[實用新型]串聯(lián)式雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機及其變速變頻勵磁系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620151724.7
• 申請日: 2006-12-14
• 公開（公告）號: CN201004589Y
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王華君
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市新源電氣科技有限公司
• 主分類號: H02K19/38
• 分類號: H02K19/38;H02K21/00;H02K7/18;H02P9/04;H02P9/14;H02J3/38;F03D9/00;F03D7/00
• 代理公司: 天津伊加知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王念冬;孫炳軍

1.一種串聯(lián)式雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機，包括發(fā)電機主體(1)，該發(fā)電機的轉(zhuǎn)子(14)通過主傳動軸(13)呈相對定子(16)旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置，其特征在于，勵磁機(4)通過裝置主風(fēng)輪(3)的主傳動軸與發(fā)電機主體同軸串裝在機殼內(nèi)；永磁外轉(zhuǎn)子以與勵磁機內(nèi)轉(zhuǎn)子(45)呈相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置；且該永磁外轉(zhuǎn)子呈相對發(fā)電機定子旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置；所述的副風(fēng)輪(2)呈可驅(qū)動永磁外轉(zhuǎn)子的構(gòu)造裝置在副傳動軸上；所述的借由副風(fēng)輪傳動的副傳動軸(12)與借由主風(fēng)輪傳動的主傳動軸(13)成可相互轉(zhuǎn)動的方式同軸聯(lián)結(jié)。

2.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機，其特征在于，所述的副風(fēng)輪相對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)的傳動構(gòu)造裝置在副傳動軸上，該副風(fēng)輪呈上風(fēng)向?qū)︼L(fēng)安裝，主風(fēng)輪裝配在主傳動軸軸上，該主風(fēng)輪呈下風(fēng)向?qū)︼L(fēng)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置。

3.如權(quán)利要求1或2所述的串聯(lián)式雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機，其特征在于，所述的副風(fēng)輪與勵磁機之間留有避免副風(fēng)輪與塔架碰撞的預(yù)設(shè)間距(L)。

4.如權(quán)利要求3所述的串聯(lián)式雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機，其特征在于，所述的主、副傳動軸均具有預(yù)設(shè)直徑的中空通孔(130)，該傳動軸借由配置在發(fā)電機上的軸承(115、116)和勵磁機上的軸承(147、148)支撐。

5.如權(quán)利要求4所述的串聯(lián)式雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機，其特征在于，所述的副風(fēng)輪與勵磁機之間的預(yù)設(shè)間距(L)由主風(fēng)輪仰角的度數(shù)確定該間距。

6.一種變速變頻風(fēng)電機勵磁控制系統(tǒng)，包括發(fā)電機主體(1)，該發(fā)電機的轉(zhuǎn)子(14)通過主傳動軸(13)呈相對定子(16)旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置，其特征在于，勵磁機(4)通過裝置主風(fēng)輪(3)的主傳動軸與發(fā)電機主體同軸串裝在機殼內(nèi)；永磁外轉(zhuǎn)子以與勵磁機內(nèi)轉(zhuǎn)子(45)呈相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造且該永磁外轉(zhuǎn)子呈相對發(fā)電機定子旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置；所述的副風(fēng)輪(2)呈可驅(qū)動永磁外轉(zhuǎn)子的構(gòu)造裝置在副傳動軸上；所述的借由副風(fēng)輪傳動的副傳動軸(12)與借由主風(fēng)輪傳動的主傳動軸(13)成可相互轉(zhuǎn)動的方式同軸聯(lián)結(jié)；

前述的主、副風(fēng)輪上設(shè)置可將轉(zhuǎn)速的信號傳送到機組集控裝置(5)的主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量裝置(G)、副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量裝置(G1)，機組集控裝置還具有與風(fēng)速檢測裝置聯(lián)結(jié)的端口(D1)、與風(fēng)向檢測裝置聯(lián)結(jié)得端口(D2)、與上位機傳輸數(shù)據(jù)的端口(D3)；

