这套名为GENERA的系统基于双馈感应发电机(DFIG),在功率密度、尺寸、噪声排放和材料消耗方面均有所改进。其主要特点之一是,即使在最高功率等级下,也未使用永磁体或稀土材料。.
功率密度高达 700 W/kg:
该设计实现了高达 700 W/kg 的功率密度,比上一代产品提高了约 10%。同时,发电机的长度缩短了约 25%。
这一缩短便于将其集成到机舱内,并简化了容量超过 10 MW 的风力发电机设备的物流,在某些项目中可以使用标准卡车和集装箱。
该系统还无需外部冷却风扇,从而避免了与这些部件相关的辅助功耗。这使得更多比例的发电量可以分配给风力发电机的净输出。
另一项改进体现在声学性能上。与上一代产品相比,噪声排放降低了 6 dB(A),这对于位于噪声限制区域的装置而言尤为重要。
一款不含稀土的发电机,
采用双馈感应发电机 (DFIG) 架构,无需依赖稀土材料即可应用于各种功率等级。
这一特性在高功率风力发电机中尤为重要,因为其他发电架构可能需要使用含有稀土材料的永磁体。
稀土的开采和加工集中在少数几个国家,这会带来价格和供应方面的风险。无需使用这些材料可以降低风力发电机传动系统对稀土的依赖。
此外,发电机绕组可根据项目需求采用铝或铜制造。这种灵活性使得可以兼顾成本、原材料供应和所需技术特性等因素。
齿轮箱集成:
该发电机设计可与多种齿轮箱配合使用,也可与专为高功率风力涡轮机优化的架构集成。REVO
就是这样一种架构,其传动概念可实现 300 Nm/kg 的扭矩密度。这些解决方案旨在实现更紧凑的传动系统或在不成比例增加整体尺寸的情况下提高功率输出。
发电机与齿轮箱之间的协调配合可优化传动比和整体系统效率。此外,它还有助于无功功率管理、电网兼容性以及风力涡轮机在风电场中的集成。
每个项目均可定制配置。
发电机的特性可根据每个安装项目的具体需求进行配置。可选参数包括绕组材料、噪音限制以及运输和安装要求。
这种模块化设计在风电行业尤为重要,因为风力涡轮机的特性会因其用途(陆上或海上)、功率输出以及具体场地条件而存在显著差异。
动力系统监测:
这些系统的发展也与维护的数字化密切相关。振动传感器和监测系统能够对动力系统的各个部件进行监控,从主轴承到齿轮箱、联轴器和发电机。
收集到的数据可以集中管理,用于分析风电场内的单个风力发电机组和整个组件。通过分析这些数据,可以检测异常情况,并在发生故障之前规划维护干预措施。
这种方法旨在减少计划外停机时间,优化维护周期,并提高风力发电机组在其整个使用寿命期间的可用性。
未来风力涡轮机的轻量化:
随着风力涡轮机功率的提升,降低传动系统部件的重量和尺寸变得日益重要。
更轻的重量可以减轻对塔架和基础的结构要求,并有助于设备的运输和安装。更紧凑的设计还可以简化对物流限制较大的场地的运输。
更高的功率密度、对某些关键材料的依赖性降低以及数字化监控系统的结合,体现了风能行业的一个关键趋势:在不成比例增加部件尺寸、质量和复杂性的前提下,提高涡轮机的功率。
