0809第八和九讲风力发电机的测试
风电机组状态参数检测
风电机组状态参数检测1．转速风力发电机组转速的测量点有两个：即发电机转速和风轮转速。
转速测量信号用于控制风力发电机组并网和脱网，还可用于起动超速保护系统，当风轮转速超过设定值n1或发电机转速超过设定值n2时，超速保护动作，风力发电机组停。
风轮转速和发电机转速可以相互校验。
如果不符，则提示风力发电机组故障。
2．温度有8个点的温度被测量，用于反映风力发电机组系统的工作状况。
这8个点包括：①齿轮箱油温；②高速轴承温度；③大发电机温度；④小发电机温度；⑤前主轴承温度；⑥后主轴承温度；⑦控制盘温度(主要是晶闸管的温度)；⑧控制器环境温度。
由于温度过高引起风力发电机组退出运行，在温度降至允许值时，仍可自动起动风力发电机组运行。
3．机舱振动为了检测机组的异常振动，在机舱上应安装振动传感器。
传感器由一个与微动开关相连的钢球及其支撑组成。
异常振动时，钢球从支撑它的圆环上落下，拉动微动开关，引起安全停机。
重新起动时，必须重新安装好钢球。
机舱后部还设有桨叶振动探测器(TAC84系统)。
过振动时将引起正常停机。
4．电缆扭转由于发电机电缆及所有电气、通信电缆均从机舱直接引入塔筒，直到地面控制柜。
如果机舱经常向一个方向偏航，会引起电缆严重扭转因此偏航系统还应具备扭缆保护的功能。
偏航齿轮上安有一个独立的记数传感器，以记录相对初始方位所转过的齿数。
当风力机向一个方向持续偏航达到设定值时，表示电缆已被扭转到危险的程度，控制器将发出停机指令并显示故障。
风力发电机组停机并执行顺或逆时针解缆操作。
为了提高可靠性，在电缆引入塔筒处(即塔筒顶部)，还安装了行程开关，行程开关触点与电缆相连，当电缆扭转到一定程度时可直接拉动行程开关，引起安全停机。
为了便于了解偏航系统的当前状态，控制器可根据偏航记数传感器的报告，以记录相对初始方位所转过的齿数显示机舱当前方位与初始方位的偏转角度及正在偏航的方向。
5．机械刹车状况在机械刹车系统中装有刹车片磨损指示器，如果刹车片磨损到一定程度，控制器将显示故障信号，这时必须更换刹车片后才能起动风力发电机组。
风力发电机组及其叶片的主要测试项目
1 叶片主要检验和分析项目风力发电机组动力性能的测试要根据IEC 61400-23“风力机发电系统-第23部分：风轮叶片全尺寸结构试验”标准的最新版执行。
1.1 叶片静力试验静力试验用来测定叶片的结构特性，包括硬度数据和应力分布。
叶片可用面载荷或集中载荷（单点/多点载荷）来进行加载。
每种方法都有其优缺点，加载方法通常按下面讨论的经验方法来确定。
包括分布式面载荷加载方法、单点加载方法、多点加载方法。
静力试验加载通常涉及一个递增加载顺序的应用。
对于一个给定的加载顺序，静力试验载荷通常按均匀的步幅施加，或以稳定的控制速率平稳地增加。
必要时，可明确规定加载速率与最大载荷等级的数值。
通常加载速率应足够慢，以避免载荷波动引起的动态影响，从而改变试验的结果。
1.2 叶片疲劳试验叶片的疲劳试验用来测定叶片的疲劳特性。
实际大小的叶片疲劳试验通常是认证程序的基本部分。
疲劳试验时间要长达几个月，检验过程中，要定期的监督、检查以及检验设备的校准。
在疲劳试验中有很多种叶片加载方法，载荷可以施加在单点上或多点上，弯曲载荷可施加在单轴、两轴或多轴上，载荷可以是等幅恒频的，也可以是变幅变频的。
每种加载方法都有其优缺点。
加载方法的选用通常取决于所用的试验设备。
主要包括等幅加载、分块加载、变幅加载、单轴加载、多轴加载、多载荷点加载、共振法加载。
推荐的试验方法的优缺点如下表：表1 推荐的试验方法的优缺点1.3 叶片挠曲变形测量由于风轮相对于塔架的间隙有限，因此，叶片挥舞方向的挠度是非常重要的。
