套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統的製作方法

2023-10-19 16:12:27

專利名稱：套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及風力發電機，特別是具有套疊式雙轉子發電機勵磁構造 的變速變頻勵磁控制系統。
背景技術：
習知技術如中國專利CN200510022771. 1公開了本實用新型公開了一種 風力發電的變速恆頻方法，其特點是，首先將風力機轉子的轉速通過增速齒 輪箱增速，然後將變速產生的輸入功率Pw輸入差動永磁電機的輸入軸，由差 動永磁電機的差速機構進行功率分流或合流產生功率流Pg進入差動永磁電機 的定子繞組經饋線對電網實現恆速恆頻發電。與傳統的變速恆頻方法相比， 本實用新型在降低發電設備成本的同時，還可顯著提高發電系統的發電效率。又如中國專利CN200410009701. 8公開了 一種採用雙饋感應電機作為發 電機的變速恆頻風力發電系統及其併網控制方法。包括雙饋感應電機，勵磁 變換器，DSP單元，電量採集單元、速度、位置測量單元以及驅動單元。它對 勵磁變換器進行控制，利用勵磁變換器制雙饋發電機定子產生電壓，對電機 定子電壓相位、幅值和頻率同時控制，無需單獨進行電網電壓與電機定子電 壓同步；在電機速度範圍在0~0. 5s時，驅動單元開始驅動勵磁變換器，這 樣，電機併網的轉速速度範圍很寬，併網控制對速度要求不嚴格，同時，控 制過程採用電流開環控制，簡化了系統，減輕了系統處理器的負擔，使得電 流控制變得簡單，易行，使得雙饋電機易於併網。中國專利申請99127259.5公開了本實用新型涉及一種高效率利用風能當風吹動第 一個風輪旋轉時，透過風輪後面的風和風輪轉動產生的空氣流推 第二個風輪旋轉，風輪帶動軸杆向右旋轉，風輪帶動軸管向左旋轉做機械功 承下向右旋轉，風輪帶動軸管上的發電轉子在軸承的支承下向左旋轉，線圈 切割磁力線發出電 流。發電機並使其得到相應的轉速；通常風輪的轉速很低，遠達不到高速發電機 所要求的發電轉速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實現；而風力發電 機機組的工況環境一般很差，齒輪箱頻發故障是常有的事。習知技術製造的產品可靠性差，維護成本高，機組效率低。業界希望利用 無刷雙饋電機」技術的無刷結構和較寬的變速變頻運行範圍，結合安裝於雙轉 子傳動軸上相互反向旋轉的雙鳳輪高效利用風能的技術優勢，去掉齒輪箱和 複雜的控制系統實現發電機組的變速變頻運行。發明內容本實用新型所要解決的問題在於，克服襲用技術存在的上述缺陷，而提 供一種套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統。本實用新型解決技術問題是採取以下技術方案來實現的，依據本實用新 型提供的一種套疊式雙轉子發電機變速變頻勵磁控制系統，包括發電機，其 中，所述發電機的副傳動軸上配置由該副傳動軸傳動的相對定子旋轉的永磁 內轉子；發電機的主傳動軸上配置由該主傳動軸傳動的相對定子旋轉的環形 轉子；該環形轉子又呈環抱永磁內轉子並可繞永磁內轉子旋轉的構造配置； 所述環形轉子的環形轉子內側繞組的極對數與永磁內轉子極對數一致設置為 Pe對極；環形轉子外側繞組的極對數與定子繞組極對數一致設置為Pg對極， 所述環形轉子外側繞組與內側繞組通過環形轉子繞組間連接線反相序連接； 前述的主、副風輪上設置可將轉速的信號傳送到機組集控裝置的主風輪轉速 測量裝置、副風輪轉速測量裝置，機組集控裝置還具有與風速檢測裝置聯結 的埠、與風向檢測裝置聯結得埠、與上位機傳輸數據的埠。偏航控制器與機組集控裝置以控制主風輪下風向旋轉的方式聯結；所述
