[发明专利]可变速内燃机发电机组-变速恒频交直流凸极同步发电机组

说明书

本发明涉及一种新型可变速内燃机(柴油机、燃气轮机)发电机组，它包括可变速柴油机‑发电机机组及可变速燃气轮机‑发电机组，新型可变速凸极同步电机，具备可变速恒频及其交直流供电特性，属于基础性的原始创新发明。它是构建新型可变速内燃机(柴油机、燃气轮机)发电机组的基础。它是在新型移动式可变速内燃机发电机组、大型舰船综合电力系统、新型多电大飞机系统，以及在新能源风电‑柴电综合系统中的发明和应用。它所要解决的关键是在孤立电力系统中，实现系统变速恒频，目的是改善内燃机发电机组的运行特性，节省燃油消耗，提高经济效益，减少废气排放，改善环境污染。

技术领域

本发明属于新型可变速内燃机(柴油机、燃气轮机)发电机组。是一种具备可变速恒频特性及可交直流供电的发电机组，它能使机组可变速，使能改善内燃机发电机组的运行特性，节省燃油消耗，提高经济效益，减少废气排放，改善环境污染。它特别涉及一种新颖变速恒频交直流凸极同步电机原理、特性及结构范畴，属于基础性的原始创新发明。

背景技术

新型可变速恒频内燃机发电机组(Internal Combustion Engine GeneratorsSet with Variable Speed Constant Frequency)，是近年来在移动式柴油发电机组、大型舰船通信、航空航天大型多电飞机、新能源风电及其分布式电网、微电网技术等领域的研究热点，它能够有效提高发电设备的燃料利用率和改进输出电能品质，同时降低设备的重量和体积，提高电力系统经济性和可靠性。新型内燃机组被认为是新一代内燃机(柴油发动机、燃气轮机)发电机组的发展趋势。无论是军品，还是民用，它是新一代现代技术的发展趋势，具有广泛的应用前景和巨大的经济效益。

1、新型移动式可变速内燃机-发电机组及其系统

传统内燃机-发电机组，它包括柴油机发电机组和燃气轮机发电机组二大类。鉴于电力系统恒频恒压的基本要求，其发电机，一般为凸极同步发电机，转速固定不变。由于同步电机的频率和转速限制，迫使内燃机转速固定不变。因此，一般情况下，传统内燃机-发电机组是转速固定不变。

现代内燃机-发电机组，具有结构紧凑、轻便灵活、投资小、建设快、效益高、移动性好、适应性强等一系列优点。因此，在国民经济中，特别是在边远地区、孤岛荒郊、野战移动、重要负荷、通信枢纽、医疗中心、指挥中心等为适应环境需求，得到广泛应用。在现代化战争中，现代军用移动式柴油发电机组(Military Mobile Diesel Generator Set MMDGS)，即电源车，成为军队不可或缺的重要的后勤装备，是现代战争重要的保障装备之一。

首先，现代军用移动式柴油发电机组(Military Mobile Diesel Generator SetMMDGS)，美军军用发电机已经历经军用标准化发电机(Military Standard Generators，MIL_STD)、战术静音发电机(Tactical Quiet Generators，TQG)两代的发展，正在向第三代高级中型移动电源(Advanced Medium-sized Mobile Power Sources，AMMPS)发展。当前，正在发展中的第三代发电设备(AMMPS)，仍然由柴油机来驱动，美国康明斯(Cummins)公司的已研发的AMMPS产品，在同等容量条件下的第三代(AMMPS)相对于第二代(TQG)而言，在重量、体积、油耗等方面均有所减小。第三代(AMMPS)具有的典型特点有智能控制、故障诊断、可变速控制、先进的结构和原材料、先进的结构部件等。