在试验过程中，应记录叶片和试验台的挠度。
该试验通常与静力试验一起进行。
1.4 叶片刚度分布测量叶片在给定载荷方向下的弯曲刚度可由载荷/应变测量值或由挠度测量值来导出。
叶片的扭转刚度可以表示为旋转角随扭矩增大的函数。
1.5 叶片应变分布测量如果需要，可用由置于叶片测试区域上的应变计测量叶片应变水平分布，应变计的位置和方向必须记录。
测量的次数取决于试验的叶片（例如叶片的大小、复杂程度、需要测量的区域等）。
风力发电机组的设计与性能测试
风力发电机组的设计与性能测试风力发电是一种环保、清洁、可再生的能源，得到了越来越多的关注和应用。
风力发电机组是将风能转化为电能的重要设备，其设计与性能测试是保证风力发电厂正常运行和发电效率的关键。
一、风力发电机组的设计风力发电机组主要由风轮、发电机、转子、塔架、电控系统等部分组成。
其中，风轮是转化风能的主要部件，转子是控制转速和转矩的核心部件，发电机是将转子产生的机械能转化为电能的关键部件，塔架是支撑风轮和转子的支持结构，电控系统则是对整个机组进行监测和控制的重要系统。
在风力发电机组的设计中，需要考虑多方面的因素，如风速、风向、气象条件、地形等，以最大限度地提高发电效率和稳定性。
设计还需要考虑风轮形状、尺寸、材质、重量等因素，以及转子的设计和构造，保证机组的运行稳定性和播发能力。
同时，还需要考虑塔架结构的承载能力、抗风能力等，以及电控系统的监测功能、安全保护、诊断和控制等。
二、风力发电机组的性能测试为了保证风力发电机组的正常运行和发电效率，需要对其进行性能测试。
性能测试是指在一定气象条件下，对风力发电机组进行综合测试，包括转速、功率、工作温度、转子振动、塔架承载等多个方面，以评估机组的发电性能和运行状态，发现潜在故障，保证机组正常、安全、有效地运行。
性能测试通常包括实地测试和试验室测试。
实地测试是在机组所在的风场进行的测试，直接测试机组的实际运行状态，能够发现机组在不同风速下的发电能力和运行稳定性，也能够对机组的电控系统和安全保护功能进行监测和评估。
试验室测试则是通过模拟机组在不同气象条件下的运行状态，对机组进行整体性能测试和故障诊断等。
性能测试具有重要的意义，能够评估机组的实际发电能力和效率，提高机组的发电性能和运行效率，也能够及早发现潜在故障，进行预防和修复，保证机组正常、安全、有效地运行。
三、结论风力发电技术日益成熟，风力发电机组的设计与性能测试是保证风力发电系统正常、安全、有效运行的重要环节。
风力发电机组轴系扭矩测试与分析
风力发电机组轴系扭矩测试与分析发表时间：2018-08-22T10:58:42.280Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：姜军1 张蓉2[导读] 摘要：风力发电是风能利用的主要形式，也是可再生能源发电中最成熟、应用最广泛的形式之一。
（内蒙古华电新能源分公司内蒙古呼和浩特市 010020）摘要：风力发电是风能利用的主要形式，也是可再生能源发电中最成熟、应用最广泛的形式之一。
虽然风能利用前景广阔，风能发展迅速，但风能很不稳定。
风向、风速等都在不断变化，电网负荷也在不停的波动。
因此，风电机组的高、低速轴转矩将不断变化。
本文在自然风况下对风力发电机轴系扭矩信号进行采集，利用虚拟仪器技术，实现了风力发电机组轴系扭矩和转速的测量。
关键词：风力发电机组；轴系扭矩；测试与分析随着我国风电的蓬勃发展和风电装机容量的逐渐增加，使风电机组的轴系扭振稳定性问题日益突出。