的主風輪與副風輪分別配置調節槳距角的主風輪變槳距調節機構、副風輪變 槳距調節機構，所述的主、副風輪變槳距調節機構與機組集控裝置均以控制風輪變槳距調節機構變槳的方式聯結；在發電機的電壓輸出端依次連接併網 變頻器、和升壓變壓器，再與外電網聯接；在併網變頻器、和升壓變壓器之 間依次配置與機組集控裝置聯結的電壓檢測裝置、與機組集控裝置聯結的輸 出電流檢測裝置；在發電機與併網變頻器之間配置與機組集控裝置聯結的空 栽檢測裝置。本實用新型解決技術問題可以採取以下技術方案進一步實現前述的變速變頻風電機勵磁控制系統，其中，所述主、副風輪變槳距調 節機構構造相同，它由變槳伺服機構與變槳控制裝置組成，所述機組集控裝 置通過變槳控制裝置與變槳伺服機構聯結；所述的主風輪與副風輪內分別配 置副風輪槳距角測量裝置、主風輪槳距角測量裝置；所述主風輪葉片掃風面 積大於副風輪的葉片掃風面積2-5倍；所述環形轉子外側繞組極對數Pg設置 為大於環形轉子內側繞組極對數Pe。前述的變速變頻風電機勵磁控制系統，其中，所述主、副風輪變槳距調 節機構由伺服電機驅動；該變槳伺服機構與機組集控裝置呈可依槳距角的變 化對主風輪和副風輪進行轉速調節的方式電氣聯結；所述主風輪葉片掃風面 積約是副風輪的葉片掃風面積的3倍。前述的變速變頻風電機勵磁控制系統，其中，所述的主風輪呈下風向對 風旋轉構造設置，所述副風輪呈上風向反向對風旋轉構造設置，制動器設置 在發電機端蓋與副風輪輪轂之間；所述環形轉子外側繞組極對數可以是3倍 的環形轉子內側繞組極對數。前述的變速變頻風電機勵磁控制系統，其中，，發電機的主風輪配置在 主傳動軸上，在風力作用下相對具有Pg極對數的定子以Nzr速度旋轉，且主 風輪轉速滿足下述關係式formula see original document page 7其中Nzr表示主風輪轉速；Pg表示定子繞組極對數；Pe表示永磁內轉子的極對數；fg表示定子頻率；fe表示永磁內轉子折算頻率；發電機的的副風輪配置在副傳動軸上，該副風輪帶動永磁內轉子以Ne速度相對主風輪反向旋轉，且永磁內轉子折算頻率滿足下述關係式/e = ^^其中Ne表示副風輪相對定子轉速； 60在副傳動軸上配置以Nzre轉速相對旋轉的、具有Pe極對數的永磁內轉 子，永》茲內轉子相對環形轉子旋轉的轉速滿足下述關係式Nzre = Nzr + Ne其中Nzre表示永磁內轉子相對環形轉子旋轉的轉速。前述的變速變頻風電機勵磁控制系統，其中，所述所述的副風輪按F2方 向呈上風向對風旋轉安裝。前述的變速變頻風電機勵磁控制系統，其中，所述的環形轉子由環抱永 磁內轉子的環形轉子鐵心和與環形轉子鐵心匹配結合的環形轉子內側繞組、 環形轉子外側繞組組成；所述的主、副傳動軸均具有預設直徑的中空通孔。前述的變速變頻風電機勵磁控制系統，其中，所述主傳動軸的一端藉由 配置在發電機第二端蓋部的第二軸承支撐伸出機殼與主風輪裝配，該主傳動 軸的另一端伸入機殼通過環形轉子支撐單元與環形轉子呈動力傳動構造配 置；副傳動軸藉由配置在發電機第一端蓋部的第一軸承支撐，伸出機殼裝置 副風輪。前述的變速變頻風電機勵磁控制系統，其中，所述的環形轉子支撐單元 與傳動軸結合的部位設置使環形轉子隨主傳動軸旋轉的軸承件；所述的環形 轉子藉由其兩端分別設置的環形轉子支撐單元環抱前述永磁內轉子裝置在主 傳動軸上。本實用新型與現有技術相比具有顯著的優點和有益效果。由以上技術方案 可知，本實用新型在優異的結構配置下，至少有如下的優點本案採用雙風輪機構的發電機，其中較大直徑的主風輪為發電用，較小 直徑的副風輪為調節勵磁頻率兼發電用，二者在同一個軸線上、相互反方向 旋轉，偏航控制器負責控制主風輪下風向對風旋轉，主力發電；副風輪上風
