大功率雙樞雙饋無刷風力發電機的製作方法

2023-05-31 09:52:51 2

專利名稱：大功率雙樞雙饋無刷風力發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種大功率雙樞雙饋無刷風力發電機。
背景技術：
眾所周知，利用風能發電是一種清潔能源，是目前開發新能源的熱點之一。但大功率的風力發電機目前1.5MW-2.5MW級的雙饋型異步風力發電機。是有刷結構，有刷結構存在滑環磨損，電刷炭粉及電磁幹擾等缺陷，特別是可靠性受到很大影響。故無刷化是更好的發展方向。在無刷化方面，目前結構形式是在定子中有不同極數的二套繞組即一套功率繞組和一套控制繞組，而轉子上為回字型結構短路繞組，這種結構簡稱為單樞雙饋無刷風力發電機，由於雙饋共磁路，給發電機電磁性能帶來更多不利影響，電能質量差和幹擾大，極待克服。

發明內容
本發明的目的是提供一種大功率雙樞雙饋無刷風力發電機，它的結構新穎，性能更好。
本發明是這樣來實現的，發電機由功率電機和控制電機二個電機同軸式組成，都是交流勵磁的，其特徵是功率電機的定子中有二套三相繞組，控制電機的定子中為一套三相繞組，功率電機的定子中的一套三相繞組對外輸出三相工頻交流電，另一套三相繞組連接變頻器，變頻器連接控制電機的定子三相繞組。功率電機的轉子中有一套五相繞組，控制電機的轉子中也有一套五相繞組。控制電機轉子和功率電機轉子上的五相繞組相互連接，產生的旋轉磁場轉速與機械轉速形成相加。這樣的連接就使得可逆變頻器根據原動機械的不同轉速與輸出不同的頻率給控制電機的三相交流繞組。達到功率電機電樞繞組輸出恆定頻率即工頻50HZ的三相交流電，達到變速恆頻的目的。
本發明的優點是(1)電機無刷結構，不會產生電刷炭粉及電磁幹擾等缺陷；(2)電機變速恆頻，電能質量好，幹擾小。


圖1為本發明的電系原理圖；具體實施方式
如圖1所示，本發明的發電機由功率電機1和控制電機2二個電機同軸式組成，都是交流勵磁的，其特徵是功率電機的定子中有三相繞組3和三相繞組4，控制電機的定子中為一套三相繞組6，功率電機的轉子中有一套五相繞組7，控制電機的轉子中也有一套五相繞組8。功率電機的定子中的一套三相繞組3對外輸出三相工頻交流電，另一套三相繞組4連接變頻器5，變頻器輸出三相可變頻率的三相交流電供給控制電機的定子三相繞組6。控制電機轉子的五相繞組8和功率電機轉子的五相繞組7都為五相交流繞組，相互連接，產生的旋轉磁場轉速與機械轉速形成相加。這樣的連接就使得可逆變頻器根據原動機械的不同轉速與輸出不同的頻率給控制電機的三相交流繞組。達到功率電機電樞繞組輸出恆定頻率即工頻50HZ的三相交流電，達到變速恆頻的目的。Pp是功率電機極對數，電樞繞組為三相四線輸出為U、V、W、N、頻率為恆頻50HZ，3Pp是功率電機定子中的控制源電樞繞組，也為三相，輸出u1、v1、w1、頻率為150HZ。其中Pp與3Pp正交設計，他們之間無幹擾。
Pc是控制電機極對數，u11、v11、w11為三相接變頻器輸出端，A-D-A為可逆變頻器，u1、v1、w1，150HZ三相輸入，輸出fc頻率供u11、v11、w11，fc是可調頻率，其中ao.bo.co.do.eo形成的旋轉磁場轉速與機械轉速相加對U、V、W、N感應發電，因此，當u11、v11、w11輸入頻率為fc時，u11、v11、w113相的旋轉磁場轉速為nc＝60fc/pc功率電機轉子Ppr＝Pp極對數，ao.bo.co.do.eo組成五相繞組控制電機轉子Pcr＝Pc極對數，ao1.bo1.co1.do1.eo1組成五相繞組。
當轉子機械轉速為n0時在ao1bo1.co1.do1.eo1中感應頻率為fpcr＝Pc.(no+nc)/60而在ao.bo.co.do.eo中頻率也為fPpr＝fpcr＝Pc.(no+nc)/60此時在功率電機電樞繞組中發出的電頻率為fp＝Pcnp/80若fp＝50，Pp＝Pc＝1則fc＝50-no/30no＝1500r/min若no從300-1350r/min則fc＝50-300/30＝40HZfc＝50-1350/30＝50-45＝5HZ則fc為40HZ～5HZ這樣當fp＝50HZ、pp＝Pc＝1時no機械轉速從300r/min到1350r/min時變頻A-D-A發出的可變頻率為fc＝5HZ到40HZ對應，符合fc＝50-no/30的公式，得到了變速恆頻無刷發電的目的。
權利要求
1.一種大功率雙樞雙饋無刷風力發電機，發電機由功率電機和控制電機二個電機同軸式組成，都是交流勵磁的，其特徵是功率電機的定子中有二套三相繞組，控制電機的定子中為一套三相繞組，功率電機的定子中的一套三相繞組對外輸出三相工頻交流電，另一套三相繞組連接變頻器，變頻器連接控制電機的定子三相繞組，功率電機的轉子中有一套五相繞組，控制電機的轉子中也有一套五相繞組，控制電機轉子和功率電機轉子上的五相繞組相互連接。
全文摘要
一種大功率雙樞雙饋無刷風力發電機，發電機由功率電機和控制電機二個電機同軸式組成，都是交流勵磁的，其特徵是功率電機的定子中有二套三相繞組，控制電機的定子中為一套三相繞組，功率電機的定子中的一套三相繞組對外輸出三相工頻交流電，另一套三相繞組連接變頻器，變頻器連接控制電機的定子三相繞組，功率電機的轉子中有一套五相繞組，控制電機的轉子中也有一套五相繞組，控制電機的轉子和功率電機的轉子，都為五相交流繞組，相互連接。本發明的優點是(1)電機無刷結構，不會產生電刷炭粉及電磁幹擾等缺陷；(2)電機變速恆頻，電能質量好，幹擾小。
文檔編號H02K19/38GK1972087SQ20061012536
公開日2007年5月30日 申請日期2006年12月4日 優先權日2006年12月4日
發明者林政安 申請人:泰豪科技股份有限公司