[發(fā)明專利]一種無葉片大功率雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

在審

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• 申請日: 2022-05-01
• 公開（公告）號: CN114876733A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡彬;陳玉慶;秦清海;劉瑩;張維鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 曲阜師范大學(xué)
• 主分類號: F03D9/11
• 分類號: F03D9/11;F03D3/04;F03D3/06;F03D7/06;F03D15/00
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1.一種無葉片大功率雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于：包括：風(fēng)力氣輪機(jī)、磁齒輪箱、雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其變流器系統(tǒng)、塔架；

所述風(fēng)力氣輪機(jī)包括：氣流增速器、導(dǎo)氣部件、工作部件、排氣管和偏航部件；

所述氣流增速器是一種喇叭狀管道，其大端口為引氣口，風(fēng)從大端口吹入，其小端口與所述導(dǎo)氣部件固定；

所述導(dǎo)氣部件包括導(dǎo)氣圓管、導(dǎo)氣機(jī)構(gòu)、噴嘴；所述導(dǎo)氣機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)所述導(dǎo)葉的導(dǎo)向角以改變氣流的大小；所述導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)、噴嘴安裝在所述導(dǎo)氣圓管內(nèi)，所述導(dǎo)氣圓管的入口端與所述氣流增速器的小端口固定；

所述工作部件包括轉(zhuǎn)輪、主軸、主軸軸承、工作圓管；所述轉(zhuǎn)輪安裝在所述工作圓管的中部；所述主軸與所述轉(zhuǎn)輪固定，所述主軸的另一端通過發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器與同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定；所述主軸軸承套裝在主軸外側(cè)，安裝在所述工作圓管與所述塔架的結(jié)合處；所述轉(zhuǎn)輪、主軸、主軸軸承、發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器、同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸均保持同心；所述工作圓管的一端與所述導(dǎo)氣圓管固定，另一端與所述排氣管固定；

所述排氣管為開口的喇叭狀排氣管道，其小端口與所述工作部件的工作圓管固定，其大端口為排氣口；

所述偏航部件包括：尾舵、偏航軸承；所述尾舵安裝固定在所述排氣管的后端，所述偏航軸承安裝在所述工作圓管與所述塔架的結(jié)合處，其外圈與所述塔架固定，其內(nèi)圈套裝在所述主軸軸承的外側(cè)，并與所述工作圓管固定；

所述磁齒輪箱由低速級磁齒輪、中速級磁齒輪和高速級磁齒輪共三級磁齒輪以及輸入軸、輸出軸組成；所述低速級磁齒輪、中速級磁齒輪和高速級磁齒輪均為同軸磁齒輪，所述同軸磁齒輪包括：外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)和機(jī)殼；

所述磁齒輪箱的輸入軸通過耦合器與所述風(fēng)力氣輪機(jī)的主軸連接；所述磁齒輪箱的輸出軸通過發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器與所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定；

所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其變流器系統(tǒng)包括：雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變流器系統(tǒng)；所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括三相交流定子和轉(zhuǎn)子，所述三相交流定子通過升壓變壓器與電網(wǎng)連接；所述變流器系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器、雙向直流變流器、儲能設(shè)備；所述轉(zhuǎn)子側(cè)變流器用于調(diào)控所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵磁電流及轉(zhuǎn)速，從而控制所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子電壓，使其與電網(wǎng)電壓同幅值、同相位、同頻率，實現(xiàn)并網(wǎng)；所述網(wǎng)側(cè)變流器為雙向變流器，其交流側(cè)與所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子相連，其直流側(cè)一端與所述轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的直流側(cè)相連，另一端與所述雙向直流變流器相連；所述轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的交流側(cè)與所述雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連；所述雙向直流變流器的另一端與所述儲能設(shè)備相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無葉片大功率雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于：為了提高氣流功率和便于制動，所述風(fēng)力氣輪機(jī)可加裝增壓制動器，所述增壓制動器包括兩個管道：第一管道和第二管道；所述第一管道的一端安裝固定在所述排氣管外部的前面，另一端安裝固定在所述導(dǎo)氣圓管外部的前面；第二管道的一端安裝固定在所述排氣管外部的后面，另一端安裝固定在所述氣流增速器外部的后面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無葉片大功率雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于：對于更大功率風(fēng)電機(jī)組，所述風(fēng)力氣輪機(jī)的偏航部件可采用偏航系統(tǒng)，所述偏航系統(tǒng)包括偏航大齒圈、側(cè)面軸承、偏航驅(qū)動裝置、偏航制動器；所述偏航大齒圈與塔架用螺栓固定；所述偏航驅(qū)動裝置包括偏航電機(jī)及其減速器、小齒輪，所述小齒輪與偏航大齒圈相嚙合，所述偏航驅(qū)動裝置通過螺栓緊固在所述工作部件的工作圓管上。