双转子变速变频风力发电励磁方法技术

一种双转子变速变频风力发电励磁方法及其控制系统，涉及风力发电机的励磁控制系统及其励磁控制方式，其中，在风电机主传动轴上配置相对具有Ｐｇ极对数的定子以Ｎｚｒ速度旋转的主风轮，在副传动轴上配置带动永磁外转子以Ｎｅ速度相对主风轮反向对风旋转的副风轮；本案采用无刷双馈电机转子和旋转永磁外转子双转子结构，实现机组变速变频运行，相当同容量单转子发电机极对数减少一半，从而大大缩短发电机直径空间，方便设备运输、降低机组重量；本案双风轮结构设置及偏航机构的配置，使机组偏航控制变的更简单、可靠；本案机组可实现变速变频运行、变桨距调节，额定风速以下本案双风轮发电机组较单风轮变速变频机组风能利用率有所提高。

【技术实现步骤摘要】
双转子变速变频风力发电励磁方法及其控制系统                         
本专利技术涉及风力发电机，特别是具有串联永磁变速变频励磁双转子风电机的励磁控制系统及其励磁控制方式。                         
技术介绍
习知技术如中国专利CN200510022771.1公开了一种风力发电的变速变频方法，其特点是，首先将风力机转子的转速通过增速齿轮箱增速，然后将变速产生的输入功率输入差动永磁电机的输入轴，由差动永磁电机的差速机构进行功率分流或合流产生功率流进入差动永磁电机的定子绕组经馈线对电网实现恒速变频发电，以提高发电系统的发电效率。又如中国专利CN200410003089.3公开了一种MW级直接驱动永磁外转子同步风力发电机，它采用多极外转子结构。该发电机包括固定轴、转动轴、线圈绕组、永磁磁钢、铁芯、定子和外转子，其中转动轴通过轴承安装于固定轴上，定子通过定子支架安装于固定轴上，外转子通过转子支架安装于转动轴上，在绕组线圈和定子支架之间可以设有轴向的冷却通风道；在外转子和定子之间的迎风面设有保护罩。由于极数多，其转速很低，因而不需要增速齿轮箱配套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双转子变速变频风力发电励磁方法，其特征在于，１）．在风电机主传动轴上配置相对具有Ｐｇ极对数的定子以Ｎｚｒ速度旋转的主风轮，且主风轮转速满足下述关系式：＊＊＊其中：Ｎｚｒ表示主风轮转速；Ｐｇ表示定子绕组极对数；Ｐｅ表示永磁 外转子的极对数；ｆｇ表示定子频率；ｆｅ表示永磁外转子折算频率；２）．在副传动轴上配置带动永磁外转子以Ｎｅ速度相对主风轮反向对风旋转的副风轮，且副风轮相对定子的转速与永磁外转子折算频率满足下述关系式：ｆｅ＝Ｎｅ×Ｐｅ／６０其中：Ｎ ｅ表示副风轮相对定子转速；３）．在副传动轴上配置以Ｎｚｒｅ转速相对主风轮反向对风旋转的、具有...

【技术特征摘要】
1.一种双转子变速变频风力发电励磁方法，其特征在于，1).在风电机主传动轴上配置相对具有Pg极对数的定子以Nzr速度旋转的主风轮，且主风轮转速满足下述关系式：Nzr=60×(fg-fe)Pg+Pe]]>其中：Nzr表示主风轮转速；Pg表示定子绕组极对数；Pe表示永磁外转子的极对数；fg表示定子频率；fe表示永磁外转子折算频率；2).在副传动轴上配置带动永磁外转子以Ne速度相对主风轮反向对风旋转的副风轮，且副风轮相对定子的转速与永磁外转子折算频率满足下述关系式：fe=Ne×Pe60]]>其中：Ne表示副风轮相对定子转速；3).在副传动轴上配置以Nzre转速相对主风轮反向对风旋转的、具有Pe极对数的永磁外转子，永磁外转子相对励磁机内转子旋转的转速满足下述关系式：Nzre＝Nzr+Ne其中：Nzre表示永磁外转子相对励磁机内转子旋转的转速；4).当主风轮低于额定转速时，机组集控装置进行主风轮叶尖速比控制，经由风速检测装置联结的端口测得的风速和通过转速测量装置测得的主风轮转速，传输给机组集控装置，经与机组集控装置预设的主风轮叶尖速比数值比对，计算出桨距角的调节数值，再与主风轮桨距角测量装置采集的桨距角值比对，由机组集控装置对主风轮变桨距调节机构发出变桨指令；由机组集控装置按照Nzr=60×(fg-fe)Pg+Pe]]>关系式对主、副风轮进行变速控制；当副风轮低于额定转速时，机组集控装置进行副风轮叶尖速比控制，经由风速检测装置联结的端口测得的风速和通过副风轮转速测量装置测得的副风轮转速，传输给机组集控装置；经与机组集控装置预设的副风轮叶尖速比数值比对，计算出桨距角的调节数值，再与副风轮桨距角测量装置采集的桨距角值比对，由机组集控装置对主风轮变桨距调节机构发出变桨指令；5).当主风轮达到额定转速时，机组集控装置对发电机进行功率控制；经由输出电流检测装置测得的发电机的输出电流和经由输出电压测量装置测得的发电机的输出电压传输给机组集控装置，经由该机组集控装置运算出的发电机输出功率值与预设的额定功率数值比对；符合预设值时，机组集控装置将采集到的由风速检测装置联结的端口测得的风速和通过转速测量装置测得的主风轮额定转速，计算出该风速下主风轮额定转速的桨距角的调节数值，再与主风轮桨距角测量装置采集的桨距角值比对，由机组集控装置对主风轮变桨距调节机构发出变桨指令；当副风轮达到额定转速时，机组集控装置对发电机进行功率控制；经由输出电流检测装置测得的发电机的输出电流和经由输出电压测量装置测得的发电机的输出电压传输给机组集控装置，经由机组集控装置运算出的发电机输出功率值与预设的额定功率数值比对；符合预设值时，机组集控装置将采集到的由风速检测装置联结的端口测得的风速和通过转速测量装置测得的副风轮额定转速，计算出该风速下副风轮额定转速的桨距角的调节数值，再与副风轮桨距角测量装置采集的桨距角值比对，由机组集控装置对副风轮变桨距调节机构发出变桨指令。2.如权利要求1所述的双转子变速变频风力发电励磁方法，其特征在于，所述的定子绕组极对数Pg与永磁转子极对数Pe设置符合Pg＝3Pe关系式；且副风轮转速Ne、主风轮转速Nzr满足Ne＝2Nzr关系式，由机组集控装置按照Nzr=60×PgPg+3pe]]>关系式对主、副风轮进行变速变频控制。3.如权利要求1或2所述的双转子变速变频风力发电励磁方法，其特征在于，所述的借由主传动轴传动的主风轮与借由副传动轴传动的副风轮呈相对反向对风旋转构造配置。4.如权利要求3所述的双转子变速变频风力发电励磁方法，其特征在于，当风电机并网运行时，同时主风轮转速在预设的额定转速和最低转速之间时，由机组集控装置按预设条件控制副风轮反向对风旋转。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华君，
申请(专利权)人：天津市新源电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]