向對風反向旋轉，輔助發電，大大提高效能；本案雙風輪結構設置及偏航機 構的配置，使機組偏航控制變的更簡單、可靠；本案採用無刷雙饋電機轉子和旋轉永磁內轉子雙轉子套疊結構，實現機 組變速變頻勵磁運行，相當同容量單轉子發電機極對數至少減少1/3，從而縮 短髮電機直徑，方便運輸、降低機組重量；本案機組可實現變速變頻運行、變槳距調節，額定風速以下本案雙風輪 發電機組較單風輪變速變頻機組風能利用率有較大提高，無齒輪箱、可實現 直驅，無滑環故障之擔心，機組可靠性大大提高；本實用新型對比現有技術 有顯著的貢獻和進步，確實是具有新穎性、創造性、實用性的好技術。本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。


圖l是本實用新型套疊式雙轉子變速變頻發電機結構示意圖； 圖2是本實用新型勵磁繞組接線結構示意圖； 圖3是本實用新型變速變頻勵磁控制系統結構示意圖； 圖4是本實用新型變速變頻勵磁控制系統工作原理框圖。
具體實施方式

以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提供的具體實施方式
、 結構、特徵及其功效，詳細說明如後。如圖l-4所示， 一種套疊式雙轉子變速變頻發電機，包括固裝在底座IO 上的發電機主體l，發電機定子16固裝於發電機主體機殼11內，其中，永磁內轉子17通過副傳動12軸傳動、呈相對定子16旋轉的構造裝置在 發電機主體機殼內；環形轉子14通過主傳動軸13傳動，該環形轉子呈環抱並可繞永磁內轉子 旋轉的構造裝置，且該環形轉子14呈相對定子16旋轉的構造配置；該環形 轉子14藉由環形轉子支撐單元140環抱前述永磁內轉子17裝置在主傳動軸 13上；發電機定子16與環形轉子14匹配設置，向外輸出電能的定子繞組161 裝在固裝於電機殼內的定子鐵芯162上；所述的環形轉子14由環^包永石茲內轉子的環形轉子4失心141和與環形轉子 鐵心匹配結合的環形轉子內側繞組142、環形轉子外側繞組143組成，所述的 環形轉子的兩端分別設置環形轉子支撐單元140，該環形轉子支撐單元與傳動 軸結合的部位設置軸承件1401,以使環形轉子隨主傳動軸旋轉；由此環形轉子作為無刷雙饋電機轉子與由副傳動軸傳動旋轉的永磁內轉 子形成發電機的套疊式雙重轉子構造；從而可實現機組變速變頻運行，相當 同容量單轉子發電機極對數至少減少1/3,因而可大大縮短發電機直徑，方便 設備運輸、降低電機重量；副風輪2通過其輪轂21按習知技術呈上風向相對主風輪反向旋轉的傳動 構造裝配在副傳動軸的伸出端121;用於副風輪剎車的制動器15設置在發電 機端蓋與副風輪輪轂之間；所述的副傳動軸藉由配置在發電機第一端蓋111部的第一軸承115支撐， 伸出機殼11裝置副風輪，副風輪2相對主風輪呈反向對風旋轉的傳動構造裝 置在副傳動軸12的軸身端部，該副風輪通過其輪穀21以習知技術按F2方向 呈上風向對風旋轉安裝；通過習知技術，將藉由副風輪傳動的副傳動軸12與藉由主風輪傳動的主 傳動軸13成可相互轉動的聯結方式同軸安裝、由副傳動軸將副風輪的動力傳 遞給永磁內轉子；所述的主、副傳動軸均具有預設直徑的中空通孔120、 130, 以使大型發電機組傳動軸在滿足技術要求條件下更輕質，從而降低機體重量；所述的主傳動軸的一端藉由配置在發電機第二端蓋112部的第二軸承116 支撐伸出機殼與主風輪裝配，該主風輪3通過其輪轂31呈下風向旋轉的傳動 構造裝配在主傳動軸13上，該主傳動軸的另一端伸入機殼通過環形轉子支撐 單元140按習知技術與環形轉子呈動力傳動構造配置；該主風輪通過其輪轂 31以習知技術按F3方向呈下風向對風旋轉安裝；一種變速變頻勵^磁系統，包括前述發電機M,其中，發電機的主風輪3配
