一种大功率风力发电机用可控型集成磁齿轮箱
阅读说明：本技术 一种大功率风力发电机用可控型集成磁齿轮箱 (Controllable integrated magnetic gear box for high-power wind driven generator ) 是由 蔡彬 秦清海 褚晓广 汲柏良 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种大功率风力发电机用可控型集成磁齿轮箱,属于风电领域。该可控型集成磁齿轮箱包括第一级可控型集成同轴磁齿轮、第二级同轴磁齿轮、第三级同轴磁齿轮等；第一级可控型集成同轴磁齿轮包括第一主动轴、第一从动轴、第一外转子磁齿轮、第一内转子磁齿轮和调磁定子,调磁定子包括调磁铁芯块和电枢绕组；第二级、第三级同轴磁齿轮均包括主动轴、从动轴、外转子磁齿轮、内转子磁齿轮和调磁环；第一主动轴与风轮主轴连接；第一从动轴与第二级同轴磁齿轮的主动轴相连；第二级的从动轴与第三级的主动轴相连,第三级的从动轴与发电机的转轴固定。本发明无需润滑,重量轻、运维成本低、传输转矩大且可控,可辅助控制发电机转速,提高机组寿命。(The invention relates to a controllable integrated magnetic gear box for a high-power wind driven generator, and belongs to the field of wind power. The controllable integrated magnetic gear box comprises a first-stage controllable integrated coaxial magnetic gear, a second-stage coaxial magnetic gear, a third-stage coaxial magnetic gear and the like; the first-stage controllable integrated coaxial magnetic gear comprises a first driving shaft, a first driven shaft, a first outer rotor magnetic gear, a first inner rotor magnetic gear and a magnetic regulating stator, wherein the magnetic regulating stator comprises a magnetic regulating core block and an armature winding; the second-stage and third-stage coaxial magnetic gears comprise driving shafts, driven shafts, outer rotor magnetic gears, inner rotor magnetic gears and magnetic adjusting rings; the first driving shaft is connected with the wind wheel main shaft; the first driven shaft is connected with a driving shaft of the second-stage coaxial magnetic gear; the driven shaft of the second stage is connected with the driving shaft of the third stage, and the driven shaft of the third stage is fixed with the rotating shaft of the generator. The invention