[實用新型]串聯式雙轉子風力發電機及其變速變頻勵磁系統

無效

• 申請號: 200620151724.7
• 申請日: 2006-12-14
• 公開（公告）號: CN201004589Y
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 王華君
• 申請（專利權）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: 天津伊加知識產權代理有限公司
• 代理人: 王念冬;孫炳軍

技術領域

本實用新型涉及風力發電機，特別是具有串聯永磁變速變頻勵磁雙轉子風電機及其勵磁控制系統。

背景技術

習知技術如中國專利CN200510022771.1公開了一種風力發電的變速變頻方法，其特點是，首先將風力機轉子的轉速通過增速齒輪箱增速，然后將變速產生的輸入功率輸入差動永磁電機的輸入軸，由差動永磁電機的差速機構進行功率分流或合流產生功率流進入差動永磁電機的定子繞組經饋線對電網實現恒速變頻發電，以提高發電系統的發電效率。

又如中國專利CN200410003089.3公開了一種MW級直接驅動永磁外轉子同步風力發電機，它采用多極外轉子結構。該發電機包括固定軸、轉動軸、線圈繞組、永磁磁鋼、鐵芯、定子和外轉子，其中轉動軸通過軸承安裝于固定軸上，定子通過定子支架安裝于固定軸上，外轉子通過轉子支架安裝于轉動軸上，在繞組線圈和定子支架之間可以設有軸向的冷卻通風道；在外轉子和定子之間的迎風面設有保護罩。由于極數多，其轉速很低，因而不需要增速齒輪箱配套，可以直接驅動發電；發電機無自帶冷卻風扇或外裝冷卻系統。

習知風力發電機組通過齒輪箱將風輪在風力作用下所產生的動力傳遞給發電機并使其得到相應的轉速；通常風輪的轉速很低，遠達不到高速發電機發電所要求的轉速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實現；而風力發電機機組的工況環境一般很差，齒輪箱頻發故障是常有的事。

習知技術制造的產品可靠性差，維護成本高，機組效率低。業界希望利用無刷雙饋電機技術的無刷結構和較寬的變速變頻運行范圍，結合安裝于雙轉子傳動軸上相互反向對風旋轉的雙鳳輪高效利用風能的技術優勢，去掉齒輪箱和復雜的控制系統實現發電機組的變速變頻運行。

發明內容

本實用新型所要解決的問題在于，克服襲用技術存在的上述缺陷，而提供一種串聯式雙轉子風力發電機及其勵磁控制系統。

本實用新型目的之一是提供一種串聯式雙轉子風電機；

本案目的之二是提供一種變速變頻風電機的勵磁控制系統。

本實用新型解決變速變頻風電機技術問題是采取以下技術方案來實現的，依據本實用新型提供的一種串聯式雙轉子風力發電機，包括發電機主體，該發電機的轉子通過主傳動軸呈相對定子旋轉的構造設置，其中，勵磁機通過裝置主風輪的主傳動軸與發電機主體同軸串裝在機殼內；永磁外轉子以與勵磁機內轉子呈相對旋轉的構造設置；且該永磁外轉子呈相對發電機定子旋轉的構造設置；所述的副風輪呈可驅動永磁外轉子的構造裝置在副傳動軸上；所述的借由副風輪傳動的副傳動軸與借由主風輪傳動的主傳動軸成可相互轉動的方式同軸聯結。

本案解決串聯式雙轉子風力發電機技術問題還可應用以下技術措施進一步實現：

前述的串聯式雙轉子風力發電機，其中，所述的副風輪相對主風輪反向旋轉的傳動構造裝置在副傳動軸上，該副風輪呈上風向對風安裝，主風輪裝配在主傳動軸軸上，該主風輪呈下風向對風旋轉結構設置；

前述的串聯式雙轉子風力發電機，其中，所述的副風輪與勵磁機之間留有避免副風輪與塔架碰撞的預設間距。

前述的串聯式雙轉子風力發電機，其中，所述的主、副傳動軸均具有預設直徑的中空通孔，該傳動軸借由配置在發電機上的軸承和勵磁機上的軸承支撐；

前述的串聯式雙轉子風力發電機，其中，所述的副風輪與勵磁機之間的預設間距由主風輪仰角的度數確定該間距。

本案解決串聯式雙轉子風力發電機的勵磁控制系統的技術問題可以采用以下技術案來實現的，依據本實用新型提供的一種變速變頻風電機勵磁控制系統，包括發電機主體，該發電機的轉子通過主傳動軸呈相對定子旋轉的構造設置，其中，勵磁機通過裝置主風輪的主傳動軸與發電機主體同軸串裝在機殼內；永磁外轉子以與勵磁機內轉子呈相對旋轉的構造且該永磁外轉子呈相對發電機定子旋轉的構造設置；所述的副風輪呈可驅動永磁外轉子的構造裝置在副傳動軸上；所述的借由副風輪傳動的副傳動軸與借由主風輪傳動的主傳動軸成可相互轉動的方式同軸聯結；

前述的主、副風輪上設置可將轉速的信號傳送到機組集控裝置的主風輪轉速測量裝置、副風輪轉速測量裝置，

機組集控裝置還具有與風速檢測裝置聯結的端口、與風向檢測裝置聯結得端口、與上位機傳輸數據的端口；

偏航控制器與機組集控裝置以控制主風輪下風向旋轉的方式聯結；所述的主風輪與副風輪分別配置調節槳距角的主風輪變槳距調節機構、副風輪變槳距調節機構，所述的主、副風輪變槳距調節機構與機組集控裝置均以控制風輪變槳距調節機構變槳的方式聯結；