一种异步电机变速风力发电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种异步电机变速风力发电机；包括三相鼠笼电机、风轮、不可控整流桥、至少两组并联电容器、投切控制器、并网逆变器和行星齿轮减速器，三相鼠笼电机的转轴与行星齿轮减速器的输入端相连，行星齿轮减速器的输出端与风轮相连，三相鼠笼电机的电源输出端与不可控整流桥的交流侧相连，并联电容器与投切控制器三相串联、再与不可控整流桥的交流侧并联，不可控整流桥的直流侧与并网逆变器的直流输入端相连，并网逆变器的交流流输出端与外部负载或电网相连；本实用新型专利技术成本低廉、控制简单、故障率低、经久耐用。

Asynchronous motor variable speed wind power generator

The utility model relates to an asynchronous motor variable speed wind generator, which comprises a three-phase squirrel cage motor, a wind wheel, an uncontrollable rectifier bridge, at least two groups of parallel capacitors, a switching controller, a grid-connected inverter and a planetary gear reducer, the rotating shaft of the three-phase squirrel cage motor is connected with the input end of the planetary gear reducer, and the planetary gear is reduced. The output of the speed regulator is connected with the wind wheel, the power output of the three-phase squirrel cage motor is connected with the AC side of the uncontrollable rectifier bridge, the shunt capacitor is connected in series with the three-phase switching controller, and the AC side of the uncontrollable rectifier bridge is connected in parallel, the DC side of the uncontrollable rectifier bridge is connected with the DC input of the grid-connected inverter, and the grid-connected inverter. The AC output terminal is connected with an external load or a power grid; the utility model has the advantages of low cost, simple control, low failure rate and durability.