置在主傳動軸上，在風力作用下相對具有Pg極對數的定子16以Nzr速度旋 轉，且主風輪轉速滿足下述關係式A^ = 60x(/g — /g)其中Nzr表示主風輪轉速；Pg表示定子繞組極對數；Pe表示永磁內 轉子的極對數；fg表示定子頻率；fe表示永磁內轉子折算頻率；所述環形轉子內側繞組極對數與7la茲內轉子極對數一致設置為Pe對極； 所述環形轉子外側繞組極對數與定子繞組極對數一致設置為Pg對極；所述的環形轉子外側繞組與內側繞組通過環形轉子繞組間連接線123反相序連接； 所述環形轉子外側繞組極對數Pg設置為大於環形轉子內側繞組極對數Pe， 所述環形轉子外側繞組極對數可以是3倍的環形轉子內側繞組極對數；發電機的的副風輪2配置在副傳動軸上，該副風輪帶動永磁內轉子以Ne速度相對主風輪反向旋轉，且永磁內轉子折算頻率滿足下述關係式/e = i^lZ￡其中Ne表示副風輪相對定子轉速； 60在副傳動軸上配置以Nzre轉速相對旋轉的、具有Pe極對數的永磁內轉 子，永磁內轉子相對環形轉子旋轉的轉速滿足下述關係式Nzre = Nzr + Ne其中Nzre表示永^磁內轉子相對環形轉子旋轉的轉速；前述的主、副風輪上設置可將轉速的信號傳送到機組集控裝置5的主風 輪轉速測量裝置G、副風輪轉速測量裝置Gl，經由風速檢測裝置聯結的埠 Dl測得的風速和通過轉速測量裝置測得的風輪轉速，傳輸給機組集控裝置5; 機組集控裝置與偏航控制器6聯結，控制主風輪下風向對風旋轉，偏航控制 器6可安裝於底座下的機艙內部101;所述的主風輪與副風輪的輪轂部分別配置調節槳距角的主風輪變槳距調 節機構38、副風輪變槳距調節機構28,該主風輪、副風輪變槳距調節機構與 機組集控裝置5電氣聯結，由機組集控裝置5對主風輪變槳距調節機構38發出變槳指令；所述的主風輪與副風輪內分別配置副風輪槳距角測量裝置G28、 主風輪槳距角測量裝置G38;主、副風輪變槳距調節機構構造相同，它由以伺服電機M38、 M28驅動的 變槳伺服機構381、 281與變槳控制裝置382、 282組成，所述機組集成控制5 通過變槳控制裝置382、 282與以伺服電機M38、M28驅動的變槳伺服機構381、 281聯結；該變槳伺服機構在機組集控裝置5的控制下根據檢測到的槳距角變 化進行主風輪和副風輪的轉速調節，實現主風輪下風向對風旋轉，而副風輪 上風向反向對風旋轉；制動器15設置在發電機端蓋與副風輪輪轂之間；在發電機的電壓輸出端依次連接併網變頻器7、和升壓變壓器8,再與外 電網W聯接；在併網變頻器、和升壓變壓器之間依次配置與機組集控裝置5 聯結的電壓測量裝置G4、與機組集控裝置聯結的輸出電流檢測裝置G3;在發 電機M與併網變頻器之間配置與機組集控裝置聯結的空栽檢測裝置G5;機組 集控裝置還具有與風速檢測裝置(未圖示)聯結的埠 Dl、與風向檢測裝置 (未圖示)聯結得埠 D2、與上位機傳輸數據的埠 D3;所述主、副風輪葉 片按已知技術方式裝置在風輪輪轂上，所述主風輪葉片掃風面積大於副風輪 的葉片掃風面積2-5倍，尤以主風輪葉片掃風面積是副風輪的葉片掃風面積 的3倍左右較佳，所述的掃風面積是風輪旋轉形成的面積；綜上，雙風輪機構的風電機，其中較大直徑的主風輪為發電用，較小直 徑的副風輪為調節勵-磁頻率兼發電用，二者在同一個軸線上、相互反方向旋 轉，偏航控制器負責控制主風輪下風向對風旋轉，主力發電；副風輪上風向 反向對風旋轉，輔助發電，大大提高效能。所述發電機的電壓輸出端併網變頻器等配置可對發電機輸出電壓加以調 節、同期後軟併網、停機時軟解裂，可有效的減少併網無功電流的衝擊，確 保機組安全運行；當發電機達到額定輸出功率時，機組功率因數控制在cos 6= l左右運行；當發電機輸出有功功率較小時，機組輸出cos6 <1的感性 無功功率；當發電機轉速低於額定最低轉速或發電機輸出功率高於最大輸出 功率時，從電網上解列發電機，通過併網變頻器等配置完成軟解列。 變速變頻勵磁控制方法1).在主傳動軸上配置在風力作用下相對具有Pg極對數的定子以Nzr速