另外，由于风电机组轴扭矩是风力发电机组正常运行的重要因素，轴扭矩平衡是风力机组顺利发电的基本条件。
如果轴系扭矩不平衡，会造成风力机组的轴系扭振，严重时会造成轴的断裂等，从而危害风机和风电场的正常运行。
一、扭矩测量方法使机器元件转动的力偶或力矩叫做转动力矩，简称转矩。
任何元件在转矩的作用下，必定产生某种程度的扭转变形。
因此，习惯上也常把转动力矩叫做扭转力矩，简称扭矩。
从严格的力学角度来讲，转矩概念与扭矩不完全相同，前者是指外力矩，而后者是指内力矩。
但当轴上只受到一个扭矩的作用时，转矩和扭矩在数值上相等。
同时，扭矩体现了旋转轴系统的能量传递方式，代表机械系统传动的工作状态，轴系在传递能量时必然会产生扭矩，通过分析扭矩，可了解机械传动系统的扭转应变性能。
转矩测量方法按基本原理划分为三类：传递法(扭轴法)、平衡力法(反力法)及能量转换法。
1、传递法。
传递法是根据弹性元件在传递扭矩时所产生的物理参数的变化而测量扭矩的方法。
所根据的物理参数是弹性元件的变形、应力或应变，最常用的测量扭矩的弹性元件是扭轴。
风力发电机组的试验
第三章!风力发电机组的试验完成总装配工序后，风力发电机组在出厂前需进行规定项目的出厂试验，通过试验验收合格后，方可出厂。
风电场在用的风力发电机组，在其进行大检修或由于事故等原因造成大件总成拆修或更换的，应在完成修换工作后进行试验，试验可参照出厂试验的相关项目和要求并结合现场实际进行。
一、试验目的通过对机组（除塔架、叶片外）进行功能试验和部分性能试验，完成对机组装配质量的检验，并在发现质量缺陷时，采取针对性措施予以消除，以确保被试验机组达到出厂质量标准。
"#功能试验通过台架试验，考核检验机组的传动系统、液压系统、偏航系统、刹车系统和监控系统等功能动作的正确性与可靠性。
$#部分性能试验对机组的起动性能、空载性能、偏航性能及安全保护性能进行考核检验。
二、试验条件"）试验台符合要求。
已按照规定调整并牢靠紧固于其基础上。
$）监控设备完好、仪器仪表已经计量鉴定部门鉴定合格。
%）试验电源符合要求，电源变压器容量、电压等级符合需要。
&）试验组织健全，试验人员资格审查合格。
’）试验场地设施等条件符合安全要求和环保要求。
(）试验用技术资料齐全，试验手册或试验大纲经审定，试验用各种记录表格规范、齐全。
)）试验用各种通用工具、用具与材料齐备。
*）待试机组系装配合格产品。
三、试验准备"#将机组安装于试验台架上，按规定扭矩上紧连螺栓。
$#检查下列电气接线，如尚未连接，则按接线图规定要求接线："）控制柜与机舱控制盒间控制电缆接线。
$）机舱控制盒与液压系统、润滑系统、偏航减速器及提升机间连接。
·,·(+!）机舱控制盒与机组各传感器间接线。
"）控制柜与柜外辅助检测仪器、仪表间接线。
#）控制柜与机组发电机出线连接。
$）控制柜与动力电源线连接。
!%复查传动系统各总成部件底脚螺栓紧固情况；复查动力传动件螺栓紧固状况。
必要时重新按规定扭矩和顺序紧固。
"%复查液压油量、润滑油量。
风力发电机的性能测试说明书
风力发电机的性能测试说明书一、引言风力发电机作为一种清洁能源发电设备，其性能测试对于确保其工作稳定、发电效率以及安全性具有重要意义。
本文将详细介绍风力发电机的性能测试方法和步骤，以确保其在实际使用中能够达到设计要求的性能指标。
二、测试前准备1. 确保风力发电机已经完成安装并接入电网；2. 根据测试需求，准备相应的测试仪器和设备，包括风速测量仪、发电功率测量仪等；3. 关闭发电机的自动控制系统，使其处于手动控制状态。
三、性能测试步骤1. 风速测量a) 在发电机旁选择合适的位置安装风速测量仪；b) 按照一定时间间隔记录并计算平均风速，在测试过程中保持风速测量准确性。
