12月5日，在由国家精密微特电机工程技术研究中心、上海有色网信息科技股份有限公司、宁波招宝磁业有限公司、浙江电驱动创新中心主办的IEMC 2024 SMM（第四届）电机年会暨产业链博览会——电机创新节能技术论坛上，山东艾磁驱动科技有限公司董事长于可浩分享了开关磁阻发电机在微风发电系统中的优势。
1.宽风速域SRG直流发电机和风叶轮自适应控制
分散式风力发电
所谓分散式风力发电是相对于以往“大功率大风电”而言的，分散在不同场所安装。
由于大多安装在风力资源较差的地区，因此被称为“低风速发电”或习惯性地被称为“微风发电”（此称谓不严谨）。由于风速低，发电机功率相对比较小，一般在几千瓦、几十到上百千瓦之间。风叶轮可为传统水平轴，也可垂直轴。
分散式发电往往和低风发电、微风发电相关联
何为低风、微风发电？
目前风力发电机组所需要的满功率额定发电风速一般在10m/s到13m/s之间，低于这个风速，则称为“低风速（发电）区”。人们通常把低风速区发电笼统称为“微风发电”（其实不科学）。高于额定风区的为大风区，再大的风称为超大风、飓风。
开始发电的风速称为“切入风速”，停止发电的风速称为“切出风速”。
目前限制分散式风力发电的关键问题——1、2、3
1.低风发电量很少或不发电（所谓微风发电不可行）超大风速无法利用
2. 大数量并网的高损耗和高成本问题很难解决
3.功率、成本、寿命的平衡问题
目前限制分布式风力发电的关键问题——4
我国目前分散式（小风电）设备制造商，对于小风电的理解整体比较粗浅，产品也比较粗糙，技术的完整性和体系性较差，存在机控匹配性差、控制粗糙、设计不科学的问题。不少项目因此而失败。
也就是整个技术方案还不成熟，设备技术层次较低，还不足以支撑分散式风电这个产业。
这些问题，决定了分布式（包括垂直轴和水平轴）风电能否发展、真正普及。
我们必须要建立新的技术体系。
我们的解决方案：宽风速域SRG磁阻直流发电机技术和风叶轮自适应控制技术（智能发电系统）+更合理的风叶轮方案。
该项目研究的主要内容：通过开发一套基于精确控制的宽风速域SRG开关磁阻直流发电机技术，建立起将风叶轮、发电机和传输并网有机联动的控制系统，以实现低风、大风、超大风的宽风速域多量发电和低成本传输并网。
风叶轮的设计技术* 宽风速域高效发电机技术* 风叶轮自适应控制技术* 低成本组网方案
该项目技术重点研究中间两者，兼顾研究风叶轮和低成本组网方案
SRG开关磁阻电机（发电机）基本说明
和其它电机不同，开关磁阻电机利用了磁通总是按照磁阻最小路径闭合、转动，从而形成磁阻扭矩的原理。正向扭矩为电动，反向扭矩制动即为发电。
SRG整个运行过程是一个电动（励磁）到制动（发电）的重复循环过程。
SRG发电的基本原理：
励磁：在定子齿与转子齿对齐前，功率开关(如IGBT)导通，定子绕组通电建立励磁磁场。
发电：转子对齐定子，进而转过一定角度后，功率开关关断。在原动机驱动下转子切割磁力线，将机械能转换成电能，并从定子绕组输出。
SRG整个发电过程，是通过专用控制器对励磁电流、导通时长等参数的实时控制来完成的。SRG发电系统不同于其它发电机，是一个实时控制的智能发电系统。
SRG开关磁阻直流发电机控制及并网全系统逻辑框图
从中可见，SRG发电机组是一个有机的控制系统，包括它自身的控制以及和风叶轮联动控制系统。
SRG开关磁阻电机 低风（微风）发电特性
低风速（微风）发电独具优势：额定风速下的低风区，发电量远高于传统发电机。
微风低风速发电独占优势：1. 转子转动惯量小，无齿槽扭矩，启动所需扭力小。转子不需要绕组，不需要任何稀土磁钢，不需要鼠笼结构；2. 励磁可控：根据风速，SRG励磁控制器调整励磁电流大小，可使发电机始终处于最大功率发电状态。3. 低速区效率较高：额定转速20%的区域，具有约71%的效率；10%区域具有60%的效率。
SRG开关磁阻电机 大风超发特性
SRG发电几乎不受风力限制，可以在超大风区满功率发电。即使在40-50 m/s 的暴风速下也能稳定恒压发电。
大风暴风恒压恒功率发电
1.恒功率区宽
开关磁阻电机超过额定转速点（额定风速点）之后的超速运转区（恒功率区）很宽，一般为额定转速的2倍，通过控制可以延长更多。也就是在高速区，不需要弱磁控制，满功率发电。
