⑴ 風力發電機組常見故障
風電機組的故障率隨著風電機組技術的發展而逐漸降低，但是對比於傳統的發電系統，如蒸汽輪機、燃氣輪機、水輪機等，風電機組的故障率還是相對較高的，其運行可靠性還有待進一步的增強和提高。總的來說，由於工作環境惡劣、載荷復雜多變，風電機組較易發生故障; 海上風電機組由於會受到風暴、波浪的影響以及鹽霧的腐蝕，比陸上風電機組更加容易發生故障; 另外風電機組的故障頻率也隨著風電機組尺寸的增大而相應有所提高。據統計，風電機組中故障率較高的部件有電氣系統、轉子葉片、變槳系統、液壓系統、控制系統和齒輪箱等，各個部件的故障分布如圖1 所示。雖然風電機組中發生電氣和控制系統的故障較為頻繁，但是維修該類故障所導致的風電機組停機時間是比較短的; 傳動系統上的主軸、齒輪箱、發電機等故障率較低的故障，維修時間往往比較長，其中齒輪箱故障導致的風電機組停機時間最長，不同部件（子系統）故障引起的停機維修時間如圖2所示。
圖1 風力發電機組中各零部件引起的故障分布
Fault distribution caused by different parts and subassemblies in wind turbine
圖2 風力發電機組中各零部件故障引起的停機時間
Downtime caused by different parts and subassemblies in wind turbine
1 葉片
葉片( 槳葉) 是風電機組捕捉風能的核心部件，其工作環境惡劣，即便在風電機組正常工作時，葉片上往往承受著較高的應力，容易發生如下一些故障: 由於污染、剝落等原因引起葉片表面粗糙度的增加; 由於結構松動導致的葉片內部材料的移動、雨水通過裂紋進入葉片內部等原因導致葉片不平衡; 葉片變形、槳距控制失效等原因引起葉片空氣動力學的不平衡; 疲勞、雷擊等原因導致的葉片表面或內部結構出現裂紋等故障。
葉片受力產生裂紋或發生變形時，會釋放出高頻( 一般在1 kHz ～ 1 MHz) 的、時變的、非平穩的、瞬態的聲發射信號。因此聲發射檢測已經被成功地應用於葉片損傷的探測與評估。由於葉片故障導致轉子葉片受力不均，這些應力通過主軸傳遞會最終作用在機艙上，容易引起機艙的晃動，Caselitz P 等人通過在主軸上安裝多個振動感測器，採集低頻(0.1 ～ 10 Hz) 的振動信號，應用演算法成功地分析了葉片轉動不平衡等故障。
2 齒輪箱
齒輪箱是連接風電機組主軸和發電機的傳動部件，其功能是將主軸上較低的轉速提高到相對較高的轉速，以滿足發電機工作所需的轉速要求。齒輪箱一般由一級行星齒輪和兩級平行齒輪傳動構成，其工作條件惡劣、工況復雜、傳遞功率大。齒輪箱中的行星齒輪、高速軸側軸承、中間軸軸承、行星齒輪傳動側軸承以及其潤滑系統較容易發生故障。風電機組運行過程中，受交變應力、沖擊載荷等作用的影響，齒輪容易發生齒面磨損、齒面擦傷、點蝕、斷齒等故障; 軸承容易發生磨損、滾道滑傷、滾子打滑、外圈跑圈等故障。雖然齒輪箱不是風電機組中發生故障最頻繁的部件，但是由齒輪箱故障引起的停機維修時間卻是最長的，而且維修費用很高。因此齒輪箱的故障診斷與預測得到了廣泛的關注。Huang Q 等人通過對齒輪箱的振動信號分析，利用小波神經網路的方法成功地診斷了齒輪箱故障; 另外基於軸承溫度、潤滑油溫度和油液磨粒等信息的分析方法也相繼被提出用於齒輪箱故障的檢測。
3 電機( 發電機或電動機)
雙饋發電機和永磁同步發電機在目前的風力發電機組技術中廣泛被使用。其中雙饋式風力發電機組的轉速較高，其額定轉速為1 500 r /min，因此機組中需要齒輪箱用於增速，這樣使得機組重量較重，另外發電機的高速運轉存在著一定的雜訊污染; 電機為非同步發電機，變流器連接轉子，變流器功率可以雙向流動，通過轉子交流勵磁調節實現變速恆頻運行，機組的運行范圍很寬，在額定轉速60% ～ 110%的范圍內都可以獲得良好的功率輸出。
