半直驱中速风力发电机附属发电及集中储能衍生系统应用技术方案

半直驱中速风力发电机附属发电及集中储能衍生系统应用是在风力发电机出口断路器处并联加装小断路器引出发电机非发电状态的感应电动势也可加装不同结构方向的附属线圈发电或者直接在发电机转子轴端加装的小型发电机产生电力，在风力发电机非发电状态产生电力驱动润滑泵润滑齿轮箱，这些电力还可用于主控制器对紧急变桨偏航系统进行控制驱动，主动调整偏航姿态抵御台风，随时加热润滑油和电机，使发电机始终处于待启动状态，使机舱除湿系统长时间处于开启状态，保持机舱塔筒内部空气干燥，防止海上盐雾潮气腐蚀发电机内部控制系统和元器件，该电力还可对添加的储能系统充电延长对外供电时间使风力发电机风能储能一体化，增加年发电小时数。增加年发电小时数。增加年发电小时数。

【技术实现步骤摘要】
半直驱中速风力发电机附属发电及集中储能衍生系统应用

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[0001]风力发电机 附属发电系统 电力驱动润滑油泵液压站偏航变桨系统 主控器非发电状态主动控制风机姿态，集中储能电源系统。

技术介绍
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[0002]近两年风力发电机大型化趋势在加快，从2～3MW发展到5～6MW，特别是海上风力发电机甚至研制出13MW风力发电机，大型化趋势使双馈型风力发电机和直驱型风力发电机体型过于庞大，各大风力发电机厂家开始研究半直驱中速永磁发电机以减小发电机体积，便于使风力发电机功率更加大型化，以前高速双馈发电机可以在发电机齿轮箱高速轴(额定转速1700转/分钟)附近安装机械连接驱动的油泵对齿轮箱在非发电状态下(发电机安装完成后项目整体未完成发电调试或者电网运行故障)的润滑，以减少齿轮箱在非发电状态下转动的磨损。直驱风力发电机由于不需要安装齿轮箱变速，且发电机转速低，发电机轴承使用油脂润滑也可以满足运行要求。而中速半直驱风力发电机需要齿轮箱将叶片转速增速至200～300转之间供给发电机发电，齿轮箱的运行需要润滑油润滑和带走热量，但是中速发电机齿轮箱如果使用机械驱动油泵，油泵中速运行效率极其低下，无法满足齿轮箱润滑要求。且两级或者三级行星齿轮箱很难安装机械驱动的润滑油泵，这样风力发电机在非发电状态，在风力做用下直径超过一百五十米的叶片产生巨大的推力驱动着风力发电机的齿轮箱转动，而此时发电机及现场没有相关电力驱动油泵来润滑齿轮箱，齿轮齿面在没有润滑油的状态下磨损严重。另外风力发电机在很多时候因为各种原因是处于非发电状态，现行发电机没有电力储能系统，也没有辅助发电系统为储能系统充电，发电机出口断路器断开后，风力发电机没有动力驱动不能主动调整姿态防御台风，主控制器没有电力甚至处于关机状态，没有电力为电池或超级电容充电，时间久了，变桨偏航电源可能无法驱动变桨偏航，甚至无法启动风力发电机发电，风力发电机长期没有电力，机舱塔筒除湿系统关闭海上盐雾潮气腐蚀发电机内部控制系统和元器件，造成故障率高，减少发电机寿命。没有集中储备电源，输出的电力质量和稳定性差。

