[實(shí)用新型]一種基于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320203948.8
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN203225693U
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賓宏;劉常亮
• 申請（專利權(quán)）人: 三墾力達(dá)電氣（江陰）有限公司
• 主分類號: H02P9/08
• 分類號: H02P9/08;H02J3/38
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，新能源發(fā)展正處于蓬勃時(shí)期，同時(shí)對已有設(shè)備的節(jié)能改造也被客戶廣泛認(rèn)可。在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)以及用電緊張的地區(qū)，廣泛采用獨(dú)立的柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電或使用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，以滿足小型封閉電網(wǎng)的用電需求。眾所周知，有刷雙饋電機(jī)具有電機(jī)控制簡單、制造技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，因此，在變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用交流勵磁有刷雙饋電機(jī)。然而，對于獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用來說，由于對發(fā)電電壓的控制以及對發(fā)電頻率的控制尤為重要，因此，上述的有刷雙饋電機(jī)由于控制精度不高而無法適用于這種獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)；另外，由于有刷雙饋電機(jī)存在電刷，容易損壞，因此，如果使用在偏遠(yuǎn)的地方或者風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，則極其難以維護(hù)。

為了克服上述問題，現(xiàn)在越來越多的場合中開始采用與有刷雙饋電機(jī)性能相當(dāng)?shù)臒o刷雙饋電機(jī)，這種無刷雙饋電機(jī)省去了電刷和滑環(huán)結(jié)構(gòu)，因此具有維護(hù)方便、控制精度高、性能更加可靠等優(yōu)點(diǎn)。

此外，傳統(tǒng)的有刷雙饋發(fā)電機(jī)構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)必須由電網(wǎng)為轉(zhuǎn)子（控制）繞組提供電力，并保證在發(fā)電前和發(fā)電中都有能夠提供穩(wěn)定勵磁能量的來源。這樣就導(dǎo)致不論在啟動前還是穩(wěn)定運(yùn)行中，有刷雙饋發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組的運(yùn)行都不能脫離公共電網(wǎng)，否則整流逆變器會產(chǎn)生嚴(yán)重的故障。如附圖1所示的有刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)，其包括：一有刷雙饋發(fā)電機(jī)2'，其包括定子繞組21'和轉(zhuǎn)子繞組22'；一連接至定子繞組21'的第一接觸器4'；一連接在第一接觸器4'與負(fù)載1'之間的斷路器5'；一變頻器6'，其包括一與轉(zhuǎn)子繞組22'連接的交流端以及一直流端；一整流逆變單元7'，其包括一通過直流母線8'與變頻器6'的直流端相連的直流端以及一與定子繞組21'連接的交流端。由圖可知，整流逆變單元7'一直并入電網(wǎng)，起勵工作是先從電網(wǎng)獲取電能以完成轉(zhuǎn)子繞組22'的勵磁，因此其無法脫離電網(wǎng)單獨(dú)運(yùn)行。然而在小型封閉電網(wǎng)系統(tǒng)中，在輔助發(fā)電設(shè)備運(yùn)行前是完全沒有電能供應(yīng)的，因此需要提供一種可以使發(fā)電系統(tǒng)自行起勵的方案。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種可實(shí)現(xiàn)自行起勵發(fā)電并且可以輸出恒壓、恒頻電能的基于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)，其用于向負(fù)載供電，該發(fā)電系統(tǒng)包括：

一包括功率繞組和控制繞組的無刷雙饋發(fā)電機(jī)，其連接至一外圍動力源；

一連接至所述功率繞組的第一接觸器；

一連接在所述第一接觸器與所述負(fù)載之間的斷路器；

一變頻器，其包括一與所述控制繞組連接的第一交流端以及一第一直流端；

一整流逆變單元，其包括一通過直流母線與所述第一直流端相連的第二直流端以及一第二交流端；

其中，所述系統(tǒng)還包括：

一連接在所述整流逆變單元的交流端與所述功率繞組之間的第二接觸器；

一輔助電源；

一連接在所述輔助電源與所述變頻器之間的第三接觸器；

一用于控制所述變頻器、所述第一接觸器以及所述第三接觸器的變頻控制器，其分別與所述變頻器、所述第一接觸器以及所述第三接觸器連接；以及

一用于控制所述整流逆變單元和所述第二接觸器的整流逆變控制器，其分別與所述整流逆變單元和所述第二接觸器連接，并通過一通信接口與所述變頻控制器連接，以向所述變頻控制器輸出通知信號。

進(jìn)一步地，所述輔助電源為電池或輕質(zhì)柴油發(fā)電機(jī)。

綜上所述，本實(shí)用新型通過增加輔助電源以及對應(yīng)的接觸器組，使其與變頻器以及整流逆變單元結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電系統(tǒng)的自行起勵，所以該發(fā)電系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行，而當(dāng)起勵過程完成之后，該輔助電源又可切除，此時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)僅利用功率繞組輸出的電能即可自我維持穩(wěn)定運(yùn)行，從而節(jié)省了輔助電源的能耗，提高了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約了成本。同時(shí)，變頻器以及整流逆變單元的共同作用又可以使發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能保持在穩(wěn)壓、恒頻的狀態(tài)。因此，本實(shí)用新型的發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行效率高、節(jié)能、穩(wěn)定性好、可靠性高。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的基于有刷雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的基于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的基于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)的起勵流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，給出本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型的基于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)如圖2所示，其用于給負(fù)載1供電，該發(fā)電系統(tǒng)主要包括：