2. 发电功率测试a) 连接发电功率测量仪器，并确保测量仪器的准确校准；b) 将风力发电机切换至发电状态，并记录发电功率和风速之间的关系；c) 不同风速下进行多组测试，并计算平均发电功率。
3. 效率测试a) 根据所获得的风速和发电功率数据，计算发电机的效率；b) 统计不同风速下的平均效率，并与设计要求进行比较。
4. 转速测试a) 使用转速测量仪器，准确测量风力发电机转速；b) 在不同风速下进行多组测试，并计算平均转速。
四、数据分析与评估1. 对测试所得数据进行整理和分析，计算性能参数的平均值；2. 将测试结果与设计要求进行比较，评估风力发电机的性能是否符合预期要求；3. 如有必要，针对性能不达标的问题进行进一步分析和改进措施提出。
五、测试报告编写1. 根据测试结果撰写测试报告，报告包括以下内容：风速和发电功率的关系曲线图、效率曲线图、转速曲线图等；2. 在报告中总结测试结果，并对性能是否符合设计要求进行评价；3. 提出改进建议和优化方案，以进一步提高风力发电机的性能。
六、结论本性能测试说明书详细介绍了风力发电机的性能测试方法和步骤，通过对风速、发电功率、效率和转速等指标的测试和分析，可以评估风力发电机是否符合设计要求，并提出相应的改进方案。
风力发电机功率特性测量策略
风力发电机功率特性测量策略风力发电机功率特性测量策略风力发电机是一种利用风能转换为电能的设备，常用于产生可再生能源。
为了确保风力发电机的有效运行和性能评估，需要进行功率特性测量。
下面是一种逐步思考的测量策略。
第一步：确定测量目标在开始测量之前，需要明确测量的目标是什么。
通常，测量风力发电机的功率特性包括测量其输出功率、转速、风速和风向等参数。
第二步：选择合适的测量工具和设备为了准确测量风力发电机的功率特性，需要选择合适的测量工具和设备。
常用的工具包括功率计、风速计、转速计和风向仪等。
确保这些设备的准确性和灵敏度。
第三步：确定测量位置选择合适的测量位置对于测量风力发电机的功率特性至关重要。
测量位置应该远离障碍物，避免风速受到干扰。
最好选择在风力发电机附近的开阔地带进行测量。
第四步：设置测量设备在测量之前，需要正确设置测量设备。
首先，将功率计连接到风力发电机的输出端，以测量输出功率。
然后，将风速计放置在离风力发电机一定距离的位置，以测量风速。
同时，设置转速计来测量风力发电机的转速。
最后，确保风向仪正确安装以测量风向。
第五步：进行测量一旦测量设备设置好，就可以开始测量了。
在风力发电机运行时，记录并监测输出功率、风速、转速和风向等参数。
可以根据需求，进行不同时间段的测量，以获得更全面的数据。
第六步：数据分析和评估测量完成后，需要对得到的数据进行分析和评估。
根据测量数据，可以计算风力发电机的效率、功率曲线等性能指标。
通过比较不同测量点和不同时间段的数据，可以评估风力发电机的稳定性和可靠性。
第七步：修正和改进根据数据分析和评估的结果，可以发现风力发电机的潜在问题和改进空间。
根据需要，可以对风力发电机进行调整和改进，以提高其性能和效率。
总结：通过以上的步骤，可以有效地测量风力发电机的功率特性。
这种测量策略可以帮助评估风力发电机的性能，并为其优化提供指导。
风电主机系统性能测试与分析
风电主机系统性能测试与分析随着社会的发展和能源结构的转型，风力发电成为了当今世界上重要的清洁能源之一。
而风电主机系统作为风力发电设备的核心部件之一，其性能的稳定和可靠是保障风力发电系统长期、高效稳定运行的关键所在。
本文将对风电主机系统性能测试和分析进行深入探讨。
一、风电主机系统概述风电主机系统是指风力发电设备中负责输出电功率的核心部件，主要由风轮、转轴、发电机等组成。