has the advantages of no need of lubrication, light weight, low operation and maintenance cost, large and controllable transmission torque, capability of assisting in controlling the rotating speed of the generator and prolonging the service life of the unit.)
技术领域
本发明涉及一种风电齿轮箱，尤其是一种大功率风力发电机用可控型集成磁齿轮箱，属于风力发电技术领域。
背景技术
双馈型风力发电系统主要由风轮、齿轮箱、双馈型发电机(DFIG)、变流器系统等构成。DFIG是一个高速、体积小的发电机，由于风轮低转速运行，因此通常采用高增速比的齿轮箱把较低的风轮转速提升到高速的发电机转子转速。
半直驱型永磁风力发电系统采用低增速比的齿轮箱，以提高发电机的转速，从而使得半直驱型风力发电机的体积缩小。
鉴于目前风电齿轮箱存在上述缺陷，直驱型永磁风力发电系统不采用齿轮箱，但这导致直驱型永磁风力发电机体积大、笨重，且随着海上风电的发展，这种风力发电机的容量越来越大，其体积和重量必然越来越大，不能满足海上风电轻量化、小型化的要求。如果新型齿轮箱克服了上述缺陷，则风力发电系统即可选用新型齿轮箱+高速永磁风力发电机，从而实现海上风电机组轻量化、小型化的目标。
但现有齿轮箱采用机械齿轮啮合，需要复杂的注油润滑系统，体积大、笨重、成本高、噪声大、故障率高，需要定期维护；一旦发生故障，则维修费用高昂、停机时间长，带来巨大经济损失。此外，双馈型风力发电系统和半直驱型风力发电系统的主要损耗来源于齿轮箱和变流器系统，其中有65％左右的系统损耗来源于齿轮箱。因此，迫切需要研发新型齿轮箱，以期降低系统的成本、损耗以及运维费用，提高系统运行性能及其可靠性。
磁齿轮具有物理隔离的特性，无机械接触，因而具有无磨损、免维护、无噪声、无需润滑、能够过载保护等优势，近年来得到越来越多的重视和应用。但现有磁齿轮传输转矩较小，不能适用于兆瓦级(MW级)大功率风电机组，影响其在风力发电系统中推广应用。
发明内容
本发明的主要目的在于：针对现有技术的不足和空白，本发明提供一种大功率风力发电机用可控型集成磁齿轮箱，该磁齿轮箱无机械接触，无需润滑，体积小、重量轻、能耗低，传输转矩大且可控，因而可降低齿轮箱的转动惯量，实现低风速启动，同时可辅助控制发电机转速，从而可大大降低大型风电机组，尤其是双馈型风力发电机组的运行维护成本，提高系统运行性能和可靠性。
为了达到以上目的，本发明一种大功率风力发电机用可控型集成磁齿轮箱，包括：第一级可控型集成同轴磁齿轮、第二级同轴磁齿轮、第三级同轴磁齿轮、第一联轴器、第二联轴器、机座等。
所述可控型集成同轴磁齿轮包括：第一主动轴、第一主动轴轴承、第一从动轴、第一从动轴轴承、第一左端板、第一右端板、若干第一支架，以及第一外转子磁齿轮、第一内转子磁齿轮和调磁定子。
所述第一外转子磁齿轮包括第一外转子铁芯及第一外转子永磁体，所述第一外转子永磁体粘贴在所述第一外转子铁芯的内侧，所述第一外转子永磁体采用每极由一块径向磁化的永磁体和一块切向磁化的永磁体组成的Halbach永磁阵列；所述第一内转子磁齿轮包括第一内转子铁芯及第一内转子永磁体，所述第一内转子永磁体粘贴在所述第一内转子铁芯外侧，所述第一内转子永磁体采用每极由一块径向磁化的永磁体和分布在此径向磁化永磁体两边的两块磁化角度分别为α和-α的永磁体组成的Halbach永磁阵列；所述调磁定子包括电枢绕组和沿圆周均匀分布的调磁铁芯块，所述电枢绕组嵌放在所述调磁铁芯块之间，并与调磁定子变流器连接；所述调磁铁芯块的数量等于所述第一外转子磁齿轮的极对数与所述第一内转子磁齿轮的极对数之和；所述电枢绕组的极对数等于所述第一外转子磁齿轮的极对数。
