[实用新型]一种大功率混合励磁双转子双馈式同步风力发电机

说明书

技术领域

 本发明涉及一种同步发电机，特别涉及一种大功率混合励磁的双转子双馈式同步发电机。

背景技术

 近年来随着能源危机与环境问题的日益突出，世界各国都在大力发展风力发电等可再生能源事业，其相关技术发展很快，从失速型到变速恒频风电系统，从有齿轮箱到直接驱动型风电系统，风电的装机容量也在近几年内获得了快速增长。为提高风能利用效率，降低风电成本，风电机组单机容量大型化是风电技术发展的大趋势.采用变速变桨距调节技术已经成为MW级以上大型风电机组的重要特征；在目前的变速恒频风电系统中，使用双馈感应发电机的双馈型风电系统市场份额最大，使用永磁同步发电机的直驱型系统发展很快。随着风力发电装机容量的不断增大，其对电网的影响已经不能忽略，很多国家制订了新的规则，对并网风力发电提出了新的要求，这些要求包括有功、无功功率控制，电压、频率控制，电能质量控制，故障穿越功能等。这些要求使风力发电场要逐渐承担起类似传统火力发电场的功能，在电网故障如电压跌落时保持并网，快速向电网提供有功和无功功率支持，帮助电网电压及频率的恢复及稳定。目前国内外对双馈和直驱变速恒频风电系统在电网故障时的应对措施，已经有较多研究，包括改进变流器控制策略提高系统的动态特性使其具备一定的LVRT能力，但在跌落深度较大时，仅依靠控制策略的作用有限，因此需要从改变发电机本体结构上或增加硬件保护电路，来实现风电机组低电压穿越并对变流器进行保护。

发明内容

 本发明提供了一种大功率混合励磁双转子双馈式同步风力发电机，解决了风电机组低电压穿越并对变流器进行保护的技术问题。

本发明是通过以下方案解决以上问题的：

一种大功率混合励磁双转子双馈式同步风力发电机，包括电机驱动轴和电机机座，在电机驱动轴与电机机座之间设置有第一轴承，在电机机座内设置有主机转子支架，主机转子支架是通过第二轴承与电机驱动轴活动连接在一起的，在主机转子支架上设置有主机转子，在主机转子的内侧面上设置有磁钢，在主机转子支架的一端分别设置有励磁机和旋转整流模块，在电机驱动轴上设置有主机副转子，在电机驱动轴的一侧轴端上设置有滑环，在主机副转子中设置有转子三相交流线圈，转子三相交流线圈与滑环电连接，在电机机座上设置有主机定子，在主机定子中设置有定子三相线圈，在主机转子的外表面内设置有直流励磁线圈，直流励磁线圈通过旋转整流模块与励磁机电连接。

励磁机是转枢式电机，励磁机是通过自动电压调整器为主机转子的外表面内设置的直流励磁线圈励磁的。

本发明由于采用双转子结构，将双馈发电机与同步发电机很好的结合起来。在变速恒频系统中，可以利用双馈电机更优越性能，在电机负荷变化时，可通过控制转子励磁频率来改变发电机转速，控制转子电流励磁相位，改变电机的功率角，进而分别调节电机的有功、无功功率，减小发电机对电网的扰动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的电路原理简图。

具体实施方式

一种大功率混合励磁双转子双馈式同步风力发电机，包括电机驱动轴1和电机机座2，在电机驱动轴1与电机机座2之间设置有第一轴承11，在电机机座2内设置有主机转子支架9，主机转子支架9是通过第二轴承10与电机驱动轴1活动连接在一起的，在主机转子支架9上设置有主机转子6，在主机转子6的内侧面上设置有磁钢7，在主机转子支架9的一端分别设置有励磁机3和旋转整流模块4，在电机驱动轴1上设置有主机副转子8，在电机驱动轴1的一侧轴端上设置有滑环12，在主机副转子8中设置有转子三相交流线圈，转子三相交流线圈与滑环12电连接，在电机机座2上设置有主机定子5，在主机定子5中设置有定子三相线圈，在主机转子6的外表面内设置有直流励磁线圈，直流励磁线圈通过旋转整流模块4与励磁机3电连接。

励磁机3是转枢式电机，励磁机3是通过自动电压调整器为主机转子6的外表面内设置的直流励磁线圈励磁的。

本发明的系统原理简图如图2所示，其中S0为主机定子，R0为主机转子，R1为副转子，V为变流器，副转子R1中为三相励磁绕组，用n1、f1表示副转子的转速、频率，△f为变流控制器输入的转差频率，主机转子R0外表面装磁极，通直流电励磁，内表面装永磁体励磁，假设R0中电励磁磁极和永磁体励磁磁极的极对数均为p0，且磁性相同，用n0表示主机转子R0的转速，主机定子S0中装三相绕组，输出恒压恒频三相电，并网，设频率为f0, 主要原理如下：