直驅式風力發電機組由風輪直接耦合電機轉子工作，電機轉速較低，一般為每分鍾幾十轉。直驅式風力發電機組一般採用永磁同步電機，電機啟動轉矩較大，定子繞組經全功率變流器接入電網，機組運行范圍較寬，但發電機結構復雜、直徑較大、成本較高。除了發電機以外，電動機也廣泛地應用於風電機組的偏航、變槳等系統中。
電機的故障通常分為電氣故障和機械故障。電氣方面故障有繞組短路、斷路、過熱、三相不平衡等。機械故障有軸承過熱、損壞，定、轉子間的氣隙異常，轉軸磨損變形等。通過對振動、電流、溫度等信號的分析，可實現對電機故障的檢測。
4 偏航、變槳和剎車系統
偏航系統主要有兩個功能:
1) 使風力發電機組跟蹤風向;
2) 由於跟蹤風向容易使得從機艙內引出的電纜發生纏繞，當纏繞過多時，偏航系統可用於解除電纜纏繞的問題。
變槳系統的作用是當風速改變時，通過控制葉片的角度來改變風電機組獲得空氣動力的轉矩，實現功率控制; 當風速過高或風電機組故障時，調整葉片到順槳狀態，實現制動。偏航和變槳系統工作較為頻繁，偏航和變槳軸承承受的扭矩較大，偏航軸承部分裸露在環境中，容易受到沙塵侵害，鹽（水） 霧腐蝕等影響而發生故障。變槳軸承由於其不完全旋轉的工作特點，容易發生潤滑不良的問題，導致軸承磨損等故障。剎車系統用於防止轉子葉片旋轉過快，以及當風電機組其他部件發生故障時，實現風電機組的停機。由於摩擦片磨損、受力過大等原因，剎車系統也較容易發生故障。液壓系統由於具有單位體積小、動態響應好、傳動力大、扭矩大等優良特點，在風電機組的偏航、變槳和剎車系統中都發揮著重要的作用。液壓迴路相互干涉，使其故障機理復雜，失效模式多樣。液壓系統常見的故障有液壓油污染、漏油、電磁閥、溢流閥故障、液壓泵故障、油液過熱、異常振動和雜訊等。
5 變流器和變壓器
隨著風電機組單機容量的增加，電氣系統能否可靠運行變得越來越重要。據統計資料表明，電氣系統是風電機組中故障發生率最高的子系統，電氣系統故障在風電機組所有的故障中約佔比20%。雖然由電氣故障引起的風電機組停機時間不長，但電氣系統頻繁發生故障，同樣會導致高昂維修成本。隨著風電機組容量的進一步提高，電氣系統的故障頻率也會隨著增加。
電氣系統的故障通常指由於過壓、過流、過熱、振動、濕度過大等原因所導致的電容、印刷電路板或功率半導體器件（如MOSFET 和IGBT） 等電子元器件的失效。它們的失效分別佔了電氣系統零部件故障中的30%、26%和21%。
6 控制系統和感測器
風力發電機組的控制系統在偏航、槳距調節、電纜解繞、保護等方面發揮著重要的作用。控制系統中通常包含了各類感測器、控制器和執行機構，經由感測器將各類信號採集並傳送至控制器，進行分析處理和邏輯運算，通過執行機構控制和保護風電機組的各個子系統，保障風電機組在安全、可靠、優化的狀態下工作。
風力發電機組中安裝了各式各樣的感測器，如風速儀、風向標、速度解碼器、位置編碼器、溫度感測器、壓力感測器、振動感測器、偏航感測器等。由於工作環境惡劣，感測器的故障率較高。有統計資料表明，在風力發電機組中，14% 以上和40% 以上的風電機組故障分別是由感測器本身和感測器相關系統的故障引起的。
除了感測器外，控制系統的其他故障可分為硬體故障和軟體故障。硬體故障包括控制板電路故障、伺服機構故障等。軟體故障表現為系統出現偶發性的死機、不動作等問題，通常由於設計不合理、內存溢出等原因所導致的，通過重新啟動控制系統等動作可消除該類故障。
⑵ 發電機是否可以維修
發電機（英文名稱：Generators）是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機，再由發電機轉換為電能。發電機在工農業生產、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。
發電機的形式很多，但其工作原理都基於電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。
風力發電機