所述第一外转子磁齿轮与所述第一主动轴固定，所述第一内转子磁齿轮与所述第一从动轴固定；所述调磁定子位于所述第一外转子磁齿轮和所述第一内转子磁齿轮之间，所述调磁铁芯块通过绝缘垫片(或绝缘板)用螺栓固定安装在所述第一右端板上；所述第一支架的两端分别与所述第一左端板与所述第一右端板连接固定，所述第一左端板、第一右端板均为非导磁材料；所述第一主动轴轴承套装在所述第一主动轴外侧，并与所述第一左端板固定；所述第一从动轴轴承套装在所述第一从动轴外侧，并与所述第一右端板固定；所述第一左端板、第一右端板均与所述机座固定。
所述第二级同轴磁齿轮、第三级同轴磁齿轮的结构相同，均包括：主动轴、主动轴轴承、从动轴、从动轴轴承、左端板、右端板、若干支架，以及外转子磁齿轮、内转子磁齿轮和调磁环；所述外转子磁齿轮包括外转子铁芯及外转子永磁体，所述外转子永磁体粘贴在所述外转子铁芯的内侧，所述外转子永磁体采用每极由一块径向磁化的永磁体和一块切向磁化的永磁体组成的Halbach永磁阵列；所述内转子磁齿轮包括内转子铁芯及内转子永磁体，所述内转子永磁体粘贴在所述内转子铁芯外侧，所述内转子永磁体采用每极由一块径向磁化的永磁体和分布在此径向磁化永磁体两边的两块磁化角度分别为α和-α的永磁体组成的Halbach永磁阵列；所述调磁环包括调磁铁块和非导磁材料。
所述外转子磁齿轮与所述主动轴固定，所述内转子磁齿轮与所述从动轴固定；所述调磁环位于所述外转子磁齿轮和所述内转子磁齿轮之间，且通过绝缘垫片(或绝缘板)用螺栓固定安装在所述右端板上；所述支架的两端分别与所述左端板与所述右端板连接，所述左端板、右端板均为非导磁材料；所述主动轴轴承套装在所述主动轴外侧，并与所述左端板固定；所述从动轴轴承套装在所述从动轴外侧，并与所述右端板固定；所述左端板、右端板均与所述机座固定。
所述第一外转子磁齿轮、第一内转子磁齿轮、调磁定子、第一主动轴、第一主动轴轴承、第一从动轴、第一从动轴轴承以及所述第二级同轴磁齿轮和第三级同轴磁齿轮的外转子磁齿轮、内转子磁齿轮和调磁环、主动轴、主动轴轴承、从动轴、从动轴轴承均保持同轴。
所述第一级可控型集成同轴磁齿轮的第一主动轴与风轮主轴用收缩套连接；所述第一从动轴通过所述第一联轴器与所述第二级同轴磁齿轮的主动轴相连；所述第二级同轴磁齿轮的从动轴通过第二联轴器与所述第三级同轴磁齿轮的主动轴相连，所述第三级同轴磁齿轮的从动轴通过发电机联轴器与风力发电机的转轴固定。
进一步地，去掉所述第三级同轴磁齿轮、第二联轴器，则本发明可控型集成磁齿轮箱作为两级增速箱，称之为两级增速半直驱可控型集成磁齿轮箱，用于驱动半直驱型永磁同步风力发电机，它包括第一级可控型集成同轴磁齿轮、第一联轴器、第二级同轴磁齿轮、机座等；所述第一级可控型集成同轴磁齿轮的第一主动轴与风轮主轴用收缩套连接；所述第一从动轴通过所述第一联轴器与所述第二级同轴磁齿轮的主动轴相连；所述第二级同轴磁齿轮的从动轴通过发电机联轴器与半直驱型永磁同步风力发电机的转轴固定。
进一步地，去掉所述第二级同轴磁齿轮、第三级同轴磁齿轮、第一联轴器、第二联轴器，则本发明可控型集成磁齿轮箱作为单级增速箱，称之为单级增速半直驱可控型集成磁齿轮箱，用于驱动转速较低的半直驱型永磁同步风力发电机，它包括第一级可控型集成同轴磁齿轮、机座等；所述第一级可控型集成同轴磁齿轮的第一主动轴与风轮主轴用收缩套连接；所述第一从动轴通过发电机联轴器与风力发电机的转轴固定。
本发明的有益效果是：
1)因为无机械啮合，为非接触式传动，实现了机械隔离，风轮的机械振动不会传输到风力发电机，可有效解决机械风电齿轮箱固有的共振问题；
2)无机械接触，因而除轴承外，无需润滑，省却复杂笨重的注油润滑冷却系统，从而使齿轮箱体积大大缩小、重量轻、能耗低、传输转矩大，可大大降低MW级双馈型风力发电机组和半直驱型风电机组的运维成本，提高系统运行性能和可靠性；
3)由于电枢绕组可给第一级可控型集成同轴磁齿轮的外转子提供辅助电磁转矩，即作用在外转子上的转矩为风轮转矩与该电磁转矩之和，因而，与无电枢绕组的同轴磁齿轮相比，本发明的第一级可控型集成同轴磁齿轮的外转子提供的磁力转矩可以较小，则外转子的铁芯和永磁体的尺寸可以更小，因而外转子的质量减小，从而降低了齿轮箱的转动惯量，可实现低风速启动；