其中，风轮是通过最大化转化风能而获取的部件；转轴则是将风轮回转能量传递到发电机的重要设备；发电机则是把转轴传递的能量转换为电能输出。
在实际应用中，由于风能的复杂性和不稳定性，风电主机系统的性能受到多种因素的影响，如环境因素、设计参数、制造工艺等。
因此，对风电主机系统进行全方位的性能测试和分析至关重要。
二、风电主机系统性能测试风电主机系统性能测试是指对风电主机系统的各项性能指标进行量化测试和分析的过程。
通常包括静态测试和动态测试两部分。
1. 静态测试静态测试主要是对风电主机系统在不同负载条件下的性能进行测试和分析。
具体来说，静态测试包括以下两个方面。
（1）输出电压测试：通过测试风电主机系统在不同负载条件下的输出电压来验证其稳定性和输出电能的可靠性。
（2）输出电流测试：通过测试风电主机系统在不同负载条件下的输出电流来评估其电能转化效率和电能输出质量。
2. 动态测试动态测试主要是对风电主机系统在不同工作条件下的性能进行测试和分析。
具体来说，动态测试包括以下两个方面。
（1）风轮转速测试：通过测试风轮在不同风速条件下的转速来评估其风能转换效率和最大输出功率。
（2）负载响应测试：通过测试风电主机系统在不同负载条件下的响应时间和稳定性来评估其稳态和暂态响应特性。
三、风电主机系统性能分析风电主机系统性能分析是指在基于测试数据的基础上，对风电主机系统的性能指标进行分析和判断的过程。
主要包括以下两个方面。
1. 根据测试数据对风电主机系统的电能转化效率进行评估。
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三相整流桥
电压表 滑线变阻器
电流表
风力发电机功率测试实验流程图
42
三、五和六叶片叶轮在轮毂安装角为30°时的功率输出曲线
43
三叶片叶轮在轮毂安装角为13.5°和 30°时的功率输出曲线
44
风能利用系数Cp
0.45
0.40
螺旋桨式叶轮的风能利用系数
0.35
专用六叶片叶轮的风能利用系数
0.30
3
采用稀土永磁材料后还可以增大气隙磁密 度，并把电机转速提高到最佳值。这些都 可以缩小电机体积，减轻质量，提高功率 质量比。随着稀土永磁电机性能的提高和 驱动系统的完善, 价格降低的稀土永磁电机 将越来越多地替代传统电机, 应用前景相当 乐观。为了满足需要, 稀土永磁电机的设计 和制造工艺尚需不断创新, 电磁结构更为复 杂, 计算结果更加精确, 制造工艺更加先进 适用。
转矩转速 记录仪
＋
电磁调速 电动机
三相感应 电动机
发电机
整流桥
－
滑线变阻器
电压表 电流表
11
测试系统中，通过滑差电机调速装置和电磁调速 电动机调整三相感应电动机的转速，采用转矩转 速传感器对三相感应电动机的输出转矩和转速进 行实时测试，并通过转矩转速记录仪记录和打印 出结果，即得到此时被测发电机的转矩和转速值。 同时，发电机的输出端通过长25m的铜芯电缆连 接到整流桥的三相输入端，经全桥整流后三相交 流电被变为直流电输出，采用电流表和电压表或 电流电压测试仪测得输出的直流电压和电流。
20
按GB/T 10760.2—89，额定转速以上时仍通过改 变负载保持额定电压不变，以转速为横坐标，效 率和输出功率为纵坐标作出关系曲线；而新国标 GB/T10760.2—2003规定，在额定转速以上时， 保持额定功率时的负载电阻不变，以转速为横坐 标，效率和输出功率为纵坐标作出关系曲线。
21
旧国标的效率测试方法主要考虑了离网型风力发电系统中 蓄电池的容性稳压作用；
新国标保持额定负载不变，主要考虑了蓄电池是风力发电 系统的一个不变的负载;