作為一種價格低廉、運行可靠、無溫室氣體排放的新型發電系統，風力發電系統的安裝容量正在以每年超過30%的增長率在世界范圍得到日益廣泛的應用，已經形成一個年產值超過五十億美元的全球性產業。但是用於邊遠地區獨立供電的小型風力發電系統還需要克服很多技術上的難點才能得以廣泛的應用。隨著我國對「三農」投入力度加大，經濟持續快速發展，廣大農、牧、漁民對改善生活環境，提高生活質量，解決生活用電的迫切要求，採用小型風力發電系統為局部負載提供電力，不僅可以減少一次性巨額投資，還可以免除火力發電系統的溫室氣體排放，改善環境和農村地區的能源結構，有益於可持續性發展。
風力發電機是將風能轉換為機械功、並帶動發電機運轉來發電的。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機。風力發電利用的是自然能源。相對柴油發電要好的多。但是若應急來用的話，還是不如柴油發電機。風力發電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。
運行管理：
風力發電機組的控制系統是採用工業微處理器進行控制，一般都由多個CPU並列運行，其自身的抗干擾能力強，並且通過通信線路與計算機相連，可進行遠程式控制制，這大大降低了運行的工作量。所以風機的運行工作就是進行遠程故障排除和運行數據統計分析及故障原因分析。
遠程故障排除：
風機的大部分故障都可以進行遠程復位控制和自動復位控制。風機的運行和電網質量好壞是息息相關的，為了進行雙向保護，風機設置了多重保護故障，如電網電壓高、低，電網頻率高、低等，這些故障是可自動復位的。由於風能的不可控制性，所以過風速的極限值也可自動復位。還有溫度的限定值也可自動復位，如發電機溫度高，齒輪箱溫度高、低，環境溫度低等。風機的過負荷故障也是可自動復位的。
除了自動復位的故障以外，其它可遠程復位控制故障引起的原因有以下幾種：
1、風機控制器誤報故障；
2、各檢測感測器誤動作；
3、控制器認為風機運行不可靠。
運行數據統計分析：
對風電場設備在運行中發生的情況進行詳細的統計分析是風電場管理的一項重要內容。通過運行數據的統計分析，可對運行維護工作進行考核量化，也可對風電場的設計，風資源的評估，設備選型提供有效的理論依據。
每個月的發電量統計報表，是運行工作的重要內容之一，其真實可靠性直接和經濟效益掛鉤。其主要內容有：風機的月發電量，場用電量，風機的設備正常工作時間，故障時間，標准利用小時，電網停電，故障時間等。
風機的功率曲線數據統計與分析，可對風機在提高出力和提高風能利用率上提供實踐依據。通過對風況數據的統計和分析，掌握各型風機隨季節變化的出力規律，並以此可制定合理的定期維護工作時間表，以減少風資源的浪費。
小型風力發電機：
風力發電機組是將風能轉化為電能的機械。從能量轉換的角度看，風力發電機組由兩大部分組成：其一是風力機，它的功能是將風能轉換為機械能；其二是發電機，它的功能是將機械能轉換為電能。
小型風力發電系統結構一般由風輪、發電機、尾舵和電氣控制部分等構成。
常規的小型風力發電機組多由感應發電機或永磁同步發電機加AC/DC變換器、蓄電池、逆變器組成。在風的吹動下，風輪轉動起來，使空氣動力能轉變成了機械能（轉速+扭矩）。風輪的輪轂固定在發電機軸上，風輪的轉動驅動了發電機軸的旋轉，帶動永磁三相發電機發出三相交流電。風速的不斷變化、忽大忽小，發電機發出的電流和電壓也隨著變化。發出的電經過控制器的整流，由交流電變成了具有一定電壓的直流電，並向蓄電池進行充電。從蓄電池組輸出的直流電，通過逆變器後變成了220V的交流電，供給用戶的家用電器。
風力發電機根據應用場合的不同又分為並網型和離網型風力機。離網型風力發電機亦稱獨立運行風力機，是應用在無電網地區的風力機，一般功率較小。獨立運行風力機一般需要與蓄電池和其他控制裝置共同組成獨立運行風力機發電系統。這種獨立運行系統可以是幾kW乃至幾十kw，解決一個村落的供電系統，也可以是幾十到幾百W的小型風力發電機組以解決一家一戶的供電。
