同心式雙定子結構的直驅籠型異步風力發電機系統的製作方法
2023-05-16 19:59:16 1
專利名稱：同心式雙定子結構的直驅籠型異步風力發電機系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及風力發電機領域，尤其是同心式雙定子結構的直驅風力發電機。
背景技術：
近年來，風能作為清潔能源已經得到了廣泛的應用，其中一種有效的利用方式就 是風力發電。國際上風電技術的創新很快，裝機容量越來越大，無齒輪箱直驅技術是未來風 電技術的一大趨勢。在直驅風力發電裝置中，多採用永磁同步發電機和電勵磁同步風力發 電機；其中，永磁同步發電機轉子上需要安裝永磁材料，永磁材料在短路、高溫和強烈振動 等環境下易發生失磁；永磁材料受到資源和政策的限制，價格正在不斷的上漲；永磁轉子 是一個強磁性的部件，對生產現場和生產工藝要求較高，給加工和裝配帶來了極大的難度。 電勵磁同步風力發電機轉子上有直流勵磁繞組，需要滑環和碳刷裝置提供直流勵磁電流， 滑環和碳刷裝置必須定期維修和更換，增加了維護成本和故障發生機率。但是直驅風力發 電機由於與風力機直接連接，其轉速低、極數多，定、轉子尺寸大，呈扁平狀結構，電機內部 具有較大的空間沒有利用。
發明內容
本申請人針對上述現有直驅風力發電機直接連接結構產生的轉速低、極數多，尺 寸大等缺點，提供一種結構合理的同心式雙定子結構的直驅籠型異步風力發電機系統，從 而大大減小了尺寸，提高了發電效率。本發明所採用的技術方案如下
一種同心式雙定子結構的直驅籠型異步風力發電機系統，發電機為籠型異步發電機， 由兩臺同心的內轉子發電機與外轉子發電機組合而成，所述內轉子發電機由外定子和內轉 子配合，所述外轉子發電機由外轉子和內定子配合；線圈繞組繞制在內、外定子上；鼠籠導 條插入內、外轉子的鐵心內；所述內轉子和所述外轉子固定在支撐架上，並與風力機的葉輪 轉軸連接實現迴轉；所述外定子與所述內定子固定在機殼與靜軸上。其進一步特徵在於
所述發電機的內轉子發電機和外轉子發電機通過串聯連接的變流器、斷路器、熔斷器 與多繞組變壓器相連接，多繞組變壓器的輸出端連接至電網。本發明的有益效果在於
(1)結構簡單、耐用、成本低、體積小、免維護；(2)結構緊湊，單位體積功率大；(3)在 不同風速下，通過改變發電機的容量，使輸入的風能與發電機的功率相匹配，實現最大功率 跟蹤，提高系統的能量轉換效率；(4)在整個運行速度範圍內，發電機效率高，年發電量高; (5 )機組可以在較低速運行，從而使得機組在較低的風速時可以切入，提高機組發電量。
圖1為本發明的結構示意圖。圖2為直驅風力發電機的雙定子結構剖視圖。
圖3為本發明的籠型異步風力發電機的截面圖。
具體實施例方式下面結合附圖，說明本發明的具體實施方式
。隨著電力電子技術和控制理論的發展，採用電力電子變流器代替傳統的電容器提 供勵磁，突破了電容器勵磁調節困難的瓶頸，使得籠型異步風力發電機在風電系統中有了 更大的應用。如圖2、圖3所示，同心式雙定子結構直驅發電機2可以看做兩臺同心的電機 組成一臺為內轉子發電機，由外定子25和內轉子沈組成；另一臺為外轉子發電機，由外 轉子27和內定子28組成；繞組25-1繞制在外定子25上，繞組繞制在內定子28上； 鼠籠導條27-1插入外轉子27鐵心內，鼠籠導條沈-1插入內轉子沈鐵心內。內轉子沈和 外轉子27固定在支撐架四上，支撐架四與葉輪1轉軸連接實現迴轉；外定子％與內定子 28固定在機殼M和靜軸上。如圖1所示，內轉子發電機和外轉子發電機分別由與變流器3 與變流器4相連接，通過斷路器5、6和熔斷器7、8與多繞組變壓器9相連接，多繞組變壓器 9輸出端與電網10相連接。在不同風速下，通過改變發電機的容量，使輸入的風能與發電機 的功率相匹配，實現最大功率跟蹤，提高系統的能量轉換效率。內、外轉子發電機的功率按 照一定的比例分配(如2 :1)，機組可以按照不同的風速分功率運行，如在低風速情況下只 將外轉子發電機併網運行；隨著風速提高，將內轉子發電機併網運行；在達到額定風速後， 將內、外轉子發電機同時併網運行，達到額定功率。以上描述是對本發明的解釋，不是對發明的限定，本發明所限定的範圍參見權利 要求，在不違背本發明精神的情況下，本發明可以作任何形式的修改。
權利要求
1.一種同心式雙定子結構的直驅籠型異步風力發電機系統，其特徵在於發電機為籠 型異步發電機，由兩臺同心的內轉子發電機與外轉子發電機組合而成，所述內轉子發電機 由外定子和內轉子配合，所述外轉子發電機由外轉子和內定子配合；線圈繞組繞制在內、外 定子上；鼠籠導條插入內、外轉子的鐵心內；所述內轉子和所述外轉子固定在支撐架上，並 與風力機的葉輪轉軸連接實現迴轉；所述外定子與所述內定子固定在機殼與靜軸上。
2.按照權利要求1所述的同心式雙定子結構的直驅籠型異步風力發電機系統，其特徵 在於所述發電機的內轉子發電機和外轉子發電機通過串聯連接的變流器、斷路器、熔斷器 與多繞組變壓器相連接，多繞組變壓器的輸出端連接至電網。
全文摘要
本發明涉及一種同心式雙定子結構的直驅籠型異步風力發電機系統，發電機為籠型異步發電機，由兩臺同心的內轉子發電機與外轉子發電機組合而成，所述內轉子發電機由外定子和內轉子配合，所述外轉子發電機由外轉子和內定子配合；線圈繞組繞制在內、外定子上；鼠籠導條插入內、外轉子的鐵心內；所述內轉子和所述外轉子固定在支撐架上，並與風力機的葉輪轉軸連接實現迴轉；所述外定子與所述內定子固定在機殼與靜軸上。本發明結構簡單、耐用、成本低、體積小、免維護；發電機效率高，機組在較低的風速時可以切入低速運行，提高機組發電量。
文檔編號H02K16/00GK102122869SQ20111004394
公開日2011年7月13日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者周會軍, 安康平, 朱紅燕, 楊衎, 王成, 王裕峰, 遲克忠, 郭強, 郭靖靖, 陳恆峰, 黃森林 申請人:中科盛創(青島)電氣有限公司