直接负载法（电阻负载)是按国标 GB/T10760.2—2003 规 定，在额定转速以下时，调节滑线变阻器，保持额定输出 电压不变，在额定转速以上时，保持额定功率时的负载电 阻不变，以转速为横坐标，效率和输出功率为纵坐标作出 关系曲线。
12
13
14
15
16
实验研究的内容和方法
发电机输出功率和额定转速的测定 发电机输出端按GB/T19068.1规定的接线方法连
接，经整流后加电阻负载，保持发电机的电压为 额定电压，当发电机的输出功率为额定值时，测 得的转速即为发电机的额定转速。测得两台发电 机输出额定功率时的转速分别为225rpm、 228rpm，国标允许5%的误差(11.5rpm)。如果发 电机额定转速取230rpm，在误差允许的范围内， 因此将发电机的额定转速定为230rpm。比国标 GB/T 10760.1—2003中规定的额定转速280rpm 低50rpm 。
28
由于绕组电阻的阻值较小，采用能够精确测量低 值电阻的便携式直流双臂电桥测量发电机绕组的 电阻。该电桥采用密闭箱式结构。平滑调节臂、 单双桥比例臂、检流计、工作电源和标准电阻均 装于一块金属面板上。所有电阻元件均采用优质 漆包锰钢漆包线，以无感式绕于高频瓷管上，并 经过严格的人工老化筛选，从而保证阻值稳定可 靠。
6
1kW低转速稀土永磁发电机的定子冲片图
定子冲片槽 数为33槽沿 圆周均布， 在该图的右 上角示出了 定子冲片梨 形槽的结构 尺寸，槽高 为24.8㎜。
7
1kW低转速稀土永磁发电机的转子极靴图
8
转子极靴，为了减轻重量和减少材料的用 量，在极靴中沿圆周方向均匀地开了10个 直径为20㎜通孔，在通孔外侧极靴的表面 铣了10个深为2㎜的槽，将转子磁钢粘结在 该槽中，为了保证磁钢的可靠性，再用紧 固螺钉将磁钢紧固在槽中。
得Ⅰ号样机的起动阻力矩为0.752Nm，Ⅱ号样机
的起动阻力矩为1.255Nm。国标GB/T 10760.1—
2003规定，1kW永磁风力发电机的起动阻力矩不
大于1.5Nm，因此，Ⅰ、Ⅱ号样机的起动阻力矩
均满足国标的要求。
18
效率测定采用直接法
效率测定采用直接法。发电机在额定电压、额定 功率下运行，此时发电机转速应不大于105%额定 转速，当温度基本上达到稳定以后，测得发电机 的输入功率，直流输出功率，就可以计算出发电 机的效率，根据国标GB/T10760.1—2003的规定， 1kW永磁风力发电机的效率不低于74%。
74.7
34
1kW风力发电专用的低转速稀土永磁发电机Ⅰ号 样机温升曲线
发电机温升(K)
80 70 60 50 40 30 20 10
0 0
温升曲线
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 发电机运行时间(min)
35
按国标GB/T10760.1—2003的规定，1kW 永磁风力发电机的温升应小于80K。因此， 两台实验样机的温升均满足国标的要求。 由于发电机温升试验是在室内进行的，而 且发电机周围的介质是静止不流动的，所 以在发电机实际应用时的温升还将低于该 实验结果。从上图可以看出，随着发电机 运行时间的延长，绕组温度越来越高，大 约运行150分钟以后，两台样机绕组的温度 基本趋于稳定。
32
T
(R2
R1 ) (235 R1
T1 )
T1
T2
式中 T1 —环境温度 (℃)；
T2 — 发电机绕组温度稳定时的冷却介质温度 (℃)；
R1 — 发电机绕组的冷态电阻值；
R2 — 发电机绕组温度稳定时的阻值；
T —发电机的温升(℃)。
33
1kW风力发电专用的低转速稀土永 磁发电机Ⅰ号样机温升试验结果