4)通过控制调磁定子电流的大小和方向，灵活改变电枢绕组产生的电磁转矩，可辅助实现风力发电机恒功率输出、低电压穿越，同时可使刹车更为轻便，减小刹车对风电机组的机械冲击，可大大降低对风电机组的刹车系统的要求，提高风电机组寿命。
附图说明
图1为本发明采用的双馈型风力发电系统拓扑结构示意图。
图2为本发明可控型集成磁齿轮箱结构示意图。
图3为本发明第一级可控型集成同轴磁齿轮示意图。
图4为本发明第一外转子磁齿轮、第一内转子磁齿轮、调磁定子示意图。
图5为本发明第二级、第三级同轴磁齿轮示意图。
图6为本发明第二级、第三级同轴磁齿轮中的外转子磁齿轮、内转子磁齿轮和调磁环示意图。
图7为本发明采用的永磁同步风力发电系统拓扑结构示意图。
图8为本发明两级增速半直驱可控型集成磁齿轮箱示意图。
图9为本发明采用的半直驱永磁风力发电系统拓扑结构示意图。
图10为本发明单级增速半直驱可控型集成磁齿轮箱示意图。
图11为本发明采用的转速较低的半直驱永磁风力发电系统拓扑结构示意图。
其中，1-第一级可控型集成同轴磁齿轮；2-第二级同轴磁齿轮；3-第三级同轴磁齿轮；4-第一联轴器；5-第二联轴器；6-机座；7-风轮，71-风轮主轴；8-发电机联轴器；9-双馈型风力发电机；10-永磁同步风力发电机；11-第一主动轴；12-第一主动轴轴承；13-第一从动轴；14-第一从动轴轴承；15-第一左端板；16-第一右端板；17-第一支架；21-第一外转子磁齿轮；22-第一内转子磁齿轮；211-第一外转子铁芯，212-第一外转子永磁体；221-第一内转子铁芯，222-第一内转子永磁体；23-调磁定子；231-调磁铁芯块，232-电枢绕组；24-第一绝缘垫片；31-主动轴；32-主动轴轴承；33-从动轴；34-从动轴轴承；35-左端板；36-右端板；37-支架；41-外转子磁齿轮；42-内转子磁齿轮；411-外转子铁芯，412-外转子永磁体；421-内转子铁芯，422-内转子永磁体；43-调磁环；44-绝缘垫片(或绝缘板)；18-半直驱永磁同步风力发电机。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明采用的双馈型风力发电系统拓扑结构包括风轮7及其主轴71、本发明可控型集成磁齿轮箱、发电机联轴器8和双馈型风力发电机9。
如图1、图2所示，本发明可控型集成磁齿轮箱是一种三级增速箱，包括：低速级，即：第一级可控型集成同轴磁齿轮1，中速级，即：第二级同轴磁齿轮2，高速级，即：第三级同轴磁齿轮3，以及第一联轴器4、第二联轴器5、机座6等。第一级可控型集成同轴磁齿轮1的第一主动轴11与风轮7的主轴71用收缩套连接；第一从动轴13通过第一联轴器4与第二级同轴磁齿轮2的主动轴相连；第二级同轴磁齿轮2的从动轴通过第二联轴器5与第三级同轴磁齿轮3的主动轴相连，第三级同轴磁齿轮3的从动轴通过发电机联轴器8与双馈型风力发电机9的转轴固定。
如图3所示，本发明的第一级可控型集成同轴磁齿轮1包括：第一主动轴11、第一主动轴轴承12、第一从动轴13、第一从动轴轴承14、第一左端板15、第一右端板16、若干第一支架17，以及第一外转子磁齿轮21、第一内转子磁齿轮22和调磁定子23。
第一外转子磁齿轮21与第一主动轴11固定；第一内转子磁齿轮22与第一从动轴13固定。调磁定子23位于第一外转子磁齿轮21和第一内转子磁齿轮22之间，调磁铁芯块231通过第一绝缘垫片24(或绝缘板)用螺栓固定安装在第一右端板16上；第一支架17的两端分别与第一左端板15与第一右端板16连接，第一左端板15、第一右端板16均为非导磁材料。第一主动轴轴承12套装在第一主动轴11外侧，并与第一左端板15固定；第一从动轴轴承14套装在第一从动轴13外侧，并与第一右端板16固定；第一左端板15、第一右端板16均与机座6固定。
如图3、图4所示，第一外转子磁齿轮21由第一外转子铁芯211和第一外转子永磁体212组成，第一外转子永磁体212粘贴在第一外转子铁芯211内侧；第一内转子磁齿轮22由第一内转子铁芯221和第一内转子永磁体222组成，第一内转子永磁体222粘贴在第一内转子铁芯221外侧。