由於風能的隨機性，發電機所發出電能的頻率和電壓都是不穩定的，以及蓄電池只能存儲直流電能，無法為交流負載直接供電。因此，為了給負載提供穩定、高質量的電能和滿足交流負載用電，需要在發電機和負載之間加入電力變換裝置，這種電力變換裝置主要由整流器、逆變器、控制器、蓄電池等組成。
小型風力發電系統作為農村能源的組成部分，它的推廣應用對於改善用電結構，特別是邊遠山區的生產、生活用能，推動生態環境建設諸領域的發展將發揮積極作用，因此具有廣闊的市場前景。風能具有隨機性和不確定性，風力發電系統是一個復雜系統。簡化小型風力發電系統的結構、降低成本、提高可靠性及實現系統優化運行，對於小型風力風力發電系統的推廣具有非常重要意義。
風力發電機維護：
風力發電機是集電氣、機械、空氣動力學等各學科於一體的綜合產品，各部分緊密聯系，息息相關。風力機維護的好壞直接影響到發電量的多少和經濟效益的高低；風力機本身性能的好壞，也要通過維護檢修來保持，維護工作及時有效可以發現故障隱患，減少故障的發生，提高風機效率。
風機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式。
1、風機的定期檢修維護
定期的維護保養可以讓設備保持最佳期的狀態，並延長風機的使用壽命。定期檢修維護工作的主要內容有：風機聯接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動部件之間的潤滑和各項功能測試。
風機在正常運行中時，各聯接部件的螺栓長期運行在各種振動的合力當中，極易使其松動，為了不使其在松動後導致局部螺栓受力不均被剪切，必須定期對其進行螺栓力矩的檢查。在環境溫度低於-5℃時，應使其力矩下降到額定力矩的80%進行緊固，並在溫度高於-5℃後進行復查。一般對螺栓的緊固檢查都安排在無風或風小的夏季，以避開風機的高出力季節。
風機的潤滑系統主要有稀油潤滑（或稱礦物油潤滑）和干油潤滑（或稱潤滑脂潤滑）兩種方式。風機的齒輪箱和偏航減速齒輪箱採用的是稀油潤滑方式，其維護方法是補加和采樣化驗，若化驗結果表明該潤滑油已無法再使用，則進行更換。干油潤滑部件有發電機軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由於運行溫度較高，極易變質，導致軸承磨損，定期維護時，必須每次都對其進行補加。另外，發電機軸承的補加劑量一定要按要求數量加入，不可過多，防止太多後擠入電機繞組，使電機燒壞。
定期維護的功能測試主要有過速測試，緊急停機測試，液壓系統各元件定值測試，振動開關測試，扭纜開關測試。還可以對控制器的極限定值進行一些常規測試。
定期維護除以上三大項以外，還要檢查液壓油位，各感測器有無損壞，感測器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。
2、日常排故維護
風機在運行當中，也會出現一些故障必須到現場去處理。
首先要仔細觀察風機內的安全平台和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動， 控制櫃內有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動，扭纜感測器拉環是否磨損破裂，偏航齒的潤滑是否乾枯變質，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常，液壓站的表計壓力是否正常，轉動部件與旋轉部件之間有無磨損，各油管接頭有無滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。
第二是聽，聽一下控制櫃里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子松動，或接觸不良，須仔細檢查，聽偏航時的聲音是否正常，有無干磨的聲響，聽發電機軸承有無異響，聽齒輪箱有無異響，聽閘盤與閘墊之間有無異響，聽葉片的切風聲音是否正常。