技术实现思路
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[0003]本专利技术采用风力发电机在非发电状态下风力发电机在风力吹动叶片带动下转子转动的磁力线切割定子线圈或者加装附属线圈或者转子带动在轴端加装的附属小型发电机产生电力，为发电机控制系统、润滑油泵、液压站、偏航电机、变桨电机、备用电源充电、空调除湿机、照明系统、消防系统、监控系统等辅助系统提供电力。提供电力驱动润滑油泵，为齿轮箱在非发电状态下的转动提供润滑油，防止风力发电机齿轮箱磨损，以此替代机械驱动油泵润滑方案(见图1)。上述电力还可以为集中备用电源充电，使风力发电机在非发电状态对外输出电力，通过改变相关非发电状态控制程序，满足非发电状态下紧急偏航的需求，满足非发电状态下液压站的电力需求，保证长时间不发电的抗台风要求，可以以主动姿态抗击台风，提高抗台风的能力。发电机具有辅助电力输出可以改变润滑油和发电机加温程
序，使用辅助电力加热使发电机和润滑油油温始终处于发电准备状态，提高发电机效率，即将以前的风力发电机主控制器和辅助设备关闭状态或者需要外部电力保持的主控制器和辅助设备保持运行状态改变为发电机独立自主的保持运行状态。提供电力给除湿机，使机舱塔筒内部保持空气干燥，防止海上盐雾潮气腐蚀发电机内部控制系统和元器件，减少故障率，延长使用寿命。在塔筒下部(或者塔筒外部箱变处)安装大型备用储备电源将使风力发电机风能储能一体化，改善电力质量和供电稳定性，增加年发电小时数(见图9)。
附图说明
[0004]图1是本专利技术实施例中发电机端盖辅助线圈发电驱动润滑泵和系统安装结构图；图2是图1中外转子发电机端盖侧辅助线圈永磁体安装结构剖面图；图3是图1中内转子发电机端盖侧辅助线圈永磁体安装结构剖面图；图4是本专利技术实施例中发电机定子安装附属发电线圈发电驱动润滑泵和系统安装结构图；图5是图4中外转子发电机定子安装附属发电线圈永磁体安装结构剖面图；图6是图4中内转子发电机定子安装附属发电线圈永磁体安装结构剖面图；图7是本专利技术实施例中发电机轴端加装附属小发电机发电驱动润滑泵系统安装结构图；图8是本专利技术实施例中发电机断路器旁加装小断路器引出原发电机电力驱动润滑泵系统安装结构图；图9是本专利技术实施例中发电机加装集中储能装置的配置安装结构图；具体实施方式：
[0005]方案一；发电机附属线圈安装形式半直驱中速风力发电机，通过在发电机端盖上添加轴向感应方式(又分内转子、外转子)和径向感应方式(又分内转子、外转子)的附属线圈(见图2、图3)。或者在定子上叠加轴向或径向感应附属线圈(见图5、图6)发电方式(又分内转子、外转子)产生电力提供风力发电机控制功能使用，(相关线圈布置方式见见图1、图4、图7、图8)该方式需要延长相关转子永磁体的长度，加装的附属感应线圈的数量可以是1至对应发电机原磁极数的倍数。
[0006]方案二：发电机线圈电力引出方式以及因此可以增设的附属功能
[0007]在发电机出口断路器处并联一个小断路器，引出电力用于驱动润滑油泵(见图8)，该断路器与发电机出口断路器闭合状态相反，对发电机非发电状态下(在发电机出口断路器断开情况下，小断路器接通)为润滑油泵进行供电，通过电力驱动油泵润滑齿轮箱磨损部位，做到叶片齿轮箱转动，就有润滑油提供给齿轮箱润滑。增加的并联断路器也可以始终处于常闭状态，为发电机主控制系统、润滑油泵、液压站、偏航电机、变桨电机、备用集中电源充电、空调除湿机、照明系统、消防系统、监控系统、润滑油和发电机温升改保温等辅助系统提供电力，对于经常性有电力供应的可以改变油品运行前加热为油品温度随时控制，随时启动状态，提高发电效率，即将以前的风力发电机主控制器和辅助设备关闭状态或者需要外部电力保持的主控制器和辅助设备保持运行状态改变为发电机独立自主的保持运行状态，在塔筒下部安装的大型集中备用电源将是风力发电机风能储能一体化的模式，即改善电力质量和供电稳定性又使每一台风力发电机都成为一个不间断绿色能源。
[0008]方案三：在现有发电机结构上加装附属发电机
[0009]在发电机齿轮箱输出轴上(也可以是原编码器位置)安装附属小发电机发电，在风力发电机转动的情况下驱动润滑油泵润滑齿轮箱磨损部位(见图7)，甚至为发电机控制器、润滑油泵、液压站、备用电源充电(备用电源提供紧急偏航与变桨动力)、除湿机、照明系统、消防系统、监控系统等辅助系统提供电力。润滑泵系统可以使用原来风力发电机现有油泵和管路，也可以附加辅助油泵和管路对齿轮箱润滑。
[0010]以上方案二、三还可以对已经出厂安装完成的风力发电机进行改造。
[0011]方案四：改变主控制器程序让发电机处于发电状态、储能状态、非发电状态
[0012]在非发电状态下有电力产生的情况下，将电力提供给控制系统，并且改变相关非发电状态控制程序，满足非发电状态下辅助功能的控制需求将以前的风力发电机主控制器和辅助设备关闭状态或者需要借助外部电力保持的主控制器和辅助设备运行状态改变为发电机独立自主的保持控制状态。即从现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.半直驱中速风力发电机，通过在发电机端盖上添加轴向感应发电方式(又分内转子、外转子)和径向感应方式(又分内转子、外转子)的附属线圈，或者在定子上叠加轴向或径向感应附属线圈发电方式(又分内转子、外转子)产生电力供风力发电机控制功能使用，定子叠加需求需要延长转子永磁体的长度，加装的附属感应线圈的数量可以是1或者3至对应发电机原磁极数的倍数。2.在发电机出口断路器处并联一个小断路器，引出电力用于驱动润滑油泵，对发电机非发电状态下为润滑油泵进行供电，通过电力驱动油泵润滑齿轮箱磨损部位，该并联断路器始终处于常闭状态，只要叶片转动就会有电力产生，齿轮箱就会得到润滑，该电力还可为发电机主控制系统、润滑油泵、液压站、偏航电机、变桨电机、备用集中储能电源充电、空调除湿机、照明系统、消防系统、监控系统、润滑油和发电机温升改保温等辅助系统提供电力。3.在现有发电机齿轮箱输出轴上(也可以是原编码器位置)安装附属小发电机发电，在风力发电机转动的情况下驱动润滑油泵润滑齿轮箱磨损部位，甚至为发电机控制器、润滑油泵、液压站、备用电源充电(备用电源提供紧急偏航与变桨动力)、除湿机、照明系统、消防系统、监控系统等辅助系统提供电力，润滑系统可以使用原来风力发电机现有油泵和管路，也可以附加辅助油泵和管路对齿轮箱润滑。4.风力发电机在非发电状态下有电力产生的情况下，将电力提供给控制系统，加装集中备用储能电源，并且改变相关非发电状态控制程序，满足非发电状态下辅助功能的控制需求将以前的风力发电机主控制器和辅助设备关闭状态或者需要借助外部电力保持的主控制器和辅助设备保持运行状态改变为发电机独立自主的保持不同状态，即从现在的关机状态改变为待机状态，把发电机状态改变为发电状态、储能状态、待机状态。5.风...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺敬飞，
申请(专利权)人：贺敬飞，
类型：发明
国别省市：