[實用新型]一種自調速同步發電系統

有效

• 申請號: 201220399446.2
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN202721556U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 李俊毅;龐卓卉
• 申請（專利權）人: 西安盾安電氣有限公司
• 主分類號: H02K7/20
• 分類號: H02K7/20;H02K16/02;H02K5/16;H02K5/14;H02P9/48
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術，具體涉及一種自調速同步發電系統。

背景技術

工農業生產、能源開發、交通運輸和國防裝備等眾多應用領域的基礎技術之一是傳動技術，實際應用中往往需要在其動力傳輸過程中實現無級調速。例如，在輸入軸轉速基本不變的前提下，希望傳動裝置的輸出軸轉速可以在一定的范圍內任意調節，或者反過來當輸入軸轉速在一定范圍內變化時，輸出軸的轉速能夠基本維持恒定。

同步發電機的轉速必須在額定同步轉速下，且經過勵磁機對同步發電機轉子勵磁，來保證同步發電機的定子輸出恒頻、恒壓的電能。而對轉速在一定范圍內變化的機械輸出功，不能滿足同步發電機輸出恒頻、恒壓的電能。

為了達到同步發電機能在同步轉速下運行，通常采用液力耦合器或復合電力傳動系統，液力耦合器通過調節液體的壓力與流量，可以平滑的改變傳動速比，但在傳動速比較大時，該類裝置的工作效率顯著降低，而且液壓耦合器使用的機械和液壓部件數目較多，涉及到高壓液壓系統的旋轉密封問題，對材料和工作環境比較敏感，運行壽命短，維護工作量相對較大；復合電力傳動系統，實質上由兩臺電機組成，其中一臺作為發電機，將輸入軸的機械功率全部或部分轉換為電功率，而另一臺電機再將該電功率轉換為機械功率，這兩臺電機之間可以存在某種型式機械連接，傳遞部分機械功率，以減小需要轉換的電功率量，但是復合電力傳動系統的機械與電氣結構比較復雜，體積大，成本高，在實際使用中都受到一定的限制；簡單電力傳動系統，例如電磁轉差離合器，具有較軟的機械特性，通過調節其勵磁電流的幅值，可改變負載的轉速，但與液力耦合器相似，當調速范圍較大時，其工作效率顯著降低。

不論采用任何方式，同步發電機與中間的調速機構組成的軸系較長，由于需要有至少兩套連接機構，占用的空間較大，故障率增加。

發明內容

為彌補上述缺陷，本實用新型的目的是提出一種自調速同步發電系統，該系統輸入的轉速在一定范圍內變化時，能夠輸出恒頻、恒壓的電能。

為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現。

一種自調速同步發電系統，包括機殼、與機殼左側同軸連接的勵磁機，所述機殼內設有電磁式轉矩耦合器和套裝在所述電磁式轉矩耦合器外側的同步發電機；

所述電磁式轉矩耦合器包括內轉子軸和外轉子軸，所述內轉子軸上固定有內轉子，所述外轉子軸內側固定有外轉子；

所述同步發電機包括發電機轉子和發電機定子，所述發電機轉子固定在所述外轉子軸的外側，所述發電機定子固定在所述機殼內。

上述技術方案的特點和進一步改進在于：

所述機殼包括左端蓋、右側內端蓋和右側外端蓋，所述右側外端蓋上設有內轉子第一軸承，所述右側內端蓋上設有外轉子第一軸承，所述左端蓋上設有外轉子第二軸承；所述內轉子軸通過所述右側內端蓋，從所述右側外端蓋伸出，所述內轉子軸由所述內轉子第一軸承和套在所述外轉子軸上的內轉子第二軸承支撐；所述外轉子軸由所述外轉子第一軸承和所述外轉子第二軸承支撐。

所述勵磁機包括固定在外轉子軸左端的勵磁機電樞、與所述機殼的左端蓋固定連接的勵磁機外殼、與所述勵磁機外殼固定連接勵磁機磁極；所述勵磁機電樞的引線與所述發電機轉子的引線連接。

所述系統還包括滑環室，所述滑環室內設置有滑環和刷架，所述刷架上設置有碳刷，所述滑環固定在外轉子軸最左端部，滑環的引線與所述電磁式轉矩耦合器的外轉子的引線連接。

所述系統還包括變頻器，所述變頻器的輸出端連接所述碳刷的引線，所述變頻器的輸入端連接有交流電網。

本實用新型系統通過調節變頻器，使得變頻調速電磁式轉矩耦合器的外轉子處于同步發電機的同步轉速下轉動，由于同步發電機的轉子和變頻調速電磁式轉矩耦合器的外轉子為一體，則同步發電機的轉子轉速為同步轉速；同時通過調節同步發電機勵磁機輸入來改變的勵磁電流，從而保證發電機輸出的電壓和頻率恒定。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。

圖1為本實用新型實施例一種自調速同步發電系統示意圖；