【技术实现步骤摘要】
变速变频风电机及其励磁控制系统及其控制方法
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及其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...
【技术保护点】
一种变速变频风电机，包括发电机主体（１），该发电机的转子（１４）通过主传动轴（１３）呈相对定子（１６）旋转的构造设置，其特征在于，励磁机（４）通过装置主风轮（３）的主传动轴与发电机主体同轴串装在机壳内；永磁体（４３）设在永磁外转子的磁轭（４２）上，构成励磁机的永磁外转子（４１）；该永磁外转子通过连接件（４６）以与励磁机内转子（４５）呈相对旋转的构造且该永磁外转子呈相对发电机定子旋转的构造设置；所述的副风轮（２）呈可驱动永磁外转子的构造装置在副传动轴上；所述的借由副风轮传动的副传动轴（１２）与借由主风轮传动的主传动轴（１３）成可相互转动的方式同轴联结。
【技术特征摘要】
1.一种变速变频风电机，包括发电机主体(1)，该发电机的转子(14)通过主传动轴(13)呈相对定子(16)旋转的构造设置，其特征在于，励磁机(4)通过装置主风轮(3)的主传动轴与发电机主体同轴串装在机壳内；永磁体(43)设在永磁外转子的磁轭(42)上，构成励磁机的永磁外转子(41)；该永磁外转子通过连接件(46)以与励磁机内转子(45)呈相对旋转的构造且该永磁外转子呈相对发电机定子旋转的构造设置；所述的副风轮(2)呈可驱动永磁外转子的构造装置在副传动轴上；所述的借由副风轮传动的副传动轴(12)与借由主风轮传动的主传动轴(13)成可相互转动的方式同轴联结。2.如权利要求1所述的变速变频风电机，其特征在于，所述的副风轮相对主风轮反向旋转的传动构造装置在副传动轴上，该副风轮呈上风向对风安装，主风轮装配在主传动轴轴上，该主风轮呈下风向对风旋转结构设置；副风轮与励磁机之间留有避免副风轮与塔架碰撞的预设间距(L)。3.如权利要求1或2所述的变速变频风电机，其特征在于，所述的主、副传动轴均具有预设直径的中空通孔(130)，该传动轴借由配置在发电机上的轴承(115、116)和励磁机上的轴承(147、148)支撑；所述副风轮与励磁机之间的预设间距(L)由主风轮仰角的度数确定该间距。4.一种变速变频风电机励磁控制系统，包括发电机主体(1)，该发电机的转子(14)通过主传动轴(13)呈相对定子(16)旋转的构造设置，其特征在于，励磁机(4)通过装置主风轮(3)的主传动轴与发电机主体同轴串装在机壳内；永磁体(43)设在永磁外转子的磁轭(42)上，构成励磁机的永磁外转子(41)；该永磁外转子通过连接件(46)以与励磁机内转子(45)呈相对旋转的构造且该永磁外转子呈相对发电机定子旋转的构造设置；所述的副风轮(2)呈可驱动永磁外转子的构造装置在副传动轴上；所述的借由副风轮传动的副传动轴(12)与借由主风轮传动的主传动轴(13)成可相互转动的方式同轴联结；前述的主、副风轮上设置可将转速的信号传送到机组集控装置(5)的主风轮转速测量装置(G)、副风轮转速测量装置(G1)，机组集控装置还具有与风速检测装置联结的端口(D1)、与风向检测装置联结得端口(D2)、与上位机传输数据的端口(D3)；偏航控制器(6)与机组集控装置以控制主风轮下风向旋转的方式联结；所述的主风轮与副风轮分别配置调节桨距角的主风轮变桨距调节机构(38)、副风轮变桨距调节机构(28)，所述的主、副风轮变桨距调节机构与机组集控装置(5)均以控制风轮变桨距调节机构变桨的方式联结；在发电机的电压输出端依次连接并网变频器(7)、和升压变压器(8)，再与外电网(W)联接；在并网变频器、和升压变压器之间依次配置与机组集控装置联结的电压检测装置(G4)、与机组集控装置联结的输出电流检测装置(G3)；在发电机与并网变频器之间配置与机组集控装置联结的空载检测装置(G5)。5.如权利要求4所述的变速变频风电机励磁控制系统，其特征在于，所述主、副风轮变桨距调节机构构造相同，它由变桨伺服机构(381、281)与变桨控制装置(382、282)组成，所述机组集成控制通过变桨控制装置与变桨伺服机构联结；所述的主风轮与副风轮内分别配置副风轮桨距角测量装置(G28)、主风轮桨距角测量装置(G38)；所述主风轮叶片扫风面积大于副风轮的叶片扫风面积2-5倍。6.如权利要求5所述的变速变频风电机励磁控制系统，其特征在于，所述主、副风轮变桨距调节机构由伺服电机(M38、M28)驱动；该变桨伺服机构与机组集控装置呈可依桨距角的变化对主风轮和副风轮进行转速调节的方式电气联结；所述主风轮叶片扫风面积约是副风轮的叶片扫风面积的3倍，所述的主风轮呈下风向对风旋转构造设置，所述副风轮呈上风向反向对风旋转构造设置，制动器(15)设置在发电机端盖与副风轮轮毂之间。7.如权利要求6所述的变速变频风电机励磁控制系统，其特征在于，所述定子绕组极对数Pg设置为大于永磁外转子极对数Pe，所述主风轮(3)在风力作用下相对具有Pg极对数的定子(16)以Nzr速度旋转，且主风轮转速满足下述关系式配置：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(41)的极对数；fg表示定子频率；fe表示永磁外转子折算频率；所述定子绕组极对数是3倍的永磁外转子极对数；所述励磁机内转子(45)绕组极对数设置为Pe对极；所述发电机转子(14)绕组极对数设置为Pg对极；所述的励磁机内转子绕组与发电机转子绕组...
【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]
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