[实用新型]一种直接输出式风力发电机

说明书

技术领域：

本实用新型涉及风电新能源技术领域，具体涉及一种直接输出式风力发电机。 

背景技术：

在低碳环保的理念下，催生了风电大规模的应用。风力发电机组的发展也从最早的kW级升级到MW级。由于风的随机性和不稳定性造成风力发电机组并网电能的不稳定性，且风力发电机组装机量越来越大，风电在电网中占的比例越来越大，当电网电压出现短时的跌落时，风力发电机组就会大面积脱网，导致电网跌落更加严重。 

当单台风力发电机组的容量从kW级发展到MW级，交直交变流器的功率从小变大，结构和控制从简单到复杂，且变流器的功率等级受限于电力电子开关管的发展，当机组功率到5MW以上时需要寻求更合适的拓扑结构。 

目前，风力发电机组发出的电能并入电网，再通过电网公司调度给各个负载用户。而某些大功率负载用户具有得天独厚的风电资源，却依然需要通过电网公司调度后才能接入电能。如果电网停电后，这些用户必须停产。 

发明内容：

针对上述缺陷或不足，本实用新型提供了一种直接输出式风力发电机，实现了针对不同用户负载简化风力发电机组结构，节省成本，增强机组可靠性，同时，提高了风力能源的利用率。 

本实用新型提供了一种直接输出式风力发电机，包括：叶轮、同步电励磁发电机、电机励磁控制器以及三相交流负载，其中， 

所述叶轮与所述同步电励磁发电机连接，所述同步电励磁发电机的电机输出端与三相交流负载相连，所述电机励磁控制器的输出端与所述同步电励磁发电机中的励磁机连接。 

所述直接输出式风力发电机还包括齿轮箱，所述齿轮箱的低速轴与所述叶轮连接，所述齿轮箱的高速轴与同步电励磁发电机连接。 

所述的直接输出式风力发电机，所述叶轮由叶片、轮毂以及变桨系统组成。 

本实用新型提供了一种直接输出式风力发电机，将电机励磁控制器与同步电励磁发电机的励磁机相连接，通过调节发电机励磁电流的大小，实现了对同步电励磁发电机的输出功率的大小的调节，进而实现了同步电励磁发电机电流输出端与三相交流负载直接连接，规避了并网环节，提高能源利用率，同时，简化了风力发电机组结构，节省成本，增强机组可靠性。 

附图说明：

图1是本实用新型的直接输出式风力发电机的结构示意图。 

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做详细描述。 

参考图1所示，本实用新型提供了一种直接输出式风力发电机，包括：叶轮1、同步电励磁发电机3、电机励磁控制器4以及三相交流负载5，其中， 

所述叶轮1与所述同步电励磁发电机3连接，所述同步电励磁发电机3的电机输出端与三相交流负载5相连，所述电机励磁控制器4的输出端与所述同步电励磁发电机3中的励磁机连接。 

进一步地，上述直接输出式风力发电机还可以包括齿轮箱2，所述齿轮箱2的低速轴与所述叶轮1连接，所述齿轮箱2的高速轴与同步电励磁发电机3连接。 

进一步地，上述直接输出式风力发电机的叶轮1由叶片、轮毂以及变桨系统组成。变桨系统的所有部件都安装在轮毂上。变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，进而控制风机的输出功率，并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。 

所述电机励磁控制器4控制同步电励磁发电机3的输出功率大小；所述三相交流负载5由至少一组三相交流负载组成，且负载的电压频率和幅值无特殊要求。 

所述同步电励磁发电机3的输出端直接与至少一组三相交流负载5连接，当风速低于额定风速时，通过调节同步电励磁发电机3的励磁电流的大小，可以调整同步电励磁发电机3的电机输出功率的大小；当风速高于额定风速时，通过调整叶片的桨距角，可以保证机组输出功率等于额定功率。桨距角即叶片弦长与旋转平面的夹角。 

需要说明的是，本实用新型对用户负载电压的频率和幅值无特殊要求，且只用于非并网型系统中。 

本实用新型实施例提供了一种直接输出式风力发电机，将电机励磁控制器与同步电励磁发电机的励磁机相连接，通过调节发电机励磁电流的大小，实现了对同步电励磁发电机的输出功率的大小的调节，另外，增加了变桨系统，通过调整叶片的桨距角，可以保证机组输出功率等于额定功率，进而实现了同步电励磁发电机电流输出端与三相交流负载直接连接，规避了并网环节，提高能源利用率，同时，简化了风力发电机组结构，节省成本，增强机组可靠性。 

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。