发电机的输出端通过长25m的铜芯电缆连接到整流桥的三相输入端，经全桥整流后三相交流电被变为直流电输出，采用电流表和电压表或电流电压测试仪测得输出的直流电压和电流。

　　1.2实验研究的内容和方法1.2.1不同工作转速下发电机空载电压的测定。使发电机65％、72.5％、80％、90％、100％、110％、117.5％、125％额定转速下空载运行，用电磁式电压表测量发电机空载整流后的直流电压。

　 两台实验样机在65％下的空载输出电压分别为58.5V和58.2V，均大于额定输出电压56V，满足国标的要求。两台样机的空载电压随着转速的升高而增大，并且增加的趋势线近似一条直线（如图1、2所示）。

　　测得两台发电机输出额定功率时的转速分别为249rmp、253rmp，国标允许5％的误差（12.5rmp）。如果发电机的额定转速取250rmp，在误差允许的范围内，因此将发电机的额定转速定为250rmp。比国标GB／T10760.1― 2003中规定的额定转速280rmp低30rmp。

　　1.2.3起动阻力矩的测定。发电机转轴伸出端上固定安装一直径为100┨的圆盘，取一根质量可忽略不计的细绳，细绳的一端固定一砝码托盘。把细绳缠绕在圆盘上，砝码托盘便靠重力沿圆盘的切线方向加力，逐渐向砝码托盘中加砝码，测量出圆盘开始转动时所加砝码的重量，其最大重量与圆盘半径的乘积即为起动阻力矩。

　　一周内测点不少于3点。用这种方法测得Ⅰ号样机的起动阻力矩为1.568Nm，Ⅱ号样机的起动阻力矩为1.215Nm。在国标GB／T10760.1― 2003中规定，1kW永磁风力发电机的起动阻力矩不大于1.5Nm，因此，Ⅰ号样机的起动阻力矩不满足国标的要求，Ⅱ号样机的起动阻力矩满足国标的要求。

　　1.2.4效率的测定。效率测定采用直接法。发电机在额定电压、额定功率下运行，此时发电机转速应不大于105％额定转速，当温度基本上达到稳定以后，测得两台发电机的输入功率分别为1459.8W和1284.9W，直流输出功率分别为1064.0W和1002.4W，则发电机Ⅰ号样机的效率为：

　　1＝1064.0 1459.8＝72.89％；Ⅱ号样机的效率为：

　　1＝1002.4 1284.9＝78.01％。国标GB／T10760.1― 2003中规定，1kW永磁风力发电机的效率不低于74％。

　　因此，Ⅰ号样机的效率不满足国标的要求，Ⅱ号样机的效率满足国标的要求。

　　1.2.5负载特性曲线的测定。为了更准确地反映发电机的负载特性，在国标GB／T10760.1― 2003中规定的测点间增加测点。即在60％、65％、72.5％、80％、90％、100％、110％、117.5％、125％、135％、145％、150％额定转速下，用直接负载法（电阻负载）测定此时发电机的输出功率和发电机的实测效率。按GB／T10760.2― 89，在额定转速以上时仍通过改变负载保持额定电压不变，以转速为横坐标，效率和输出功率为纵坐标作出关系曲线；而新国标GB／T10760.1― 2003规定，在额定转速以上时，保持额定功率时的负载电阻不变，以转速为横坐标，效率和输出功率为纵坐标作出关系曲线。经过分析，旧国标的效率测试方法主要考虑了离网型风力发电系统中蓄电池的容性稳压作用；新国标保持额定负载不变，主要考虑了蓄电池是风力发电系统的一个不变的负载，同时，这种测试方法也考虑了蓄电池容性稳压作用的局限性，即当发电机的输出功率大于额定功率时，发电机的实际输出电压大于发电机的额定电压。因此分别采用两种方法测试发电机的负载特性，对其输出功率和效率进行分析。

　　当两台样机在额定转速下运行时，输出功率分别为1064.0W和1002.4W，效率分别为72.89％和78.01％。从图3和图5可以看出，两台样机功率特性曲线的形状和变化趋势基本相同，发电机输出功率随着发电机转速的升高而增大。发电机在额定转速以下运行时，两台样机的功率输出曲线重合。在额定转速以上，135％额定转速以下时，保持额定电压不变和保持额定负载不变的功率输出曲线十分接近，135％额定转速以上时，保持额定电压不变的功率特性曲线比保持额定负载不变的功率特性曲线略低。

　　由此可知，两种测试方法均能测得发电机的输出功率随着发电机转速变化而变化的情况。由图4和图6可知，在72.5％额定转速时，两台样机效率分别升高至最大值83.94％和85.34％，在50.0％～72.5％额定转速时效率的升高速率和在72.5％～90.0％额定转速时效率的降低速率均较高，在65％～100％额定转速之间的效率比额定转速时的效率高。由于风力发电机一般运行在额定转速以下，因此，工作中两台样机能够保持在较高效率下运行。

　　 1.3主要性能参数设计值与实测值的对比分析因为两台样机的额定转速仅定为250rmp，试验时采用直流电动机通过变速箱降低直接拖动两台样机。两台样机技术性能参数的设计值和实测值如表3所示。从表3可以看出，两台样机建压转速低，低速运行性能好。

　　Ⅰ号样机的起动阻力矩较大，效率较低，不满足设计要求。由于本次研制的两台样机是单件生产，手工组装，没有工装胎具和固定，因此无法保证加工精度，造成发电机的同心度不够、气隙不均匀、轴承的松紧度不同，从而造成两台样机的起动阻力矩不同。

　　Ⅰ号样机的起动阻力矩大，无功功率就大，功率因数就小，效率也会降低。

　　2结论在本文中，完成了1kW风力发电机专用低速稀土永磁发电机的发电性能的测试，通过对实验结果的分析，得出如下结论：两台样机的转速分别在249rmp和253rmp时达到额定输出功率1kW，两台样机的额定转速定为250rmp，比国标GB／T10760.1― 2003中规定的额定转速280rmp低30rmp，因此两台样机均满足了低额定转速的设计要求。

　　与外形尺寸相同的普通永磁发电机相比，两台样机的功率质量比提高了63.1％；功率体积比提高了66.7％，因此两台样机比同功率的普通永磁发电机体积小、重量轻。

　　两台样机的起动阻力矩分别为1.568Nm和1.215Nm，因此Ⅱ号样机满足国标GB／T10760.1― 2003中对起动阻力矩小于1.5Nm的要求。

　　两台样机在额定状态下的效率分别为72.89％和78.01％，因此Ⅱ号样机满足国标GB／T10760.1― 2003中对效率不低于74％的要求。

　　两台样机在65％～100％额定转速之间的效率比额定转速时的效率高，在72.5％额定转速附近效率达到最大值。由于风力发电机一般运行在额定转速以下，因此两台样机在工作时能够保持在较高效率下运行。