[實用新型]帶有并聯式電磁耦合器的同步風力發電機組傳動鏈

無效

• 申請號: 201120076871.3
• 申請日: 2011-03-22
• 公開（公告）號: CN202004607U
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 劉衛;王文亮
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: H02K19/38
• 分類號: H02K19/38;F03D11/00
• 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

本實用新型涉及風力發電設備，具體涉及風力發電機組的傳動鏈，尤其是關于一種帶有并聯式電磁耦合器變頻調速的同步風力發電機組傳動鏈。

背景技術

在風力發電的能量轉換傳動鏈中，風力機負責將捕獲的風能轉換成機械能，發電機組負責將機械能轉換成電能。風力發電機組傳動鏈及其控制系統是能量轉換的核心，直接影響著整個系統的性能、效率和電能質量。在傳動鏈采用不同的發電機，并匹配相應的調速方式，就構成了結構形式不同的風力發電系統。

在風力發電機組傳動鏈中，以雙饋型和直驅型風力發電機為代表的變速恒頻風力發電機組是一種能夠實現最大程度上風能捕獲、提高風能利用率的新型發電技術。在新建的大型風力發電機組中，該類風力發電機組占有絕對的統治地位。但這類發電機組在實際運行過程中應對電網故障的能力明顯不足，表現于：在電網電壓跌落情況下，雙饋型機組轉子電路中暫態過程會導致變流器直流側出現過流和過壓，迫使變流器退出運行。為應對這一難題，雙饋機組可采用低電壓穿越轉子短路保護技術或采用合理的勵磁控制算法。但這些措施加大了雙饋感應發電機組的制造成本和控制系統的復雜程度；而且保護電路在電網電壓跌落期間不但不能發出對電壓起支撐作用的無功功率，還會從電網吸收無功功率，進一步阻礙電網電壓的恢復。嚴重時這一問題還可能導致電網電壓無法恢復，致使系統崩潰。直驅型風力發電機組通過全功率變流器實現了發電機與電網之間的隔離，但在電網發生電壓跌落等故障時，變流器直流側同樣也存在著過壓問題，如果不采取相應的一些保護措施，將會損壞直流側電容以及變流器。

為從根本上解決風電機組對電網故障的低電壓穿越能力問題，目前國內外已開始研究帶有前端調速的新一代的電網友好型同步風力發電機組。例如中國專利(公開號CNI01465592A)提出的應用變頻調速電磁式轉矩耦合器構成帶有電磁耦合器調速前端、而在傳動鏈末端使用轉速固定的同步發電機的傳動鏈。但目前這一傳動鏈采用的分離式布局存在冗長、機構復雜的問題。而且分離式的布局在實際操作時也容易造成安裝誤差，產生難以預測的附加載荷、造成振動或磨損等故障。

發明內容

為了克服現有同步風力發電機組傳動鏈的不足，本實用新型提出了一種帶有并聯式電磁耦合器的同步風力發電機組傳動鏈。這種傳動鏈將電磁耦合器與風力發電機組并聯集成到一起，共用機座、外殼及冷卻器罩體。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種帶有并聯式電磁耦合器的同步風力發電機組傳動鏈，包括耦合的風機和齒輪箱，其特征在于：所述齒輪箱的末端齒輪軸上連接一電磁耦合器的轉子旋轉軸，電磁耦合器的轉子旋轉軸末端連接鼠籠轉子，鼠籠轉子的里側對應設置有定子鐵芯及繞組，所述定子鐵芯及繞組固定在電磁耦合器的定子旋轉軸上，定子旋轉軸通過軸承支撐在鼠籠上；所述電磁耦合器的定子旋轉軸通過同步傳動機構并聯到同步發電機的轉子旋轉軸，同步發電機的轉子旋轉軸上固定有同步發電機的轉子及勵磁繞組，在所述同步發電機的轉子及勵磁繞組的外側對應設置有同步發電機的定子鐵芯及繞組；所述電磁耦合器和同步發電機置于同一機座及冷卻器罩體內，冷卻器罩體安裝在所述機座上。

所述電磁耦合器的轉子旋轉軸、定子旋轉軸，及同步發電機的轉子旋轉軸通過軸承支撐在所述機座上。

所述電磁耦合器的轉子旋轉軸、定子旋轉軸上，及同步發電機的轉子旋轉軸上安裝有風扇。

在所述電磁耦合器的定子旋轉軸上同時安裝有滑環，所述滑環與變頻器連接。

所述同步發電機的定子鐵芯及繞組固定在所述機座或罩體的內壁上。

所述同步發電機的轉子旋轉軸上安裝一勵磁機。

所述同步傳動機構為皮帶、鏈條或者齒輪傳動機構中的一種。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：本實用新型由于采用了共用的機座、外殼及冷卻器罩體，將電磁耦合器與同步風力發電機組并聯起來組成傳動鏈，節約了部分機械部件，使得整個傳動鏈的結構更為緊湊、重量更輕，也使得機組的運行更加可靠，轉化效率更高。

附圖說明

圖1是電磁耦合器和同步發電機并聯結構的橫剖面示意圖。

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。

為了克服現有同步風力發電機組傳動鏈的不足，本實用新型提出了一種帶有電磁耦合器前端的同步風力發電機組傳動鏈，這種傳動鏈將電磁耦合器與風力發電機組并聯集成到一起。