【技术实现步骤摘要】
一种异步电机变速风力发电机
本技术涉及一种风力发电设备，特别涉及一种异步电机变速风力发电机。
技术介绍
风力发电近些年发展势头迅猛，在众多新能源发电方案中，风电是性能最稳定、可靠性最高的方案。对于一百千瓦以下的小功率风电机组，结合微网、储能、光伏等技术方案，实现局部地区供电自给自足，在偏远地区应用十分广泛，然而就目前主流的永磁直驱方案与双馈方案，都存在成本高、维护量大、控制复杂的问题，永磁直驱虽然机械结构简单，然而永磁材料用量很大，成本高昂；双馈方案控制复杂，且电刷维护量大，无刷双馈则控制系统更为复杂，不确定因素多，对于满足微网供电要求的小容量风电而言，高性价比、低维护量与可靠耐用是最根本的要求，鉴于现有主流技术的弱点，小容量风电的整体性能指标还有较大的改进空间，才能充分被用户所认同。因此，研发一种可省去电刷、磁钢、双馈控制、陀控制的风力发电机，才能真正实现成本低廉、控制简单、故障率低、经久耐用的有益效果，将对小容量风电系统的推广带来极大的帮助。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本技术提供了一种异步电机变速风力发电机，本技术异步电机变速风力发电机解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种异步电机变速风力发电机，其中，包括三相鼠笼电机、风轮、不可控整流桥、至少两组并联电容器、投切控制器、并网逆变器和行星齿轮减速器，所述三相鼠笼电机的转轴与行星齿轮减速器的输入端相连，所述行星齿轮减速器的输出端与风轮相连，所述三相鼠笼电机的电源输出端与所述不可控整流桥的交流侧相连，所述并联电容器与投切控制器三相串联、再与所述不可控整流桥的交流侧并联，所述不可控整流桥的直流侧与并网逆变器的直流输入端相连，所述并网逆变器的交流流输出端与外部负载或电网相连。作为优选，上述的异步电机变速风力发电机，其中，所述三相鼠笼电机为深槽型异步电机。作为优选，上述的异步电机变速风力发电机，其中，所述并联电容器至少有三组，可分别进行投切操作。作为优选，上述的异步电机变速风力发电机，其中，所述风轮为垂直轴型升力型风轮。本技术方案有益效果在于：利用简单可靠廉价的鼠笼异步电机，通过行星齿轮减速器与风轮相连，由于行星齿轮减速器为多点接触传动、内部齿轮受力均匀，因此可靠性高，避免了现有技术常规齿轮箱维护量大、容易故障的问题。此外其利用鼠笼异步电机，一方面实现了无刷化，避免了电刷的高维护成本，另一方面避免了同步电机磁钢的使用，从而进一步降低了成本，也避免了磁钢退磁造成的不确定因素。本技术主要利用异步电机机端并联的无功电容器实现励磁间接控制，控制简单，异步电机发出的交流电流直接通过不可控二极管整流变成直流，在通过并网逆变器变为交流并网，由于逆变器工作于工频定电压，不必再考虑电机的特性，也省去了陀控制，因此控制简单、实现成本低，可靠性高、经久耐用；与永磁同步发电机系统相比，本技术整体可降低成本40％以上，与无刷双馈发电系统相比，本技术整体可降低成本30％以上，本技术成功应用必定会带来显著的经济效益和社会效益。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本技术的主旨。图1是本技术异步电机变速风力发电机的结构示意图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术作进一步的说明，但是不作为本技术的限定。参看附图1，这是本技术实施例的结构示意图；包括三相鼠笼电机1、风轮2、不可控整流桥3、至少两组并联电容器4、投切控制器5、并网逆变器6和行星齿轮减速器7，三相鼠笼电机1的转轴与行星齿轮减速器7的输入端相连，行星齿轮减速器7的输出端与风轮2相连，三相鼠笼电机1的电源输出端与所述不可控整流桥3的交流侧相连，并联电容器4与投切控制器5三相串联，再与不可控整流桥3的交流侧并联，不可控整流桥3的直流侧与并网逆变器6的直流输入端相连，并网逆变器6的交流流输出端与外部负载或电网相连。三相鼠笼电机1为深槽型异步电机；并联电容器4可分别进行投切操作；风轮2为垂直轴型升力型风轮。本技术异步电机发电具有无同期要求、合闸冲击电流小、无需励磁等优点，虽然效率稍低于永磁同步电机，但其长寿命低成本的优点确是出类拔萃的，为实现变速运行，异步电机一般以双馈形式的绕线异步电机实现转子转差功率的馈入或馈出，然而绕线转子电机的使用，增加了电刷维护，而无刷双馈电机构造复杂，控制也复杂，因此小容量风机采用异步电机双馈方案性价比不高，本技术采用鼠笼异步电机，大幅降低了成本，也避免了电刷维护，利用鼠笼电机机端并联电容器的无功电压支撑，实现电机电压的调整，本技术利用电容器投切控制器，使电机运行时的端部电流呈容性，从而使电机能够有稳定的励磁而维持在发电状态，当风力过大电机过负荷时，电容器适当切除降低励磁，使电机机端电压降低，从而减少有功输出；电机输出的交流功率由不可控整流器变换为直流，避免了频率同期问题，电机也能随风速随意改变转速，实现了变速运行；最后直流电压有并网逆变器转为为三相交流后并网输出，由于并网逆变器仅考虑电网频率电压，二不必顾及电机工况，因此控制大为简化，也进一步降低了成本。此外，本技术使用行星齿轮减速器作为风轮与电机连接，由于行星齿轮减速器为多点接触传动、内部齿轮受力均匀，因此可靠性高，避免了现有技术常规齿轮箱维护量大、容易故障的问题。以上对本技术的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本技术并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本技术技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本技术的实质内容。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本技术技术方案保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异步电机变速风力发电机，其特征在于，包括三相鼠笼电机[1]、风轮[2]、不可控整流桥[3]、至少两组并联电容器[4]、投切控制器[5]、并网逆变器[6]和行星齿轮减速器[7]，所述三相鼠笼电机[1]的转轴与行星齿轮减速器[7]的输入端相连，所述行星齿轮减速器[7]的输出端与风轮[2]相连，所述三相鼠笼电机[1]的电源输出端与所述不可控整流桥[3]的交流侧相连，所述并联电容器[4]与投切控制器[5]三相串联、再与所述不可控整流桥[3]的交流侧并联，所述不可控整流桥[3]的直流侧与并网逆变器[6]的直流输入端相连，所述并网逆变器[6]的交流流输出端与外部负载或电网相连。

【技术特征摘要】
1.一种异步电机变速风力发电机，其特征在于，包括三相鼠笼电机[1]、风轮[2]、不可控整流桥[3]、至少两组并联电容器[4]、投切控制器[5]、并网逆变器[6]和行星齿轮减速器[7]，所述三相鼠笼电机[1]的转轴与行星齿轮减速器[7]的输入端相连，所述行星齿轮减速器[7]的输出端与风轮[2]相连，所述三相鼠笼电机[1]的电源输出端与所述不可控整流桥[3]的交流侧相连，所述并联电容器[4]与投切控制器[5]三相串联、再与所述不可控整流桥[3]...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖鸿杰，丁晓，
申请(专利权)人：成都墨泽能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51