[實用新型]一種直驅對轉雙風輪風電機組

有效

• 申請號: 202022840107.0
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN214366534U
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 郭小江;李新凱;唐巍;葉昭良;閆姝;付明志;秦猛;勞文欣
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能海上風電科學技術研究有限公司
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D7/02;F03D7/04;F03D1/02;H02K16/00;H02K1/12;H02K1/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本實用新型公開的一種直驅對轉雙風輪風電機組，包括雙轉子發電機以及串列布置在雙轉子發電機兩端的前風輪和后風輪，本實用新型采用雙轉子發電機直驅結構，前后風輪通過前后主軸分別連接至新型雙轉子發電機的前后風輪發電機上，雙轉子發電機的前后風輪發電機在結構、電磁、控制三方面實現完全解耦，進而實現前后風輪在運行和控制方面的解耦，實現前后風輪轉速獨立控制，實現兩風輪轉速協同控制，以機組整體出力最優為目標，達到機組整體效率最高的目的。

技術領域

本實用新型屬于新型風力發電機組技術領域，具體屬于一種直驅對轉雙風輪風電機組。

背景技術

隨著風電裝機容量的快速發展，目前主流風電機組采用單風輪水平軸形式，且朝著大型化發展，但隨著風電機組大型化發展，其核心關鍵技術受到諸多限制，迫切需要發展新形式高效風能轉換裝置。

串列式雙風輪結構形式以其高效率、關鍵核心設備成熟受到重視。但是目前現有報道的雙風輪機組采用兩風輪共軸或通過錐形齒輪連接至主軸。所述結構形式兩風輪只能同轉速，不能實現兩風輪轉速獨立控制，即兩風輪不能實現解耦，進而導致兩風輪不能在各自的高效區運行，導致所述機組整機效率偏低。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的串列式雙風輪機組在運行上未能解耦，運行效率偏低的問題，本實用新型提出一種傳動解耦的直驅對轉雙風輪風電機組，實現兩風輪轉速協同控制，以機組整體出力最優為目標，機組整體效率最高；提高風能利用率，減小風輪直徑，降低風力發電機組度電成本；

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種直驅對轉雙風輪風電機組，包括雙轉子發電機以及串列布置在雙轉子發電機兩端的前風輪和后風輪，所述雙轉子發電機由外到里依次設置外轉子、外定子、隔磁層、內定子和內轉子，所述外轉子套設在外定子上，所述外定子套設在所述內定子上且兩者之間設置有隔磁層，所述內定子套設在內轉子上；所述外轉子通過前主軸連接所述前風輪，所述內轉子通過后主軸連接雙風輪中的后風輪。

進一步的，所述前風輪和后風輪串列布置，所述前風輪的直徑大于所述后風輪的直徑，所述前風輪布置在上風向，所述后風輪布置在下風向，所述前風輪和后風輪旋轉方向相反，所述前風輪和后風輪上設置有變槳系統。

進一步的，所述雙轉子發電機為低速永磁同步雙轉子發電機，所述前主軸旋轉帶動所述外轉子旋轉發電；所述后主軸旋轉帶動所述內轉子旋轉發電。

進一步的，所述外轉子通過法蘭與前主軸連接，所述內轉子的輸出軸通過聯軸器與后主軸連接。

進一步的，所述外轉子和外定子構成前風輪發電機，所述內定子和內轉子構成后風輪發電機，所述前風輪發電機套設在所述后風輪發電機上，且所述前風輪發電機的輸出軸與所述后風輪發電機的輸出軸同軸并且方向相反；所述外轉子和外定子之間留有氣隙，所述定子和內轉子之間留有氣隙；所述外轉子為永磁轉子，所述內轉子為永磁轉子或勵磁轉子，所述外定子和內定子為繞組定子。

進一步的，所述隔磁層為隔磁材料，所述隔磁層用于對內轉子與外轉子產生的電磁進行有效隔離。

進一步的，所述內定子的前段和后段分別固定連接一內轉子軸承座，所述倆內轉子軸承座分別連接有內轉子前軸承和內轉子后軸承，所述內轉子軸承和內轉子軸承座用于支撐和固定所述內轉子。

進一步的，所述外定子的前段和后段分別固定連接一外轉子軸承座，所述倆外轉子軸承座分別連接有外轉子前軸承和外轉子后軸承，所述外轉子軸承和外轉子軸承座用于支撐和固定所述外轉子。

進一步的，還包括機艙，所述雙轉子發電機設置在所述機艙內，所述前主軸和后主軸分別從機艙兩側伸出，所述機艙內固定設置有前主軸承座和后主軸承座，所述前主軸承座連接前主軸承，所述后主軸承座連接后主軸承，所述軸承座和軸承用于固定所述前主軸和后主軸。