度旋轉的主風輪，且主風輪轉速滿足下述關係式浙其中Nzr表示主風輪轉速；Pg表示環形轉子外側繞組極對數；Pe表示永磁內轉子的極對數；fg表示定子頻率；fe表示永磁內轉子折算頻率；2 ).在副傳動軸12端部配置的副風輪帶動永磁內轉子以Ne速度相對主風輪反向旋轉，且永磁內轉子折算頻率滿足下述關係式/e = ^i^60其中Ne表示副風輪相對定子轉速3) .在副傳動軸上配置以Nzre轉速相對旋轉的、具有Pe極對數的永磁 內轉子，永磁內轉子相對勵磁內轉子旋轉的轉速滿足下述關係式Nzre = Nzr + Ne 其中Nzre表示永》茲內轉子相對環形轉子旋轉的轉速；4) .所述環形轉子內側繞組極對數與永磁內轉子極對數一致設置為Pe對 極；所述環形轉子外側繞組極對數與定子繞組極對數一致設置為Pg對極；所 述環形轉子外側繞組與內側繞組通過環形轉子繞組間連接線123反相序連接;5) .當主風輪低於額定轉速時，機組集控裝置進行主風輪葉尖速比控制， 經由風速檢測裝置聯結的埠 Dl測得的風速和通過轉速測量裝置G測得的主 風輪轉速，傳輸給機組集控裝置5，經與機組集控裝置預設的主風輪葉尖速比 數值比對，計算出槳距角的調節數值，再與主風輪槳距角測量裝置G38採集 的槳距角值比對，由機組集控裝置5對主風輪變槳距調節機構38發出變槳指令；由機組集控裝置5按照Mr = 60x(/g —/g)關係式對主、副風輪進行變速控制；由此可以實現主風輪在額定轉速以下以其最佳葉尖速比運行，達到充分 利用風能的目的；當主風輪達到額定轉速時，機組集控裝置對發電機進行功率控制；經由 輸出電流檢測裝置G3測得的發電機的輸出電流和經由輸出電壓測量裝置G4 測得的發電機的輸出電壓傳輸給機組集控裝置5，經由該機組集控裝置運算出 的發電機輸出功率值與預設的額定功率數值比對；符合預設值時，機組集控 裝置將採集到的由風速^f企測裝置聯結的埠 Dl測得的風速和通過轉速測量裝 置G測得的主風輪額定轉速，計算出該風速下主風輪額定轉速的槳距角的調 節數值，再與主風輪槳距角測量裝置G38採集的槳距角值比對，由機組集控 裝置5對主風輪變槳距調節機構38發出變槳指令；由此可以實現主風輪在恆 定功率下運行，防止發電機過栽；6).當副風輪低於額定轉速時，機組集控裝置進行副風輪葉尖速比控制， 經由風速檢測裝置聯結的埠 Dl測得的風速和通過副風輪轉速測量裝置G1 測得的副風輪轉速，傳輸給機組集控裝置5;經與機組集控裝置預設的副風輪 葉尖速比數值比對，計算出槳距角的調節數值，再與副風輪槳距角測量裝置 G28採集的槳距角值比對，由機組集控裝置對副風輪變槳距調節機構28發出 變槳指令；由此可以實現副風輪在額定轉速以下以其最佳葉尖速比運行，達 到充分利用風能的目的；當副風輪達到額定轉速時，機組集控裝置對發電機進行功率控制；經由 輸出電流檢測裝置G3測得的發電機的輸出電流和經由輸出電壓測量裝置G4 測得的發電機的輸出電壓傳輸給機組集控裝置5,經由機組集控裝置5運算出 的發電機輸出功率值與預設的額定功率數值比對；符合預設值時，機組集控 裝置5將採集到的由風速檢測裝置聯結的埠 Dl測得的風速和通過轉速測量 裝置G測得的副風輪額定轉速，計算出該風速下副風輪額定轉速的槳距角的 調節數值，再與副風輪槳距角測量裝置G28採集的槳距角值比對，由機組集 控裝置5對副風輪變槳距調節機構28發出變槳指令；由此可以實現主風輪在 恆定功率下運行，防止發電機過載；使發電機在小於等於額定轉速時保持發 電機的輸出電壓頻率在5Hz-50Hz範圍內變速變頻運行，尤以發電機的輸出電 壓頻率在10Hz-20H最佳，通過併網變頻器7整流和逆變，使發電機始終以50Hz的輸出電壓頻率併網運行，間接實現了風電機組的變速變頻運行；7.所述環形轉子外側繞組極對數Pg設置為大於環形轉子內側繞組極對 數Pe，所述環形轉子外側繞組極對數可以是3倍的環形轉子內側繞組極對數；
