[发明专利]利用无刷发电机的交流励磁机进行起动的燃气轮机发电机组及其起动方法

权利要求书

1.一种利用无刷发电机的交流励磁机进行起动的燃气轮机发电机组，其特征在于，包括依次同轴安装的无刷同步发电机、减速器和单轴燃气轮机，所述无刷同步发电机包括依次同轴安装的永磁附励磁机、交流励磁机和发电机，其中，发电机靠近减速器安装，所述交流励磁机在机组起动时执行起动机工作模式，作为动力源起动燃气轮机发电机组，并在机组转速达到80％额定转速后执行励磁机工作模式；

所述交流励磁机的转子绕组通过旋转整流器连接至发电机的励磁绕组，且所述交流励磁机的转子绕组的第一输出端和第二输出端之间连接有第一离心开关、第二输出端和第三输出端之间连接有第二离心开关，所述第一离心开关和第二离心开关为常闭开关，在起动机工作模式下，所述交流励磁机的转子绕组通过第一离心开关和第二离心开关短接，当机组转速达到80％额定转速时第一离心开关和第二离心开关自动分开，所述交流励磁机执行励磁机工作模式；所述交流励磁机的定子绕组分别与励磁控制器和起动变频器连接，且所述交流励磁机的定子绕组的线圈抽头接入到接线盒内，通过安装在接线盒内的接触器KM1、KM2、KM3控制切换接线形式，在起动机工作模式下，所述交流励磁机的定子绕组采用星型接法连接至起动变频器，在励磁机工作模式下，定子绕组采用串联接法连接至励磁控制器；

机组起动时，接触器KM1、KM2、KM3动作，所述交流励磁机的定子绕组为星型接法，转子绕组通过第一离心开关和第二离心开关短接，所述交流励磁机执行起动机工作模式，通过起动变频器驱动所述交流励磁机工作以将所述单轴燃气轮机拖动到点火转速，然后，所述单轴燃气轮机和交流励磁机共同出力推动机组升速，达到50％额定转速时，起动变频器断开，同时接触器KM1、KM2、KM3动作恢复至初始状态，所述交流励磁机的定子绕组采用串联接法连接至励磁控制器，单轴燃气轮机推动机组继续升速，达到80％额定转速时，所述第一离心开关和第二离心开关自动断开，所述交流励磁机执行励磁机工作模式，达到100％额定转速时，所述励磁控制器控制机组正常励磁并网发电。

2.如权利要求1所述的利用无刷发电机的交流励磁机进行起动的燃气轮机发电机组，其特征在于，第一组定子绕组的第一端分别与接触器KM1的常开触点、励磁控制器连接，第二端分别与起动变频器、接触器KM1的常闭触点连接，第二组定子绕组的第一端分别与接触器KM1的常闭触点、接触器KM2的常开触点连接，第二端分别与起动变频器、接触器KM2的常闭触点连接，第三组定子绕组的第一端分别与接触器KM2的常闭触点、接触器KM3的常开触点连接，第二端分别与起动变频器、励磁控制器连接。

3.如权利要求1所述的利用无刷发电机的交流励磁机进行起动的燃气轮机发电机组，其特征在于，所述交流励磁机的定子绕组的线圈直径增大2～5倍。

4.如权利要求3所述的利用无刷发电机的交流励磁机进行起动的燃气轮机发电机组，其特征在于，所述交流励磁机的定子绕组的线圈直径增大2～3倍。

5.如权利要求1所述的利用无刷发电机的交流励磁机进行起动的燃气轮机发电机组，其特征在于，所述燃气轮机发电机组还包括底座，所述无刷同步发电机、减速器和单轴燃气轮机均安装在底座内。

6.一种燃气轮机发电机组的起动方法，用于控制如权利要求1～5任一项所述的燃气轮机发电机组进行起动，其特征在于，包括以下内容：

机组开始起动时，控制交流励磁机执行起动机工作模式，作为动力源起动燃气轮机发电机组；

机组转速达到80％额定转速后，控制交流励磁机执行励磁机工作模式；

机组转速达到100％额定转速后，控制机组励磁并网发电；

在机组起动阶段，先控制接触器KM1、KM2、KM3动作，使交流励磁机的定子绕组采用星型接法连接至起动变频器，转子绕组通过第一离心开关和第二离心开关短接，所述交流励磁机执行起动机工作模式，利用起动变频器驱动所述交流励磁机工作以将所述单轴燃气轮机拖动到点火转速；

然后，单轴燃气轮机和交流励磁机共同出力推动机组升速，达到50％额定转速时，控制起动变频器断开，同时控制接触器KM1、KM2、KM3动作恢复至初始状态，交流励磁机的定子绕组采用串联接法连接至励磁控制器；

单轴燃气轮机推动机组继续升速，达到80％额定转速时，第一离心开关和第二离心开关自动断开，交流励磁机执行励磁机工作模式。