[发明专利]含绕线转子同步交流发电机和变流器可变机制运行的组件

权利要求书

1.一种以可变机制，尤其是以可变速度、功率或功率因数运行的机电组件，包括：

-具有高于或等于1MW的功率、具有绕线转子(15)的同步交流发电机(10)，其尤其是借助于励磁器(11)或者借助于开口环和换向器的直接励磁通过电压(V_f)被供以直流电流，以及传送输出电压(U_s)，

-变流器(20)，其包括用于对所述交流发电机的所述输出电压(U_s)进行整流的整流器(21)，所述整流器可能是基于脉冲宽度调制的或者基于二极管的、以及可选地继之以DC/DC变流器，

所述供应电压(V_f)为所述绕线转子供应电力，所述供应电压(V_f)从动于所述交流发电机的所述输出电压(U_s)。

2.根据权利要求1所述的组件，包括调节器(18)，所述调节器(18)被配置成作用于所述电压(V_f)，以将所述交流发电机的所述输出电压(U_s)保持于预设值(U_s eff ref)。

3.根据前述权利要求1所述的组件，计算所述参考电压(U_s eff ref)，以最小化下面列表中的损耗的至少一个：铁损、涡流损耗、磁滞损耗、转子处的焦耳效应损耗、定子处的焦耳效应损耗、变流器处的传导损耗、变流器处的开关损耗。

4.根据权利要求2所述的组件，其中，所述参考电压(U_s eff ref)取决于以下至少之一：速度、功率、功率因数、电机的热态。

5.根据权利要求2所述的组件，其中，在所述组件的运行期间实时地计算所述参考电压(U_s eff ref)。

6.根据权利要求2所述的组件，其中，在所述组件的运行之前根据应用预计算所述参考电压(U_s eff ref)。

7.根据权利要求6所述的组件，所述交流发电机包括励磁器(11)，使得可以在所述励磁器(11)中产生所需要的励磁的电压(V_r)从动于由所述交流发电机(10)提供的有效输出电压(U_s eff)。

8.根据权利要求1所述的组件，至少包括用于为所述绕线转子(15)供应电力的一个开口环和一个换向器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述整流器的输出电流为DC总线(22)供应电力。

10.根据权利要求1所述的组件，包括调节器(25)，所述调节器(25)用于控制所述整流器以保持恒定的总线电压。

11.根据前述权利要求中任一项所述的组件，表示根据旋转速度(以rpm表示)的所述交流发电机输出电压(U_s)的曲线在旋转速度到达额定速度时具有不连续性。

12.根据前述权利要求中任一项所述的组件，对于低于所述额定速度的旋转速度，表示根据旋转速度(以rpm表示)的所述交流发电机输出电压(U_s)的曲线不同于直线。

13.根据前述权利要求中任一项所述的组件，对于低于所述额定速度的旋转速度，所述输出电压(U_s)低于根据沿直至所述额定速度的速度的整个范围以恒定U/f进行的调节的调节电压。

14.一种发电机，尤其是风力涡轮机，包括如权利要求1中所述的组件。

15.一种用于借助于根据权利要求1所述的组件将机械能、尤其是基于风的机械能转换成电能的方法，其中，以从动于所述交流发电机的输出电压(U_s)的电压(V_f)将DC电流供应给具有绕线转子(15)的同步交流发电机(10)的所述转子。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，采用脉冲宽度调制型的整流器对所述交流发电机的所述输出电压(U_s)进行整流。