從而，工作時套疊的兩轉子繞組具有相同的電流頻率、相互反方向的旋轉磁場，發電機轉子繞組勵磁磁場相對套疊轉子的旋轉速度Nzre與主風輪軸 機械旋轉的速度Nzr疊加、配合，始終形成同步勵》茲磁場，該同步磁場在具 有Pg對極的定子繞組中產生50Hz電勢，實現發電機組的變速恆頻勵磁運行。8) .裝配在傳動軸13上的主風輪與裝配在副傳動軸的副風輪2藉由葉片 槳距角的相對反方向調節呈相對反向對風旋轉配置。充分利用副風輪後面的 反向旋轉尾流能量，風能利用率比同容量單風輪機組提高15%_25%。9) .當串聯永磁變速變頻勵磁雙轉子風電機併網運行、主風輪轉速在預設 的額定轉速和最低轉速之間時，副風輪在機組集控裝置5調節下按預設條件 反向對風旋轉。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任 簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1.一種套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，包括發電機(M)，其特徵在於，所述發電機的副傳動軸(12)上配置由該副傳動軸傳動的相對定子(16)旋轉的永磁內轉子(17)；發電機的主傳動軸(13)上配置由該主傳動軸傳動的相對定子旋轉的環形轉子(14)；該環形轉子又呈環抱永磁內轉子並可繞永磁內轉子旋轉的構造配置；所述環形轉子的環形轉子內側繞組(142)的極對數與永磁內轉子極對數一致設置為(Pe)對極；環形轉子外側繞組(143)的極對數與定子繞組極對數一致設置為(Pg)對極，所述環形轉子外側繞組與內側繞組通過環形轉子繞組間連接線(123)反相序連接；前述的主、副風輪上設置可將轉速的信號傳送到機組集控裝置(5)的主風輪轉速測量裝置(G)、副風輪轉速測量裝置(G1)，機組集控裝置還具有與風速檢測裝置聯結的埠(D1)、與風向檢測裝置聯結得埠(D2)、與上位機傳輸數據的埠(D3)；偏航控制器(6)與機組集控裝置以控制主風輪下風向旋轉的方式聯結；所述的主風輪與副風輪分別配置調節槳距角的主風輪變槳距調節機構(38)、副風輪變槳距調節機構(28)，所述的主、副風輪變槳距調節機構與機組集控裝置(5)均以控制風輪變槳距調節機構變槳的方式聯結；在發電機的電壓輸出端依次連接併網變頻器(7)、和升壓變壓器(8)，再與外電網(W)聯接；在併網變頻器、和升壓變壓器之間依次配置與機組集控裝置聯結的電壓檢測裝置(G4)、與機組集控裝置聯結的輸出電流檢測裝置(G3)；在發電機與併網變頻器之間配置與機組集控裝置聯結的空載檢測裝置(G5)。
2. 如權利要求1所述套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其特徵在於， 所述主、副風輪變槳距調節機構構造相同，它由變槳伺服機構(381、 281) 與變槳控制裝置(382、 282 )組成，所述機組集控裝置通過變槳控制裝置與 變槳伺服機構聯結；所述的主風輪與副風輪內分別配置副風輪槳距角測量裝置(G28)、主風輪槳5巨角測量裝置(G38 );所述主風輪葉片掃風面積大於副 風輪的葉片掃風面積2-5倍；所述環形轉子外側繞組極對數Pg設置為大於環 形轉子內側繞組極對數Pe。
3.如權利要求1或2所述套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其特徵 在於，所述主、副風輪變槳距調節機構由伺服電機(M38、 M28)驅動；該變 槳伺服機構與機組集控裝置呈可依槳距角的變化對主風輪和副風輪進行轉速 調節的方式電氣聯結；所述主風輪葉片掃風面積約是副風輪的葉片掃風面積 的3倍。
