[发明专利]定子双绕组异步电机发电系统宽风速范围内风力发电的方法

权利要求书

1.一种宽风速范围内发电的定子双绕组异步电机发电系统，其特征在于包括主回路、低压小功率辅助电源、检测回路和控制回路，主回路由定子双绕组异步发电机(1)、滤波电感(2)、控制变换器(3)、整流桥(4)、励磁电容(5)、二极管(7)和输出逆变器(15)构成，低压小功率辅助电源由小容量蓄电池(6)和阻断二极管组成，检测回路由电流传感器(8)和电压传感器(9,10,11)组成，控制回路由数字信号处理器(12)和控制变换器的驱动电路(13)组成；控制绕组侧控制变换器(3)输出直流电压的正端通过二极管(7)与功率绕组侧整流桥(4)输出直流电压的正端相连，两者的负端直接相连；小容量蓄电池(6)的正极接阻断二极管的阳极，小容量蓄电池(6)的负极接控制变换器(3)输出直流电压的负端，阻断二极管的阴极接控制变换器(3)输出直流电压的正端。

2.一种基于权利要求1所述的宽风速范围内发电的定子双绕组异步电机发电系统的控制方法，其特征在于包括低风速区发电运行控制方法和高风速区的发电运行控制方法：

低风速区发电运行控制方法是：在低风速区，发电机转速较低，控制绕组端电压较低，控制变换器(3)调节发电机的控制绕组无功功率，使发电机内部磁通维持恒定，同时控制发电机发出的有功功率，通过电压泵升原理，使发电机发出的电能从控制绕组侧经控制变换器输出至直流母线上，并控制直流母线的输出直流电压达到指令电压，该电压高于功率绕组整流桥输出电压，因而整流桥(4)自然阻断；

高风速区发电运行控制方法是：在高风速区，发电机的转速较高，功率绕组的输出电压也较高，发电机发出的电能由功率绕组经整流桥输出；随着转速和负载的变化，控制变换器(3)通过调节发电机的控制绕组无功功率来调节发电机内部磁通，使得功率绕组的整流输出电压达到并稳定于指令电压，并使二极管(7)反偏截止。

3.根据权利要求2所述的宽风速范围内发电的定子双绕组异步电机发电系统的控制方法，为了顺利实现高风速区功率绕组侧整流输出电压的调节以及发电机输出功率在两套绕组之间的过渡切换，应用于该方法的定子双绕组异步发电机的一个特征是：设计控制绕组的匝数低于功率绕组的匝数，即控制绕组端电压低于功率绕组端电压。