[实用新型]基于双馈电机的旋转变频变压装置

说明书

本发明公开了一种基于双馈电机的旋转变频变压装置，解决了传统电动‑发电机组的频率转换设备存在的设备体积庞大、造价高和转换效率低的问题。绕线式双馈异步发电机在50Hz供电时气隙中的磁场转速，与在60Hz供电时气隙中的磁场转差，即n=n_s2‑n_s1；作为异步电动机的额定转速；将异步电动机（2）与绕线式双馈异步发电机（1）同轴联接在一起；将绕线式双馈异步发电机上的三相转子绕组通过集电环与50Hz的电网连接，将绕线式双馈异步发电机上的三相定子绕组与60Hz的电网连接；本发明在绕线式双馈异步发电机中实现了由异步电动机提供的转速与50Hz电网所提供的气隙旋转磁场的叠加，实现了两种电制的转换。

技术领域

本发明涉及一种基于双馈电机的电压频率转换装置，特别涉及采用该装置对不同工频电制进行转换的装置及方法。

背景技术

随着对环境保护力度的加大，许多国家出台了更加严苛的环保政策，例如：在航运方面，许多国家的交通管理部门和环保部门要求船舶在港口码头停泊期间，必须使用岸电，不允许开启船上的柴油发电机组，以达到保护港口码头的生态环境的目的；但由于不同的国家使用不同的工频电制，有的使用50Hz的工频电制，有的使用60Hz的工频电制，不同国家的船舶使用的电制也不尽相同，码头岸电也存在着两种不同的电制；当港口码头停靠的船舶使用的电制频率与所停泊的码头岸电的电制频率不同时，存在船舶无法直接入岸电的问题；因此，需要码头岸电要装备两种不同频率的岸电电源，或在船上装备一种两种频率电源可相互转换的设备；目前，采用在船上装备一种两频率电源可相互转换的设备的方案比较普遍，现有的转换设备是采用电动-发电机组，来进行两种频率转换的，即用一个50Hz的10极同步电机与一个60Hz的12极同步电机，转速均为600rpm，二者组成一套电动-发电机组，可以进行50Hz-60Hz电制相互转换；但这种方案存在的主要问题是：设备体积庞大、造价较高、效率低，运行噪声大；随着电力电子技术的发展，电动-发电机组的频率转换设备逐步被静止的电力电子变频器所取代，这种基于电力电子技术的变频器虽然克服了电动-发电机组方案的体积大、效率低、噪声大的缺点，但存在价格昂贵的问题，并且可靠性、电磁兼容性和供电品质不及传统的电动-发电机组的频率转换设备。

发明内容

本发明提供了一种基于双馈电机的旋转变频变压装置，即解决了电力电子变频器价格昂贵、电磁兼容性和供电品质低的问题，也解决了传统电动-发电机组的频率转换设备所存在的设备体积庞大、造价较高和转换效率低的问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：先取一台绕线式双馈异步发电机，该电机在50Hz供电时，气隙中的磁场转速，即同步转速为n_S1，该电机在60Hz供电时，气隙中的磁场转速，即同步转速为n_S2，得到该电机在两种频率电制下的转速差n，即n=n_s2-n_s1；再取一台异步电机，该电机在接入50Hz三相交流电时的额定转速，等于双馈异步发电机在上述两种频率电制下的转速差n，因此称该电机为“转差电机”，即其转速为：n=n_s2-n_s1；将双馈异步发电机与异步电动机同轴联接在一起；最后，将绕线式双馈异步发电机上的三相转子绕组通过集电环与50Hz的电网连接在一起，将绕线式双馈异步发电机上的三相定子绕组与60Hz的电网连接在一起；本发明在绕线式双馈异步发电机中实现了由转差电机提供的转速与50Hz电网所提供的气隙旋转磁场的叠加，实现了50Hz电制与60Hz电制的转换。