直驱永磁同步风力发电机

永磁同步发电机由于结构简单、无需励磁绕组、效率高的特点而在中小型风力发电机

中应用广泛，随着高性能永磁材料制造工艺的提高，大容量的风力发电系统也倾向于使
用永磁同步发电机。永磁风力发电机通常用于变速恒频的风力发电系统中，风力发电机
转子由风力机直接拖动，所以转速很低。由于去掉了增速齿轮箱，增加了机组的可靠性
和寿命；利用许多高性能的永磁磁钢组成磁极，不像电励磁同步电机那样需要结构复杂、
体积庞大的励磁绕组，提高了气隙磁密和功率密度，在同功率等级下，减小了电机体积。

　　永磁同步发电机从结构上分有外转子和内转子之分。

　　对于典型的外转子永磁同步发电机结构，外转子内圆上有高磁能积永磁材料拼贴而
成的磁极，内定子嵌有三相绕组。外转子设计，使得能有更多的空间安置永磁磁极，同
时转子旋转时的离心力，使得磁极的固定更加牢固。

　　由于转子直接暴露在外部，所以转子的冷却条件较好。外转子存在的问题是主要发
热部件定子的冷却和大尺寸电机的运输问题。

　　内转子永磁同步发电机内部为带有永磁磁极、随风力机旋转的转子，外部为定子铁
心。除具有通常永磁电机所具有的优点外，内转子永磁同步电机能够利用机座外的自然
风条件，使定子铁心和绕组的冷却条件得到了有效改善，转子转动带来的气流对定子也
有一定的冷却作用。另外，电机的外径如果大于

4m，往往会给运输带来一些困难。很多

风电场都是设计在偏远的地区，从电机出厂到安装地，很可能会经过一些桥梁和涵洞，
如果电机外径太大，往往就不能顺利通过。内转子结构降低了电机的尺寸，往往给运输
带来了方便。

　　内转子永磁同步发电机中，常见有四种形式的转子磁路，分别为径向式、切向式、和
轴向式。相对其它转子磁路结构而言，径向磁化结构因为磁极直接面对气隙，具有小的
漏磁系数，且其磁轭为一整块导磁体，工艺实现方便；而且径向磁化结构中，气隙磁感
应强度接近永磁体的工作点磁感应强度，虽然没有切向结构那么大的气隙磁密，但也不
会太低，所以径向结构具有明显的优越性，也是大型风力发电机设计中应用较多的转子
磁路结构。