[发明专利]永磁双馈风力发电机及其工作方法

权利要求书

1.一种永磁双馈风力发电机，包括机座、连接机座两端的一对机座端盖、电刷滑环和电能引出线、电机转轴、定子、转子，所述定子与机座固定起支撑电机的作用，所述定子的结构与普通双馈发电机定子的结构相同，包括定子铁心和定子三相绕组；所述定子铁心的内壁嵌有分布式对称的定子三相绕组，所述一对机座端盖支撑电机转轴，所述电刷滑环与所述绕线转子接触并固定连接在所述电能引出线上；所述转子安装在电机轴上，转子安装在定子内部；其特征是，所述转子包括绕线转子、永磁转子和一个风轮；所述永磁转子安装在绕线转子内部；所述永磁转子与绕线转子分别通过相互独立的轴承安装在电机轴上。

2.如权利要求1所述的一种永磁双馈风力发电机，其特征是，所述绕线转子由转子铁心和转子三相绕组组成，所述转子铁心外壁嵌有转子三相绕组；所述绕线转子与电机轴刚性连接，所述转子三相绕组通过电刷-滑环结构提供励磁电压。

3.如权利要求1所述的一种永磁双馈风力发电机，其特征是，所述永磁转子采用表面式结构，安装在绕线转子的内腔，与绕线转子之间存在径向间隙；径向间隙产生气隙磁场；所述永磁转子通过轴承固定在电机轴上，绕电机轴自由旋转；永磁转子的极数和定子三相绕组、转子三相绕组的极数相同。

4.如权利要求1所述的一种永磁双馈风力发电机，其特征是，所述转子上有两个磁势源，分别为永磁转子和转子三相绕组，所述永磁转子提供永磁磁场；转子三相绕组提供可变磁场，通过改变绕线转子中电流的大小、相位和方向，对气隙磁场起到助磁或弱磁的作用；所述定子三相绕组和绕线转子均为三相对称交流绕组；定子三相绕组、转子三相绕组和永磁转子共同建立励磁磁场。

5.如权利要求1所述的一种永磁双馈风力发电机所采用的工作方法，其特征是，永磁双馈风力发电机运行时，定子三相绕组产生的旋转磁场将永磁转子牵入同步，永磁转子在发电机稳定运行时始终同步速运行；而绕线转子与定子三相绕组产生的旋转磁场不同步，当被风轮驱动的绕线转子超过同步速运行时，该发电机通过绕线转子向电网馈入电能，永磁双馈风力发电机处于发电机运行状态；当被风轮驱动的绕线转子低于同步速运行时，绕线转子从电网吸收电能，永磁双馈风力发电机处于电动机运行状态。

6.如权利要求5所述的一种永磁双馈风力发电机的工作方法，其特征是，根据永磁双馈风力发电机运行和并网运行的要求，灵活改变励磁绕组电流的大小和方向，来调节气隙磁场，由于永磁磁场的存在，稳定运行时减小了来自电网的励磁电流；特别是电网故障时，励磁电流的减小有助于电网电压的恢复和电网的稳定运行。