2.超高风速发电时，可以恒电压或恒功率发电，实现超发区宽，并避免不可控高压对传输系统的影响。
3. 因为电流、电压智能控制，不存在高速超发、损坏SRG发电机的问题。
SRG直流恒压发电 对大数量并网友好
1. SRG是直流发电，无需整流，因此谐波小，大数量并网时候，可有效降低电流波动，对传输电气设备（如DC-DC、升压系统、逆变器等）更加友好。
2. 电压可控、恒压发电，电压纹波小，可减小对DCDC等后端电气设备的规格、数量要求，从而降低成本。
3. 直流传输，压降较交流传输小，因此可有效增加并网数量，降低电缆成本。
SRG开关磁阻电机 不使用稀土，长寿命，碳足迹最小
开关磁阻电机不使用任何稀土，只使用基本的硅钢片和电磁线等基本材料，碳足迹小，也不存在高温衰减问题，因此也是寿命最长的电机。
分布式风力发电的关键技术：1.适合微风、大风的跨风速发电（包括微风在内都能有效发电）；2. 励磁可控、电压稳定可控；3.适合离网和大数量并网另种模式，而且传输、并网成本可行。
SRG发电控制技术：SRG发电机是一套智能控制系统，发电机必须通过专用控制器控制才能最大可能的发电并且可控。
风叶轮自适应控制技术
风力风速是个时变系统，因此风力发电机是一个不稳定系统。另一方面，风叶轮厂家的设计差异性很大，同时所提供的功率曲线的合理性很值得怀疑。
为适应不同形状的风叶轮所产生的不同特性参数（比如励磁电流、转速、扭矩等），就需要一套风叶轮自适应控制算法和SRG励磁发电控制器联动，进而使得SRG发电机高效、可控工作。
发电量也要和风叶轮结合
宽风速域发电，也要有匹配的风叶轮。风叶轮不是本项目研究重点，但是我们会对分风叶轮的设计提出匹配要求，这是一个重要的能力。否则就会失去系统性。
风叶轮的设计要点：1.升阻比、叶尖速比，2.扫风面积（大小形状等），3. 实度，，4. 强度和轻度，5. 塔筒高度，6. 其它。
应当理性对待风电机组的功率特性与效率问题，采用合理措施生成功率曲线和判断机组性能，把精力集中于提高机组整体性能，降低机组的长期度电成本上。
2.高效非稀土同步磁阻电机
当前的高效（节能）电机：1.高效型三相异步电动机，2.永磁同步电机，3.磁阻电动机（A. 开关磁阻电机、B. 同步磁阻电机）。
1\2级能效非稀土
新一代电机驱控——同步磁阻电机和控制
►同步磁阻电机基本说明-1
同步磁阻电机(SynRM)和永磁同步电机不同，是一种不使用稀土的同步电机。
主要利用了“磁通总是按磁阻最小路径闭合，产生磁阻扭矩”的原理。是一种新型的高效电机驱动系统, 可以较为轻易地达到1、2级能效，其简称为SynRM。
同步磁阻电机需矢量控制，因此要配对专用变频器。其主要特征是高效、低本、可靠而寿命长，也不存在退磁衰减的问题，是非常理想的节能电机产品。
►同步磁阻电机基本说明-2
同步磁阻电机特性优势---1：高节能、高效率（1、2级）、高效区宽
同步磁阻电机作为高科技电机，和传统三相异步电机之间的效率差异较大，不仅仅是额定效率高（轻易达到1、2级能效标准），而且高效区很宽。
同步磁阻电机特性优势---2：较高的功率因数
同步磁阻电机的功率因数受电机设计影响很大，主要取决于凸极率的设计。整体上该种电机的功率因数较高，且在不同负载和电压下均表现良好。
同步磁阻电机特性优势---3：低温升、高可靠、长寿命、不衰减
同步磁阻电机的低损耗意味着温升低，一般比传统电机低大约10℃以上。这大大提升了电机关键部件的寿命。10℃意味着线圈的寿命提高近1倍，同时延长了轴承润滑（脂）约1倍的寿命。
同时，同步磁阻电机不使用稀土或较少使用铁氧体，这很长地延长了其高效期寿命。整个寿命周期很长，而且不衰减。
同步磁阻电机的高效能，不是通过材料的“堆积”来实现的。它的转子、定子、绕组、机壳、轴承、线束、控制器、材料（规格）等基本成本要素，几乎都是和现有通用电机电控一致的，是“简单材料+成熟工艺”的结合体，而且通用性很强。因此，同步磁阻电机的材料成本和工艺成本是可控的。
最后，其对应用领域–1 ：泵；应用领域–2：风机和压缩机以及艾磁公司研发装备和研发活动和高性能开关磁阻电机及控制等有关产品进行了介绍。