如图4所示，第一级可控型集成同轴磁齿轮的第一外转子永磁体212和第一内转子永磁体222均采用Halbach永磁阵列，其中，第一外转子永磁体212的每极由一块径向磁化的永磁体和一块切向磁化的永磁体组成；第一内转子永磁体222的每极由一块径向磁化的永磁体和分布在此径向磁化永磁体两边的两块磁化角度分别为α和-α(0°<α<90°)的永磁体组成；调磁定子23包括电枢绕组232和沿圆周均匀分布的调磁铁芯块231，电枢绕组232为三相交流绕组，嵌放在调磁铁芯块231之间，并与调磁定子变流器连接；调磁铁芯块231的数量Ns1等于第一外转子磁齿轮21的极对数Po1与第一内转子磁齿轮22的极对数Pi1之和，即有：Ns1＝Po1+Pi1；电枢绕组232的极对数Ps1等于第一外转子磁齿轮21的极对数Po1，即有：Ps1＝Po1。
本发明的第二级同轴磁齿轮2、第三级同轴磁齿轮3，两者结构相同，均如图5所示，包括：主动轴31、主动轴轴承32、从动轴33、从动轴轴承34、左端板35、右端板36、若干支架37，以及外转子磁齿轮41、内转子磁齿轮42和调磁环43。
如图5所示，外转子磁齿轮41与主动轴31固定，内转子磁齿轮42与从动轴33固定；外转子磁齿轮41由外转子铁芯411和外转子永磁体412组成，外转子永磁体412粘贴在外转子铁芯411内侧；内转子磁齿轮42由内转子铁芯421和内转子永磁体422组成，内转子永磁体422粘贴在内转子铁芯421外侧；调磁环43包括调磁铁块和非导磁材料，调磁环43位于外转子磁齿轮41和内转子磁齿轮42之间，且通过绝缘垫片44(或绝缘板)用螺栓固定安装在右端板36上；支架37的两端分别与左端板35与右端板36连接，左端板35、右端板36均为非导磁材料。主动轴轴承32套装在主动轴31外侧，并与左端板35固定；从动轴轴承34套装在从动轴33外侧，并与右端板36固定；左端板35、右端板36均与机座6固定。
调磁环43的调磁铁块的数量Ns等于外转子磁齿轮41的极对数Po与内转子磁齿轮42的极对数Pi之和，即有：Ns＝Po+Pi；同轴磁齿轮的增速比G为：G＝Po/Pi。
如图6所示，本发明的同轴磁齿轮的外转子永磁体412和内转子永磁体422均采用Halbach永磁阵列；其中，外转子永磁体412的每极由一块径向磁化的永磁体和一块切向磁化的永磁体组成；内转子永磁体422的每极由一块径向磁化的永磁体和分布在此径向磁化永磁体两边的两块磁化角度分别为α和-α(0°<α<90°)的永磁体组成。
第一外转子磁齿轮21、第一内转子磁齿轮22和调磁定子23、第一主动轴11、第一主动轴轴承12、第一从动轴13、第一从动轴轴承14以及第二级同轴磁齿轮2和第三级同轴磁齿轮2的外转子磁齿轮41、内转子磁齿轮42和调磁环43、主动轴31、主动轴轴承32、从动轴33、从动轴轴承34与风轮7、风轮主轴71均保持同轴。
本发明可控型集成磁齿轮箱由三级同轴磁齿轮组成，其总增速比i为：
式中，G1、G2、G3分别为第一级可控型集成同轴磁齿轮1、第二级同轴磁齿轮2和第三级同轴磁齿轮3的增速比；Po1为第可控型集成同轴磁齿轮1的外转子极对数，Pi1为第一级可控型集成同轴磁齿轮1的内转子极对数，Po2为第二级同轴磁齿轮2的外转子极对数，Pi2为第二级同轴磁齿轮2的内转子极对数，Po3为第三级同轴磁齿轮3的外转子极对数，Pi3为第三级同轴磁齿轮3的内转子极对数。