第三，清理干凈自己的工作現場，並將液壓站各元件及管接頭擦凈，以便於今後觀察有無泄漏。
水力發電機
水利發電機是將水的動能和重力勢能轉換為機械功的動力機械（如：中國的三峽）。在發電這一塊最好的要數核能發電，不過相對核能污染較大。所以中國廣泛還是用煤炭發電。中國煤炭資源吃緊，煤炭價格一直在漲，這也是為什麼會有電荒的出現的主要原因。
同步發電機
作發電機運行的同步電機。是一種最常用的交流發電機。在現代電力工業中，它廣泛用於水力發電、火力發電、核能發電以及柴油機發電。由於同步發電機一般採用直流勵磁，當其單機獨立運行時，通過調節勵磁電流，能方便地調節發電機的電壓。若並入電網運行，因電壓由電網決定，不能改變，此時調節勵磁電流的結果是調節了電機的功率因數和無功功率。
同步發電機的定子、轉子結構與同步電機相同，一般採用三相形式，只在某些小型同步發電機中電樞繞組採用單相。
高速同步發電機：
因大多數發電機與原動機同軸聯動，火電廠都用高速汽輪機作原動機，所以汽輪發電機通常用高轉速的2極電機，其轉速達3000轉/分（在電網頻率為60赫時，為3600轉/分）。核電站多用4極電機，轉速為1500轉/分（當電網頻率為60赫時，為1800轉/分）。為適應高速、高功率要求，高速同步發電機在結構上一是採用隱極式轉子，二是設置專門的冷卻系統。
隱極式轉子：外表呈圓柱形，在圓柱表面開槽以安放直流勵磁繞組，並用金屬槽楔固緊，使電機具有均勻的氣隙。由於高速旋轉時巨大的離心力，要求轉子有很高的機械強度。隱極式轉子一般由高強度合金鋼整塊鍛成，槽形一般為開口形，以便安裝勵磁繞組。在每一個極距內約有1/3部分不開槽，形成大齒；其餘部分的齒較窄，稱做小齒。大齒中心即為轉子磁極的中心。有時大齒也開一些較小的通風槽，但不嵌放繞組；有時還在嵌線槽底部銑出窄而淺的小槽作為通風槽。隱極式轉子在轉子本體軸向兩端還裝有金屬的護環和中心環。護環是由高強度合金製成的厚壁圓筒，用以保護勵磁繞組端部不至被巨大的離心力甩出；中心環用以防止繞組端部的軸向移動，並支撐護環。此外，為了把勵磁電流通入勵磁繞組，在電機軸上還裝有集電環和電刷。
冷卻系統：由於電機中能量損耗和電機的體積成正比，它的量級與電機線度量級的三次方成比例，而電機散熱面的量級只是電機線度量級的二次方。因此，當電機尺寸增大時（受材料限制，增大電機容量就得加大其尺寸），電機每單位表面上需要散發的熱量就會增加，電機的溫升將會提高。在高速汽輪發電機中，離心力將使轉子表面和轉子中心孔表面產生巨大的切向應力，轉子直徑越大，這種應力也越大。因此，在鍛件材料允許的應力極限范圍內，2極汽輪發電機的轉子本體直徑不能超過1250毫米。大型汽輪發電機要增大單機容量，只有靠增加轉子本體的長度（即用細長的轉子）和提高電磁負荷來解決。轉子長度可達8米，已接近極限。要繼續提高單機容量，只能是提高電機的電磁負荷。這使大型汽輪發電機的發熱和冷卻問題變得特別突出。對於50000千瓦以下的汽輪發電機，多採用閉路空氣冷卻系統，用電機內的風扇吹拂發熱部件降溫。對於容量為5～60萬千瓦的發電機，廣泛使用氫冷。氫氣（純度99%）的散熱性能比空氣好，用它來取代空氣不僅散熱效果好，而且可使電機的通風摩擦損耗大為降低，從而能顯著提高發電機的效率。但是，採用氫冷必須有防爆和防漏措施，這使電機結構更為復雜，也增加了電極材料的消耗和成本。此外，還可採用液體介質冷卻，例如水的相對冷卻能力為空氣的50倍，帶走同樣的熱量，所需水的流量比空氣小得多。因此，在線圈裡採用一部分空心導線，導線中通水冷卻，就可以大大降低電機溫升，延緩絕緣老化，增長電機壽命。
低速同步發電機：
多數由較低速度的水輪機或柴油機驅動。電機磁極數由4極到60極，甚至更多。對應的轉速為1500～100轉/分及以下。由於轉速較低，一般都採用對材料和製造工藝要求較低的凸極式轉子。
