低风速也能高效发电，惠斯通轴向磁通电机为风能利用开辟新路径

低风速也能高效发电，惠斯通轴向磁通电机为风能利用开辟新路径

风速小于5ms也能发电——惠斯通双转子轴向磁通电机，让低风速风能“物尽其用"

在风力发电领域，有一个长期存在的困境：风速低于5ms时，传统风力发电机几乎无法有效工作。

传统径向磁场永磁发电机虽然技术成熟，但在低风速下存在单边磁拉力大、漏磁多、齿槽效应导致电磁转矩产生脉冲等固有缺陷。这类发电机的额定风速通常较高（10-12ms），风叶直径偏大，在一般风速小于5ms的情况下输出功率很小，无法有效利用风能及机组材料。

然而，中国乃至全球范围内，大量地区的年平均风速恰恰处于中低速区间。据测算，印度、中国和美国的年平均可用风能潜力分别为102,778MW、2380GW和10,459GW，但截至2020年底的实际装机容量远未达到这一潜力。如何让低风速风能“物尽其用"，成为风电技术发展的一个重要方向。

双转子轴向磁通电机：专为低风速发电而生

双转子轴向磁通永磁同步发电机结构紧凑且输出电能质量高，加之风机可选择直接与双转子结构连接固定实现直驱发电，近年来在风力发电行业中脱颖而出。

无铁心结构——消除齿槽转矩，微风即可启动

传统径向电机的定子铁芯带有齿槽，电机运转时因齿槽效应会产生电磁转矩脉冲，导致启动风速偏高。双转子轴向磁通无铁心电机省去了定子铁芯，消除了铁芯涡流损耗、磁滞损耗和齿槽转矩，使得电机在低风速下即可轻松启动。无铁心结构还使定子、转子之间的磁拉力大幅减小，特别适合微风启动。

有研究指出，定子无铁心轴向磁通永磁发电机具有起动转矩低、效率高、结构紧凑等优点，非常适用于低风速条件下发电。

双转子结构——转矩和功率密度远超传统径向电机

在低风速下，当发电机极数足够多、电机轴向长度与外径的比率足够小时，轴向磁场电机的转矩和功率密度比传统径向磁场电机更大。

双转子轴向磁通永磁同步发电机具有两个外部转子和一个无铁心定子，结构紧凑。发电机外转子可以直接与风机固定，减少了传动结构，安装和维护方便，尤其适合低风速、直驱式垂直轴风力发电。一个3kW的轴向磁通永磁发电机已在低转速直驱风力发电应用中得到验证。

启动转矩低——在微风环境中“动起来"

轴向磁通电机具有低转速额定、低风速启动、体积小、能耗低、重量轻、结构紧凑、效率高等特点。无铁心结构没有磁滞和齿槽效应，启动转矩极低。这对低风速风能利用至关重要——切入风速越低，意味着每年可发电的时间窗口越长。

效率高——宽转速范围内保持高效输出

双转子轴向磁通无铁心发电机即使在低速下也能保持高效率，且易于制造。研究数据显示，无铁心轴向磁通永磁发电机的最大输出效率可达87.75%。在低风速垂直轴风力发电应用中，轴向磁通永磁发电机的典型效率值在75%-89%之间。相比传统径向电机，轴向磁通无铁心技术在低风速条件下可提供高达20%的效率提升。

直驱结构——省去齿轮箱，减少故障点

轴向磁通电机可直接与风机连接实现直驱发电，无需齿轮箱。省去齿轮箱意味着减少了机械损耗和维护成本，也消除了齿轮箱这一主要故障点。对于分散式、离网型的小型风电系统，这一优势尤为显著。

惠斯通定制轴向磁通电机：为低风速风电量身打造

江苏惠斯通机电科技有限公司深耕特种电机领域二十余年，依托轴向磁通电机技术平台，可为低风速风力发电系统提供定制化解决方案。

惠斯通可提供从50W到200kW的轴向磁通电机定制方案，电压覆盖24V至3000V。针对低风速风电的特殊需求，惠斯通提供以下定制服务：

定制一：双转子拓扑构型。惠斯通可针对垂直轴或水平轴风力发电机的安装方式和空间限制，定制双转子-单定子或单转子-双定子的拓扑构型，适配不同风机的直驱需求。双转子结构可直接与风机固定，省去齿轮箱等中间传动环节。

定制二：无铁心有铁心选配。对于需要极低切入风速的应用场景，惠斯通可定制无铁心轴向磁通电机，消除齿槽转矩，实现微风启动。对于需要更高功率密度的场景，可提供有铁心方案。

定制三：磁钢与极对数定制。在低风速下，当电机极数足够多时，轴向磁场电机的转矩和功率密度优势更为明显。惠斯通可根据目标风速和功率等级，定制磁钢牌号和极对数配置。

定制四：防护等级与环境适应性定制。小型垂直轴风力发电机常安装于屋顶、偏远地区或沿海环境，面临风沙、盐雾、雨雪等恶劣天气。惠斯通可定制IP54至IP67的防护等级和防腐涂层方案，确保电机在户外环境中长期可靠运行。

定制五：并网离网适配。根据风电系统的应用场景（并网发电或离网供电），惠斯通可定制发电机的电压等级和输出特性，适配不同的逆变器和储能系统。

当低风速区的垂直轴风力发电机在微风拂过时悄然转动时；当分布式风电系统在没有齿轮箱的情况下高效运转时；当偏远地区的离网供电站因切入风速降低而获得更长的发电时间时——在每一台低风速风力发电机的核心动力单元里，Wheatstone定制轴向磁通电机正在用双转子结构的紧凑设计和无铁心技术的微风启动能力，让每一缕微风都转化为实实在在的清洁电力。

江苏惠斯通机电科技有限公司

二十余年深耕特种电机领域，产品覆盖轴向磁通电机、防爆伺服电机、深水电机、高温电机等品类。公司通过ISO 9001及IATF 16949质量体系认证，可提供从50W到200kW的轴向磁通电机定制方案，适配低风速垂直轴风力发电、分布式风电、离网供电系统等应用场景。

欢迎联系惠斯通技术团队，获取低风速风力发电轴向磁通电机定制选型方案。