本发明可控型集成磁齿轮箱的工作过程是：如图1所示，当风速达到切入风速后，风力驱动风轮7旋转，与风轮7固定的转轴71也随之旋转，从而带动第一级可控型集成同轴磁齿轮1的第一主动轴11旋转，同时，启动调磁定子变流器(此为三相交流逆变器)，使调磁定子23的电枢绕组232通入三相交流电流，由于电枢绕组232的极对数与第一外转子磁齿轮21的极对数相等，则在第一外转子磁齿轮21与调磁定子的气隙(外层气隙)中产生旋转磁场，从而产生电磁转矩，则第一外转子磁齿轮21受到风轮转矩和电枢绕组232产生的电磁转矩双重作用，也随之旋转，其磁场通过调磁定子23的调制，产生丰富的磁场谐波，通过磁场耦合，进行第一级增速，驱动第一内转子磁齿轮22进而带动第一从动轴13以高于第一外转子磁齿轮21的速度旋转，然后第一从动轴13通过第一联轴器4驱动第二级同轴磁齿轮2的主动轴旋转，同理，进行第二级增速，驱动第二级同轴磁齿轮2从动轴以更高速度旋转，它通过第二联轴器5驱动第三级同轴磁齿轮3主动轴旋转，同理，进行第三级增速，驱动第三级同轴磁齿轮3从动轴以最高速度旋转，它通过发电机联轴器8驱动双馈型风力发电机9的转轴旋转，使双馈型风力发电机9发电。当风速继续增大，则根据风速的大小，实时控制调磁定子电流(即调磁定子23的电枢绕组232的电流)的大小和方向，以调节其产生的电磁转矩的大小和方向，提供正向电磁转矩(正力矩)和反向电磁转矩(阻力矩)，从而辅助控制风力发电机转速，以实现风力发电机恒功率输出、低电压穿越功能，同时可辅助刹车。
下面用一个优选实施例对本发明做进一步说明。
以一台1.5MW的双馈型风力发电机(DFIG)为例，配以1台本发明可控型集成磁齿轮箱，两者技术参数如表1所示。
表1 1.5MW双馈型风力发电机及与之配套的本发明磁齿轮箱技术参数
根据表1的要求，遵循各级传动比分配一般的原则，即：使各级的承载能力大致相等，使齿轮箱的装配体积小、重量轻，减少传动误差与转矩脉动等，设计磁齿轮箱传动系统的结构参数如表2所示，其技术参数如表3所示。
表2与1.5MW DFIG配套的本发明磁齿轮箱传动系统结构参数
表3与1.5MW DFIG配套的本发明磁齿轮箱技术参数
作为一个实施例，本发明可控型集成磁齿轮箱也可用于高速永磁同步风力发电机机型，如图7所示，本发明采用的永磁同步风力发电系统拓扑结构包括风轮7及其主轴71、本发明磁齿轮箱、发电机联轴器8和永磁同步风力发电机10；其中，永磁同步风力发电机10可采用高速永磁同步风力发电机，从而使风力发电机体积大幅变小、重量大大减轻、成本显著降低。
作为特选例之一，如图8所示，本发明可控型集成磁齿轮箱也可去掉高速级，即去掉第三级同轴磁齿轮3和第二联轴器5，则可作为两级传动半直驱型齿轮箱，它包括第一级可控型集成同轴磁齿轮1、第二级同轴磁齿轮2、第一联轴器4、机座6等。将之称为两级传动半直驱可控型集成磁齿轮箱，用于中速传动的半直驱永磁同步风力发电机机型。
如图9所示，本发明采用的半直驱永磁风力发电系统拓扑结构包括风轮7及其主轴71、本发明两级传动半直驱可控型集成磁齿轮箱、发电机联轴器8和半直驱永磁同步风力发电机18；在此情况下，由于使用了本发明两级传动半直驱可控型集成磁齿轮箱，可提高半直驱永磁同步发电机的转速，从而使发电机体积缩小、重量减轻、成本降低。
作为特选例之二，如图10所示，本发明可控型集成磁齿轮箱也可去掉中速级和高速级，即去掉第二级同轴磁齿轮2、第三级同轴磁齿轮3、第一联轴器4和第二联轴器5，作为单级传动半直驱型磁齿轮箱，它包括第一级可控型集成同轴磁齿轮1、机座6等，将之称为单级传动半直驱可控型集成磁齿轮箱，用于转速较低的半直驱永磁同步风力发电机机型。
如图11所示，本发明采用的转速较低的半直驱永磁风力发电系统拓扑结构包括风轮7及其主轴71、本发明单级传动半直驱可控型集成磁齿轮箱、发电机联轴器8和半直驱永磁同步风力发电机18；在此情况下，与直驱型永磁同步风力发电机相比，可使发电机体积、重量、成本等得以减小、降低。
总之，由于本发明可控型集成磁齿轮箱无机械啮合，为非接触式传动，因而无需复杂笨重的润滑冷却系统，从而使齿轮箱体积大大缩小、重量减轻、成本降低、运维简便、可靠性高。同时由于采用可控型集成磁齿轮，使得第一级可控型集成同轴磁齿轮的外转子体积小、质量轻，转动惯量小，可实现低风速启动；通过控制调磁定子电流的大小和方向，灵活改变调磁定子产生的电磁转矩，可辅助实现风力发电机恒功率输出、低电压穿越，同时可使刹车更为轻便，减小刹车对风电机组的机械冲击，可大大降低对风电机组的刹车系统的要求，提高风电机组寿命。
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