凸極式轉子的每個磁極常由1～2毫米厚的鋼板疊成，用鉚釘裝成整體，磁極上套有勵磁繞組。勵磁繞組通常用扁銅線繞制而成。磁極的極靴上還常裝有阻尼繞組。它是一個由極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環形成的一個短接迴路。磁極固定在轉子磁軛上，磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉子可分為卧式和立式兩類。大多數同步電動機、同步調相機和內燃機或沖擊式水輪機拖動的發電機，都採用卧式結構；低速、大容量水輪發電機則採用立式結構。
卧式同步電機的轉子主要由主磁極、磁軛、勵磁繞組、集電環和轉軸等組成。其定子結構與非同步電機相似。立式結構必須用推力軸承承擔機組轉動部分的重力和水向下的壓力。大容量水輪發電機中，此力可高達四、五十兆牛（約相當於四、五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結構復雜，加工工藝和安裝要求都很高。按照推力軸承的安放位置，立式水輪發電機分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機架的上部或中部，在轉速較高、轉子直徑與鐵心長度的比值較小時，機械上運行較穩定。傘式的推力軸承放在轉子下部的下機架上或水輪機頂蓋上。負重機架是尺寸較小的下機架，可節約大量鋼材，並能降低從機座基礎算起的發電機和廠房高度。
同步發電機的並聯運行 同步發電機絕大多數是並聯運行，並網發電的。各並聯運行的同步發電機必須頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則，並聯合閘的瞬間，各發電機之間會產生內部環流，引起擾動，嚴重時甚至會使發電機遭受破壞。但是，兩台發電機在投入並聯運行以前，一般說來它們的頻率與電壓的大小和相位是不會完全相同的。為了使同步發電機能投入並聯運行，首先必須有一個同步並列的過程。同步並列的方法可分為准同步和自同步兩種。同步發電機在投入並聯運行以後，各機負載的分配決定於發電機的轉速特性。通過調節原動機的調速器，改變發電機組的轉速特性，即可改變各發電機的負載分配，控制各發電機的發電功率。而通過調節各發電機的勵磁電流，可以改變各發電機無功功率分配和調節電網的電壓。
永磁同步風力發電機：
永磁同步風力發電機由於機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優點成為繼雙饋感應風電機組之後的又一重要風力發電機型受到廣泛關注，並逐漸開始投入使用。永磁同步風力發電系統基本結構如圖1所示，它主要由風力機、永磁同步發動機、變頻器和變壓器組成。
永磁同步風力發電的基本原理，就是利用風力帶動風力機葉片旋轉，拖動永磁同步發電機的轉子旋轉，實現發電。永磁同步風力發電系統和籠型變速恆頻風力發電系統類似，只是所採用的發電機為永磁式發電機，轉子為永磁式結構，不需外部提供勵磁電源，提高了效率。它的變頻恆速控制是在定子迴路中實現的，把永磁同步發電機的變頻的交流電通過變頻器轉變為電網同頻的交流電，實現風力發電的並網，因此變頻器的容量與系統的額定容量相同。
在過去的幾十年裡，由於永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發電機已變得越來越具吸引力了。採用永磁同步發電機的風力發電系統具有以下特點：
1、永磁同步發電機系統不需要勵磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數高、可靠性好等優點；
2、變速運行范圍寬，即可超同步運行也可以亞同步運行；
3、轉子無勵磁繞組，磁極結構簡單、變頻器容量小，可以做成多極電機；
4、同步轉速降低，使風輪機和永磁發電機可直接耦合，省去了風力發電系統中的齒輪增速箱，減小了發電機的維護工作並降低雜訊，使直驅永磁風力發電機系統。
適用場合：
1、在電力設施匱乏、交通不便、缺乏常規燃料，但風力資源豐富的地區，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設備提供電源等；