记录次 数
记录时间(分钟) 冷却介质温度(℃)
电阻值（Ω )
冷态
0
6.2
0.9925
温升(K) 0.0
1
60
9.5
1.2360
55.9
2
90
10.0
1.2770
65.3
3
110
10.4
1.2940
69.1
4
140
10.9
1.3200
74.9
5
165
11.1
1.3200
74.7
6
180
11.1
1.3200
第七讲 小型风力发电机测试
1
第一部分
永磁发电机实验台测试
2
永磁式发电机，不需要励磁绕组和直流励 磁电源，取消了容易出故障的转子上的集 电环和电刷装置，成为无刷电机，不存在 励磁绕组的铜损耗，比同容量的电励磁式 的发电机效率高 、运行可靠、维护方便、 电机结构紧凑、体积小、功率质量比大的 特点。但是，永磁式发电机由于制成后磁 场无法调节，永磁材料离散性大，以及温 度系数大，因而在设计与制造上都存在一 些新的问题 。
5
随着永磁电机研究开发经验的逐步成熟和价格 的逐步降低，永磁电机在国防、工农业生产和 日常生活等方面获得越来越广泛的应用，稀土 永磁电机的研究开发进入一个新的阶段。
中国是稀土大国，约占世界稀土储量的 83%。内蒙古稀土远景储量为8500万吨，占全 国的85%，占世界的76%，工业储量占全国的 41.137%，占世界的33.167%，因此稀土永磁 电机的研究在内蒙古就更具有开发和利用价值。
A —风轮扫掠过的面积，m2 ；
—空气密度,kg/m3 ；
V —风速,m/s 。
38
风力发电机输出功率测量方案
按照永磁发电机的实验方案，采用车载实验方法 对风力发电机组的输出特性进行测试，记录下自 然风速、输出电流、输出电压，从而得到所需数 据。
39
40
41
风速风向仪
自然风速风向记录
风力发电机
9
永磁发电机的性能实验
主要实验仪器 ()电磁调速电动机 (2)电磁调速电机控制器 (3)转矩转速传感器 (4)微机型转矩转速记录仪 (5)电流表 (6)电压表 (7)温度计 (8)法兰盘2个 (9)若干电阻
10
发电机实验测试系统原理简图
滑差电机 调速装置
转矩转速 传感器
转 速(r/min)
1kW低转速稀土永磁发电机Ⅰ号样机功率特性曲线
23
0.85
额定电压不变效率曲线 额定负载不变效率曲线
0.80
0.75
效率
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375
转 速(r/min)
1kW低转速稀土永磁发电机Ⅰ号样机效率曲线
27
参照GB/T 1029的规定,温升试验时应尽可能使发 电机外部散热符合其实际工作状态。即用风机或 风扇吹其外表面，使发电机表面风速达到风力发 电机组的额定工作风速。但如果不向发电机表面 吹风，即把发电机放在空气不流动的室内实验台 进行温升试验，测得的结果将会比风力发电机实 际工作状态时的温升要大。因此，如果用该方法 测得的发电机温升满足设计要求，则必然也满足 发电机的实际工作状态的要求。
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第二部分 风力发电机的输出功率特性测试
皮托管 自然风
风力发电机
数字压力计 三相整流桥
滑线变阻器 电压表
电流表
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风能利用系数
风力机能够从自然风中得到的能量百分比，称 为风能利用系数（Rotor Power coefficient）, 可用下式表示：
其中:
P
Cp 1 AV 3
2
P —风力机实际得到的输出功率,W ；