[发明专利]一种基于多相冗余控制的发电机系统

说明书

本发明属于发电系统设计领域，公开了一种基于多相冗余控制的发电机系统。该发电机系统包括系统机壳、n个发电机、原动机、控制器，n个发电机并列排列位于系统机壳内，控制器设置在系统机壳内并位于n个发电机的径向位置的正上方，原动机与每个发电机之间通过机械部件进行能量传输；每个发电机周围圆周均布若干个油冷通道，可对发电机进行冷却；同时，在系统机壳内沿n个发电机的油冷通道外围环绕若干圈水冷管，用以带走油冷通道内的热量，实现高效油水混合冷却效果。本发明减小了系统体积，提高了发电系统功率密度，同时采用单原动机输入，多个发电机进行发电，有效提高系统能量利用率，减小系统损耗；实现了在有限空间内的发电机良好散热。

技术领域

本发明属于发电系统设计领域，具体涉及一种基于多相冗余控制的发电机系 统。

背景技术

工业的不断进步发展，导致工业系统中用电设备不断增多，对电量的需求 越来越大。采用原动机拖动发电机进行发电，为用电设备提供足够的电能供应。 设计安全可靠的发电机系统，提高发电机系统的容错能力，为用电设备提供电 能供应显得尤为重要；另外，随着用电需求的增大，提高发电机的功率密度， 减小电机体积的需求更加迫切。

中国专利CN 112977041 A提供了一种双电机发电系统，包括内燃机、行星 轮机构、发电机、制动器及发电控制单元。该双电机发电系统，能够扩展发电 系统高效工作区范围和分布，同时能够一机多用，即利用一台原动机提供多种 电源，提高了设备利用率。制动器导致发电系统的控制难度增加，同时发电系 统功率密度低，体积大，不满足高功率密度需求。

中国专利CN 108696217 B提供了一种发电机系统，包含第一发电机和第二 发电机、发电控制系统、检测系统和同步控制系统。两个发电机分为主发电机 和从发电机，同步控制系统用于将主发电机和从发电机发出的电能进行同步变 换。系统中包含两台原动机，导致系统复杂，抗干扰能力大幅降低，同时两台 发电机主从运行，主发电机系统出现运行故障，从发电机系统无法保证电能供 应。

发明内容

本发明为适应工业系统的用电需求，提出了一种基于多相冗余控制的发电 机系统，通过多电机的冗余控制，实现发电机系统的高功率密度、小型化及抗 干扰能力的特点。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面提供了一种基于多相冗余控制的发电机系统，该系统 包括系统机壳1、n个发电机、原动机、控制器，n个发电机并列排列位于系统 机壳1内，控制器设置在系统机壳1内并位于n个发电机的上方，原动机与每 个发电机之间通过机械部件进行能量传输；

控制器2包括支撑电容201、n组驱动器件组202、n组功率器件组203、n 个水冷板204，其中支撑电容201位于控制器2的中心位置，n个水冷板204位 于支撑电容201的左右两侧；每组驱动器件组202由2m个驱动器件组成；每组 功率器件组203由2m个功率器件组成；每组驱动器件组202和功率器件组203 均分为上下两层布置，上层有m个驱动器件和m个功率器件；上层的驱动器件 组202与功率器件组203连接并固定于1个水冷板204上方，下层驱动器件组 202与下层功率器件组203连接并固定于1个水冷板204下方，形成针对每个发 电机的m相控制。

进一步地，发电机的个数n大于等于2，发电机为m相永磁同步发电机，相 邻发电机之间的轴线距离需大于发电机直径。

进一步地，基于多相冗余控制的发电机系统功率为L MW时，每个发电机 为L/n MW的永磁同步发电机。

进一步地，每个发电机均包括：定子9、转子10、绕组11、转子轴12、电 机前端盖13、电机后端盖14；转子轴12与电机前端盖13和电机后端盖14通 过轴承同轴连接。