可靠性。同时，该发电机相绕组间无电耦合，其容错能力大大增强。另外，开关磁阻发电机机械结构简单、坚固可靠。
    图7-9    开关磁阻式风力发电系统