4，如權利要求3所述套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其特徵在於， 所述的主風輪呈下風向對風旋轉構造設置，所述副風輪呈上風向反向對風旋 轉的構造設置，制動器(15)設置在發電機端蓋與副風輪輪轂之間；所述環 形轉子外側繞組極對數可以是3倍的環形轉子內側繞組極對數。
5.如權利要求4所述套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其特徵在於，且主風輪轉速滿足下述關係式W = 60xd,e) 的構造配置在主傳動軸上；其中Nzr表示主風輪轉速；Pg表示定子繞組極對數；Pe表示永磁內 轉子的極對數；fg表示定子頻率；fe表示永磁內轉子折算頻率；發電機的副風輪以帶動永磁內轉子以Ne速度相對主風輪反向旋轉、且永 磁內轉子折算頻率滿足下述關係式/e = ^Z￡的構造配置在副傳動軸上；其中Ne表示副風輪相對定子轉速； 60在副傳動軸上配置以Nzre轉速相對旋轉的、具有Pe極對數、且永磁內 轉子相對環形轉子旋轉的轉速滿足下述關係式Nzre == Nzr + Ne的永磁內轉 子；其中Nzre表示永磁內轉子相對環形轉子旋轉的轉速。
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7.如權利要求6所述套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其特徵在於， 所述所述的副風輪按F2方向呈上風向對風旋轉安裝。
8. 如權利要求6所述套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其特徵在於， 所述的環形轉子(14)由環抱永磁內轉子的環形轉子鐵心(141)和與環形轉 子鐵心匹配結合的環形轉子內側繞組(142 )、環形轉子外側繞組(143 )組成； 所述的主、副傳動軸均具有預設直徑的中空通孔(120、 130)。
9. 如權利要求8所述套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其特徵在於， 所述主傳動軸的一端藉由配置在發電機第二端蓋(112 )部的第二軸承(116 ) 支撐伸出機殼與主風輪裝配，該主傳動軸的另一端伸入機殼通過環形轉子支 撐單元(140)與環形轉子呈動力傳動構造配置；副傳動軸藉由配置在發電機 第一端蓋(111)部的第一軸承(115)支撐，伸出機殼(11)裝置副風輪。
10. 如權利要求9所述套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其特徵在於， 所述的環形轉子支撐單元與傳動軸結合的部位設置使環形轉子隨主傳動軸旋轉的軸承件(1401);所述的環形轉子藉由其兩端分別設置的環形轉子支撐單 元(140)環抱前述永磁內轉子(17)裝置在主傳動軸(13)上。
專利摘要一種套疊雙轉子變速變頻發電機勵磁系統，其中，在發電機的副傳動軸上配置相對定子旋轉的永磁內轉子；在發電機的主傳動軸上配置相對定子旋轉的環形轉子；所述的環形轉子由環抱永磁內轉子的環形轉子鐵芯和與環形轉子鐵芯匹配結合的環形轉子內側繞組、環形轉子外側繞組組成；主風輪與副風輪分別配置調節槳距角的主風輪變槳距調節機構、副風輪變槳距調節機構，主、副風輪變槳距調節機構與機組集控裝置以控制風輪變槳距調節機構變槳的方式聯結；本案機組可實現變速變頻運行、變槳距調節，額定風速以下本案雙風輪發電機組較單風輪變速變頻機組風能利用率有較大提高，無齒輪箱、可實現直驅，無滑環故障之擔心，機組可靠性大大提高。
文檔編號H02K16/02GK201048336SQ20062015177
公開日2008年4月16日 申請日期2006年12月15日 優先權日2006年12月15日
發明者王華君 申請人:天津市新源電氣科技有限公司