偏航控制器(6)與機組集控裝置以控制主風(fēng)輪下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)結(jié)；所述的主風(fēng)輪與副風(fēng)輪分別配置調(diào)節(jié)槳距角的主風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機構(gòu)(38)、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機構(gòu)(28)，所述的主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機構(gòu)與機組集控裝置(5)均以控制風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機構(gòu)變槳的方式聯(lián)結(jié)；

在發(fā)電機的電壓輸出端依次連接并網(wǎng)變頻器(7)、和升壓變壓器(8)，再與外電網(wǎng)(W)聯(lián)接；在并網(wǎng)變頻器、和升壓變壓器之間依次配置與機組集控裝置聯(lián)結(jié)的電壓檢測裝置(G4)、與機組集控裝置聯(lián)結(jié)的輸出電流檢測裝置(G3)；在發(fā)電機與并網(wǎng)變頻器之間配置與機組集控裝置聯(lián)結(jié)的空載檢測裝置(G5)。

7.如權(quán)利要求6所述的變速變頻風(fēng)電機勵磁控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)造相同，它由變槳伺服機構(gòu)(381、281)與變槳控制裝置(382、282)組成，所述機組集成控制通過變槳控制裝置與變槳伺服機構(gòu)聯(lián)結(jié)；所述的主風(fēng)輪與副風(fēng)輪內(nèi)分別配置副風(fēng)輪槳距角測量裝置(G28)、主風(fēng)輪槳距角測量裝置(G38)。

8.如權(quán)利要求6或7所述的變速變頻風(fēng)電機勵磁控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機構(gòu)由伺服電機(M38、M28)驅(qū)動；該變槳伺服機構(gòu)與機組集控裝置呈可依槳距角的變化對主風(fēng)輪和副風(fēng)輪進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式電氣聯(lián)結(jié)；所述主風(fēng)輪葉片掃風(fēng)面積大于副風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積2-5倍。

9.如權(quán)利要求8所述的變速變頻風(fēng)電機勵磁控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的主風(fēng)輪呈下風(fēng)向?qū)︼L(fēng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)造設(shè)置，所述副風(fēng)輪呈上風(fēng)向反向?qū)︼L(fēng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)造設(shè)置，制動器(15)設(shè)置在發(fā)電機端蓋與副風(fēng)輪輪轂之間；所述主風(fēng)輪葉片掃風(fēng)面積是副風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積的3倍。

10.如權(quán)利要求9所述的變速變頻風(fēng)電機勵磁控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定子繞組極對數(shù)Pg設(shè)置為大于永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)Pe，所述主風(fēng)輪(3)在風(fēng)力作用下相對具有Pg極對數(shù)的定子(16)以Nzr速度旋轉(zhuǎn)，且主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式配置： Nzr = 60 × ( fg - fe ) Pg + Pe ]]>

其中：Nzr表示主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；Pg表示定子繞組極對數(shù)；Pe表示永磁外轉(zhuǎn)子(41)的極對數(shù)；fg表示定子頻率；fe表示永磁外轉(zhuǎn)子折算頻率；

所述定子繞組極對數(shù)是3倍的永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)；所述勵磁機內(nèi)轉(zhuǎn)子(45)繞組極對數(shù)設(shè)置為Pe對極；所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子(14)繞組極對數(shù)設(shè)置為Pg對極；所述的勵磁機內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組與發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組通過轉(zhuǎn)子間連接線(123)反相序連接；風(fēng)電機的的副風(fēng)輪(2)配置在副傳動軸上，該副風(fēng)輪帶動永磁外轉(zhuǎn)子以Ne速度旋轉(zhuǎn)，且永磁外轉(zhuǎn)子折算頻率滿足下述關(guān)系式：

fe = Ne × Pe 60 ]]>其中：Ne表示副風(fēng)輪相對定子轉(zhuǎn)速；

在副傳動軸上配置以Nzre轉(zhuǎn)速相對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)的、具有Pe極對數(shù)的永磁外轉(zhuǎn)子，永磁外轉(zhuǎn)子相對勵磁機內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式：

Nzre＝Nzr+Ne

其中：Nzre表示永磁外轉(zhuǎn)子相對勵磁機內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。