[實用新型]一種高壓永磁無刷直流變速恒壓風力發電機

有效

• 申請號: 201020284095.1
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN201789398U
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 肖珊彩;秦明
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: H02K29/00
• 分類號: H02K29/00;H02K1/16;H02K1/27;H02K11/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本實用新型涉及一種風力發電機設備，特別是關于一種高壓永磁無刷直流變速恒壓風力發電機。

背景技術

近幾年來，海上風電場技術發展迅猛，由于海上風電場具有風速高、風力穩定、各種干擾少和發電量大等特點，因此是未來風電發展的大趨勢。但是，開發海上風電場也存在以下一些問題：1、建造和安裝成本高。2、電網接入集成成本高。3、由于對機組的運行及維護相對比較困難，因此直接導致機組利用率下降，影響發電量。目前，海上風電場采用的基于電壓源換流器(VSC)技術的直流輸電工程，被稱為柔性直流輸電。柔性直流輸電特別適用于風電場與交流主網的接入系統。這種技術極其靈活，非常便于擴展，且能夠獨立地用于控制發電機的無功功率和輸出的有功功率等。即使在發電和負荷變化極快的情況下，也能給交流電網增加很大的穩定裕度，還可以消除湍流風和塌影引起的電壓閃變。根據風速情況調節風力發電機的轉速，可實現風能的最大捕獲，提高風力發電機的使用效率。

海上大型風電場聯網方式一般采用兩種方法：一種是多臺風機并聯后連接到一個換流器再并網；另一種是分散風機控制直接并網。帶分散風機控制同時直流輸電并網的方式，每臺風力發電機有自己的換流器，通過并聯多臺風機，提高傳輸容量，并且可以分別控制單臺風機工作在其理想的狀態，與第一種方式相比，其可靠性大幅提高，不會因為單一換流器故障導致全部風機不能輸送電能到電網。而海上柔性直流輸電方式所采用的風力發電機一般為中低壓交流風力發電機，風力發電機發出的交流電經升壓變壓器后，經整流裝置變換為高壓直流電輸出，并接到直流母線上，實現并網。但是這種技術結構復雜、成本高，而且會使效率降低。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種效率較高、體積小、重量輕、工作可靠、可高速工作的高壓永磁無刷直流變速恒壓風力發電機。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種高壓永磁無刷直流變速恒壓風力發電機，其特征在于：它包括高壓多相永磁同步發電機和多相可控全波整流器；所述高壓多相永磁同步發電機包括定子和轉子，所述定子包括安裝在機座上的電樞鐵芯，所述電樞鐵芯上成形有多道深槽，所述深槽內安裝有多相電樞繞組，多相電樞繞組的輸出端通過引線連接所述多相可控全波整流器；所述轉子包括轉子鐵芯，所述轉子鐵芯上設置有若干N、S極性相間的永磁體，所述機座兩端分別安裝前端蓋和后端蓋，所述前、后端蓋上通過軸承連接一伸出所述機座的轉軸。

所述定子與所述轉子之間形成有一工作氣隙。

所述若干塊N、S極性相間的永磁體采用稀土釹鐵硼和鐵氧體其中之一的材料制成。

所述若干塊N、S極性相間的永磁體安裝在所述轉子鐵芯的內、外表面。

所述若干塊N、S極性相間的永磁體安裝在所述轉子鐵芯的多道內外成形槽內。

所述多相電樞繞組由圓形的電纜繞制而成。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型由于采用高壓多相永磁同步發電機，省去了升壓變壓器，免除了變壓器運行時的損耗，高壓多相永磁同步發電機的轉子上沒有勵磁損耗及滑環上的摩擦損耗，使系統的損耗降低，因此提高了風力發電機機組的系統效率，年發電量大大提高。2、本實用新型由于與傳統的發電機相比，采用電纜線圈可減少線圈匝間及相間絕緣擊穿的可能性，因此提高了系統運行的可靠性。3、本實用新型由于采用高壓多相永磁同步發電機與多相可控全波整流器組成的高壓永磁無刷直流變速恒壓風力發電機，因此實現了風力發電機與電網連接的方便性和可靠性。4、本實用新型由于將海上風電場中每臺風力發電機輸出的高壓直流電，直接并接到直流母線上，實現了并網，再經逆變器轉換為交流電，輸送到主電網，因此提高了主電網的電能質量，相對于雙饋風力發電機組，具有更好的低電壓穿越能力。本實用新型可以廣泛應用于海上風電場中。

附圖說明

圖1是本實用新型的高壓多相永磁同步發電機結構示意圖；

圖2是本實用新型應用于風力發電機組上的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。

如圖1所示，本實用新型包括一高壓多相永磁同步發電機和一多相可控全波整流器。