1.2 風力發電機組的傳動結構分類

風力發電機組有很多種不同的分類方法，可根據傳動系統結構、風輪軸朝向、單機發電容量、葉片變槳距驅動形式、發電機轉速范圍等進行分類。

1.2.1 增速型風力發電機組結構及特點

增速型風力發電機組是主傳動系統中應用了齒輪箱等增速傳動機構的風力發電機組。該類風力發電機組通過增速傳動機構將風輪在風力作用下產生的轉矩和轉速，轉換為發電機正常運行所需的轉速和轉矩。該類風力發電機組通過增速傳動機構將風輪與發電機隔離，使發電機運行更平穩；發電機得到有效保護；增速傳動機構的使用，使發電機轉子可以運行在較高的轉速，有效減少發電機的極對數，使發電機體積更小、成本更低。但是增速傳動機構的使用，也增加了風力發電機組的總成本。

圖1-3為沈陽工業大學風能技術研究所設計的3MW風力發電機組，該風力發電機組采用了增速型風力發電機組結構。

1.2.2 直驅型風力發電機組結構及特點

直驅型風力發電機組是由風輪軸直接拖動發電機轉子在較低轉速下運行的風力發電機組。該類風力發電機組結構省去了增速齒輪箱，減少了傳動損耗，提高了發電效率。由于增速傳動機構是風力發電機組中故障頻率較高的部件。如果風力發電機組中省去了齒輪箱及其附件，那么傳動結構得以簡化，風力發電機組在低轉速下運行，可靠性會更高。此外，省去了增速傳動機構可減少風力發電機組零部件數量，節省了更換齒輪箱油的成本。圖1-4為某型號的2MW風力發電機組，該風力發電機組即采用了風輪直驅型風力發電機組結構。

鑒于帶增速傳動機構的風力發電機組結構復雜，而且技術發展成熟，總裝機容量占國內總裝機容量的絕大多數，因此本書以此類風力發電機組為例，闡述風力發電機組結構的設計方法。

1.2.3 增速型與直驅型風力發電機組技術對比

1．優點

目前，約60%以上風力發電機組是采用帶增速傳動機構的風力發電機組。增速型風力發電機組可以是高傳動比的雙饋式風力發電機組，也可以是中傳動比結構的永磁同步風力發電機組，即俗稱的混合式風力發電機組。這使得增速型風力發電機組的被選方案更多。其中，采用中傳動比的永磁同步風力發電機組，轉子轉速較高，發電機體積更小，結構更為緊湊，永磁材料的用量更少，可降低整機成本。采用增速傳動機構將風輪轉速提升到較高范圍，可有效地提高發電機效率。

2．缺點

增速型風力發電機組的主流機型為雙饋式風力發電機組。該機型在亞同步速狀態時運行，需要從電網吸收少量能量供轉子勵磁。增速型風力發電機組中的齒輪箱，增加了傳動鏈的長度，使機組故障率大大增加。從機械結構考慮，齒輪箱使傳動鏈的摩擦和磨損增多，機械效率將有所降低。此外，齒輪箱是風力發電機組中故障率最高的部件，會增加風電場的維修、定檢和保養方面的費用。

但無論怎樣，增速型風力發電機組是風力發電機組設計和技術發展的主流和趨勢。