2、在單機容量比較小的風場，永磁同步發電系統能夠高效並網發電；
3、為農村、牧區、邊防哨所、氣象台站等偏遠、負載較輕的用戶，提供交流或直流電源。
交流發電機
在日常生活中，用交流發電機來供用電設備使用時，常發生用電設備不能正常工作的情況,其原因是發電機輸出的交流電不夠穩定，這時候需要電力穩壓器來穩定電壓，也就是日常生活中常用到的交流穩壓電源，交流穩壓電源能使發電機的輸出電壓精度穩定到用電設備正常工作所允許的范圍。
交流發電機構造
交流發電機的構造稍顯復雜。但是不論它是單相還是三相，都是由下列幾個主要部分組成：
⑴激磁部分：包括激磁機和磁場部分。
⑵電樞部分。
⑶機殼部分：包括裝置備部分的鐵架和機座。
非同步發電機
非同步發電機又稱「感應發電機」。利用定子與轉子間氣隙旋轉磁場與轉子繞組中感應電流相互作用的一種交流發電機。其轉子的轉向和旋轉磁場的轉向相同，但轉速略高於旋轉磁場的同步轉速。常用作小功率水輪發電機。
交流勵磁發電機由於轉子方採用交流電壓勵磁，使其具有靈活的運行方式，在解決電站持續工頻過電壓、變速恆頻發電、抽水蓄能電站電動-發電機組的調速等問題方面有著傳統同步發電機無法比擬的優越性。交流勵磁發電機主要的運行方式有以下三種：
1） 運行於變速恆頻方式；
2） 運行於無功大范圍調節的方式；
3） 運行於發電-電動方式。
隨著電力系統輸電電壓的提高，線路的增長，當線路的傳輸功率低於自然功率時，線路和電站將出現持續的工頻過電壓.為改善系統的運行特性，不少技術先進的國家，在6"世紀A"年代初開始研究非同步發電機在大電力系統中的應用問題，並認為大系統採用非同步發電機後，可提高系統的穩定性，可靠性和運行的經濟性.
非同步發電機由於維護方便，穩定性好，常用作並網運行的小功率水輪發電機。當用原動機將非同步電機的轉子順著磁場旋轉方向拖動，並使其轉速超過同步轉速時，電機就進入發電機運行，並把原動機輸入的機械能轉變成電能送至電網。這時電機的勵磁電流取自電網。
非同步發電機也可以並聯電容，靠本身剩磁自行勵磁，獨立發電（見圖），這時發電機的電壓與頻率由電容值、原動機轉速和負載大小等因素決定。當負載改變，一般要相應地調節並聯的電容值，以維持電壓穩定。由於非同步電機並聯電容時，不需外加勵磁電源就可獨立發電，故在負荷比較穩定的場合，有可取之處。例如可用作農村簡易電站的照明電源或作為備用電源等。
測速發電機
測速發電機是一種測量轉速的微型發電機，他把輸入的機械轉速變換為電壓信號輸出，並要求輸出的電壓信號與轉速成正比。
測速發電機的分類：測速發電機分為直流測速發電機和交流測速發電機兩大類。
直流測速發電機：直流測速發電機本質上是一種微型直流發電機，按定子磁極的勵磁方式分為電磁式和永磁式。直流測速發電機的工作原理與一般直流發電機相同。
交流測速發電機：交流非同步測速發電機的轉子結構有籠型的，也有杯型的，在控制系統中多用空心杯轉子非同步測速發電機。空心杯轉子非同步測速發電機定子上有兩個在空間上相互差90°電角度的繞組，一為勵磁繞組，另一為輸出繞組。
交流非同步測速發電機的誤差主要有：
非線性誤差：由於直軸磁通變化使測速發電機產生非線性誤差；
剩餘電壓：實際運行中，轉子靜止時，測速發電機輸出一個較小的電壓；
相位誤差：由於勵磁繞組的漏抗、空心杯轉子的漏抗使輸出電壓與勵磁電壓的相位不同。
交流同步測速發電機分為：永磁式、感應式和脈沖式。
柴油發電機
柴油發電機組是一種獨立的發電設備，系指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發電機發電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應急櫃等部件組成。整體可以固定在基礎上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動使用。 柴油發電機組屬非連續運行發電設備，若連續運行超過12h，其輸出功率將低於額定功率約90%。