[發(fā)明專(zhuān)利]星型兩級(jí)式自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)及設(shè)有該系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110025971.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112769359A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張贊;殷志鋒;呂存杰;秦濤;吳鑫鑫;馬軍磊;栗偉周;申鑫;臧佳寧;馬超洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 許昌學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H02P3/18
• 分類(lèi)號(hào): H02P3/18;H02P29/032;H02P25/08;H02K11/30;H02K1/27;H02K3/28
• 代理公司: 鄭州芝麻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41173
• 代理人: 趙燕燕

本發(fā)明涉及一種星型兩級(jí)式自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)及設(shè)有該系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)，星型兩級(jí)式自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、定子結(jié)構(gòu)和RLC諧振電路；所述定子結(jié)構(gòu)包括星形連接的三相定子繞組；所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括永磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子用于與風(fēng)機(jī)同軸設(shè)置；所述RLC諧振電路的結(jié)構(gòu)包括三個(gè)星形連接的諧振電容器和三個(gè)星形連接的諧振電感，各諧振電容器和諧振電感分別連接定子結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的繞組，并在連接的線路上分別設(shè)置有相應(yīng)的諧振電阻。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案中，由于限速系統(tǒng)能夠防止風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速過(guò)大，所以風(fēng)機(jī)不會(huì)工作在極限工況下，從而提高風(fēng)機(jī)的安全性和使用壽命，并且能夠減少對(duì)制動(dòng)摩擦片的損耗，降低風(fēng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)制動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種星型兩級(jí)式自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)及設(shè)有該系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)。

背景技術(shù)

隨著煤炭、石油等傳統(tǒng)化石能源的減少及所產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題日益的增加，世界各國(guó)越來(lái)越重視可再生能源的研究和利用，風(fēng)力發(fā)電以其廉價(jià)、清潔環(huán)保、資源豐富的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為世界各國(guó)能源利用的重要方式之一。由于環(huán)境污染的壓力，歐美國(guó)家大力發(fā)展風(fēng)能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量日益增加。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)面臨的最大難題是其可靠性問(wèn)題，即大風(fēng)時(shí)的限速保護(hù)問(wèn)題。根據(jù)《風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)匯編》中安全機(jī)構(gòu)的規(guī)定：對(duì)于不小于1kW的風(fēng)力機(jī)，安全機(jī)構(gòu)應(yīng)能限制風(fēng)輪最大工作轉(zhuǎn)速不超過(guò)125％額定轉(zhuǎn)速；對(duì)于小于1kW的風(fēng)力機(jī)，安全機(jī)構(gòu)應(yīng)能限制風(fēng)輪最大工作轉(zhuǎn)速不超過(guò)150％額定轉(zhuǎn)速。風(fēng)機(jī)的制動(dòng)器是風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行剎車(chē)制動(dòng)的機(jī)械裝置，常用制動(dòng)器類(lèi)型有塊式制動(dòng)器、盤(pán)式制動(dòng)器等。德國(guó)HSW-250T風(fēng)力機(jī)采用轉(zhuǎn)子制動(dòng)和安全制動(dòng)兩套機(jī)械盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)，兩套制動(dòng)器均為液壓鉗盤(pán)式制動(dòng)器。國(guó)產(chǎn)化剎車(chē)液壓系統(tǒng)添加阻尼管有“軟剎車(chē)”效果，使剎車(chē)達(dá)到“柔性”接觸(避免產(chǎn)生較大的沖擊力)，但這會(huì)使液壓缸反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，剎車(chē)片受到剎車(chē)彈簧的推力也隨著液壓的減小而逐漸增加。國(guó)內(nèi)有學(xué)者曾提出通過(guò)改進(jìn)剎車(chē)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)提高剎車(chē)性能，把自動(dòng)防抱死系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)，提出了在高速與低速軸上各裝一套剎車(chē)系統(tǒng)，并結(jié)合采用一定的控制措施實(shí)現(xiàn)。另外，還可通過(guò)改變剎車(chē)程序使風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)掉電的情況下執(zhí)行“安全停機(jī)”，但該系統(tǒng)需要通過(guò)加裝UPS系統(tǒng)，在電網(wǎng)停電后為控制系統(tǒng)暫時(shí)供電實(shí)現(xiàn)上述目的。

風(fēng)機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)施加較大的制動(dòng)力，以滿足快速制動(dòng)的要求，然而在風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，這可能會(huì)在待制動(dòng)系統(tǒng)中導(dǎo)致相當(dāng)大的振動(dòng)和過(guò)大的動(dòng)負(fù)載尖峰，這又會(huì)損壞系統(tǒng)，導(dǎo)致比較大的材料疲勞和老化，進(jìn)一步使提高運(yùn)行和維護(hù)成本，例如目前在某50KW中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)配套的電磁碟式摩擦制動(dòng)器，摩擦片耐磨性不夠，不到三年就會(huì)嚴(yán)重磨損，極易造成制動(dòng)調(diào)節(jié)失效，嚴(yán)重影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。另外，碟式摩擦制動(dòng)不僅易發(fā)生突然抱死沖擊電網(wǎng)，而且容易噴濺火花，造成火災(zāi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種星型兩級(jí)式自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)及設(shè)有該系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題風(fēng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)存在的成本高、安全性差的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的采用如下技術(shù)方案：

星型兩級(jí)自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、定子結(jié)構(gòu)和RLC諧振電路；所述定子結(jié)構(gòu)包括星形連接的三相定子繞組；所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括永磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子用于與風(fēng)機(jī)同軸設(shè)置；所述RLC諧振電路的結(jié)構(gòu)包括三個(gè)星形連接的諧振電容器和三個(gè)星形連接的諧振電感，各諧振電容器和諧振電感分別連接定子結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的繞組，并在連接的線路上分別設(shè)置有相應(yīng)的諧振電阻；

所述星型兩級(jí)自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)用于：

輸出的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增加而增加；當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到保護(hù)轉(zhuǎn)速時(shí)輸出最大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)還包括同步磁阻轉(zhuǎn)子。

設(shè)有星型兩級(jí)自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)，包括風(fēng)機(jī)本體，還包括星型兩級(jí)自主諧振協(xié)同限速系統(tǒng)；