[发明专利]并网型混合驱动式变桨变速恒频风力发电机组

说明书

(一)技术领域

本发明涉及风力发电技术，具体说就是一种并网型混合驱动式变 桨变速恒频风力发电机组。

(二)背景技术

风能是人类最早使用的能源之一，远在公元前2000年，埃及、 波斯等国已出现帆船和风磨，中世纪荷兰与美国已有用于排灌的水平 轴风车。我国是世界上最早利用风能的国家之一，早在距今1800年 前，我国就有风力提水的记载。1890年丹麦的P·拉库尔研制成功了 风力发电机，1908年丹麦已建成几百个小型风力发电站。自二十世 纪初至二十世纪六十年代末，一些国家对风能资源的开发，尚处于小 规模的利用阶段。随着大型水电、火电机组的采用和电力系统的发展， 1970年以前研制的中、大型风力发电机组因造价高和可靠性差而逐 渐被淘汰，到二十世纪六十年代末相继都停止了运转。这一阶段的试 验研究表明，这些中、大型机组一般在技术上还是可行的，它为二十 世纪七十年代后期的大发展奠定了基础。1980年以来，国际上风力 发电机技术日益走向商业化。主要机组容量有300kW、600kW、750kW、 850kW、1MW、2MW。1991年丹麦在Vindeby建成了世界上第一个海上 风电场，由11台丹麦Bonus 450kW单机组成，总装机4.95MW。随后 荷兰、瑞典、英国相继建成了自己的海上风电场。

目前，我国并网型风力发电机组主要有两种机型：一种是直驱型； 另一种是双馈型.直驱型风机有着较好的可维护性，但是直驱型的电 机级数多，质量大，存在着整机机舱过重，载荷条件差，安装、运输 困难等一些不便因素。双馈型同时又有齿轮箱故障率高，维护成本大 的不足。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种针对目前我国流行的直驱型和双馈 型两种机型开发的一种并网型混合驱动式变桨变速恒频风力发电机 组。

本发明的目的是这样实现的：它是由叶轮系统、传动系统、支撑 系统、偏航系统、液压系统、温控系统和电气系统组成的，叶轮系统 直接与传动系统的增速箱行星架法兰相连接，叶轮系统包括三片叶 片、轮毂和变桨控制单元，传动系统的发电机定子外壳和增速箱内齿 圈外壳分别以前法兰和后法兰的方式固定在支撑系统的回转支架上， 发电机为同步永磁发电机，发电机为内转子结构，内转子前轴与齿轮 箱输出轴用外花键联接，后轴伸出端安装刹车盘，增速箱和发电机空 心轴孔穿过滑环电缆，支撑系统中除回转支架用于支撑传动系统外， 还有底架用于支撑电气系统的控制柜、电缆、温控系统的温控柜及管 路。

本发明还有以下技术特征：

(1)所述的支撑系统中的回转支架其结构前立面与竖直方向成 4°夹角，有双侧立面法兰和底部法兰，内部法兰安装发电机，外部 法兰安装增速箱，构成传动系统，使安装在增速箱行星架上的叶轮与 传动系统处于一条直线，且与水平方向成4°夹角，底部法兰安装在 偏航轴承内圈上。

(2)所述的叶轮系统直接与传动系统中的增速箱行星架连接， 增速箱输出端太阳轮与发电机转子用花键套连接，增速箱与发电机中 心有一根空心轴连接，发电机空心轴输出端连接导电滑环转子，滑环 定子通过滑环支架固定在发电机定子外壳上，滑环电缆穿过空心轴 孔。

(3)所述的偏航系统包括偏航电动机、偏航减速机、偏航轴承、 偏航闸和偏航制动盘，偏航轴承外圈与塔筒连接，内圈与回转支架连 接，偏航减速机固定在回转支架上，其输出齿轮与轴承外圈外齿啮合， 偏航电动机连接偏航减速机齿轮，偏航闸固定在回转支架上，偏航制 动盘固定在轴承外圈和塔筒之间。

(4)所述的变桨控制单元包括变桨驱动装置和变桨控制系统， 变桨驱动装置由变桨电机及变桨减速机组成，其中变桨轴承外圈与轮 毂固定连接，轴承内圈与叶片连接，变桨减速机与轮毂连接，其输出 齿轮与轴承内圈内齿啮合，变桨控制系统位于轮毂内部。

(5)所述的电气系统由塔顶柜、塔底柜、系统控制单元和电缆 组成，塔顶柜、塔底柜分别与系统控制单元和电缆连接。