「发电机类型：感应发电机与同步发电机」

就发出电功率而言，风力发电机组基本上可以配备任何形式的发电机。但工业上有两种最常用的三相发电机：感应（异步）发电机和同步发电机。今天，适应电网要求的电流可以通过连接变频器得到满足，即使发电机提供的是频率变化的交流电流或者直流电流。

1.异步发电机

风力发电机组中最常用形式的发电机是异步发电机。

异步发电机中，电场通过在转子和旋转的定子磁场之间的相对运动（转差）感应产生的，它在转子绕组中产生电流。相关的转子磁场与定子磁场之间相互作用，产生作用在转子上的转矩。

异步发电机的转子可以设计成一个所谓的短路转子（笼型转子）或者绕线转子（Heier S，1998）。绕线转子的绕组可以通过集电环与外部连接。通过这种方式，转子的电气特性可以通过外部电气设备进行控制。

异步发电机有一些优点，如结实、机械结构简单。而且因为是大批量生产，因此可以以相对较为便宜的价格采购得到。

它的主要缺点是定子依赖于无功励磁电流。由于异步发电机不包含任何永磁体，也没有单独的励磁，它必须从其他地方获得励磁电流，因此它要消耗无功功率。这个无功功率可以由电网来提供，也可以由电容器组来提供。它的磁场只有在发电机与电网连接的情况下才能建立。

异步发电机定子旋转磁场的同步转速取决于电网频率以及极对数，即

式中 f——电网频率（Hz）；

p——极对数；

n_s——同步转速（r/min）。(www.xing528.com)

异步发电机的转矩如图9-2所示。它是转差率s的函数，转差率定义为

式中 n_r——转子的转速（r/min）。

转差率以百分数的形式表示。对于发电机，它是负值（n_r＞n_s），而对于电动机，它是正值（n_r＜n_s）。

如果转差率为零（发电机处于同步状态），发电机空转（它不产生转矩）。如果转差率为1，转子被锁住。转矩显示最大值，这就是所谓的在转速n_p下的失步转矩T_p，如图9-2所示。

图9-2 异步电动机/发电机的转矩特性

2.同步发电机

用于风力发电机组中的另一种形式的发电机是同步发电机。它有带绕组的转子，采用集电环用直流进行励磁，这是这种发电机和上面介绍的异步发电机的根本区别。转子绕组通过直流产生励磁磁场，它以同步转速旋转。同步发电机的转速由旋转磁场的频率以及转子的极对数确定。

与异步发电机比较，同步发电机有一个非常显著的优点，即它不需要无功励磁电流。但是，与异步发电机比较，它要昂贵得多，机械结构上也要复杂一些。