CN100464481C - 大功率双枢双馈无刷风力发电机 - Google Patents

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CN100464481C CNB2006101253614A CN200610125361A CN100464481C CN 100464481 C CN100464481 C CN 100464481C CN B2006101253614 A CNB2006101253614 A CN B2006101253614A CN 200610125361 A CN200610125361 A CN 200610125361A CN 100464481 C CN100464481 C CN 100464481C
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Abstract

一种大功率双枢双馈无刷风力发电机，发电机由功率电机和控制电机二个电机同轴式组成，都是交流励磁的，其特征是功率电机的定子中有二套三相绕组，控制电机的定子中为一套三相绕组，功率电机的定子中的一套三相绕组对外输出三相工频交流电，另一套三相绕组连接变频器，变频器连接控制电机的定子三相绕组，功率电机的转子中有一套五相绕组，控制电机的转子中也有一套五相绕组，控制电机的转子和功率电机的转子，都为五相交流绕组，相互连接。本发明的优点是：(1)电机无刷结构，不会产生电刷炭粉及电磁干扰等缺陷；(2)电机变速恒频，电能质量好，干扰小。

Description

大功率双枢双馈无刷风力发电机
技术领域
本发明涉及一种大功率双枢双馈无刷风力发电机。
背景技术
众所周知，利用风能发电是一种清洁能源，是目前开发新能源的热点之一。但大功率的风力发电机目前1.5MW-2.5MW级的双馈型异步风力发电机。是有刷结构，有刷结构存在滑环磨损，电刷炭粉及电磁干扰等缺陷，特别是可靠性受到很大影响。故无刷化是更好的发展方向。在无刷化方面，目前结构形式是在定子中有不同极数的二套绕组即一套功率绕组和一套控制绕组，而转子上为回字型结构短路绕组，这种结构简称为单枢双馈无刷风力发电机，由于双馈共磁路，给发电机电磁性能带来更多不利影响，电能质量差和干扰大，极待克服。
发明内容
本发明的目的是提供一种大功率双枢双馈无刷风力发电机，它的结构新颖，性能更好。
本发明是这样来实现的，发电机由功率电机和控制电机二个电机同轴式组成，都是交流励磁的，其特征是功率电机的定子中有二套三相绕组，控制电机的定子中为一套三相绕组，功率电机的定子中的一套三相绕组对外输出三相工频交流电，另一套三相绕组连接变频器，变频器连接控制电机的定子三相绕组。功率电机的转子中有一套五相绕组，控制电机的转子中也有一套五相绕组。控制电机转子和功率电机转子上的五相绕组相互连接，产生的旋转磁场转速与机械转速形成相加。这样的连接就使得可逆变频器根据原动机械的不同转速与输出不同的频率给控制电机的三相交流绕组。达到功率电机电枢绕组输出恒定频率即工频50HZ的三相交流电，达到变速恒频的目的。
本发明的优点是：(1)电机无刷结构，不会产生电刷炭粉及电磁干扰等缺陷；(2)电机变速恒频，电能质量好，干扰小。
附图说明
图1为本发明的电系原理图；
具体实施方式
如图1所示，本发明的发电机由功率电机1和控制电机2二个电机同轴式组成，都是交流励磁的，其特征是功率电机的定子中有三相绕组3和三相绕组4，控制电机的定子中为一套三相绕组6，功率电机的转子中有一套五相绕组7，控制电机的转子中也有一套五相绕组8。功率电机的定子中的一套三相绕组3对外输出三相工频交流电，另一套三相绕组4连接变频器5，变频器输出三相可变频率的三相交流电供给控制电机的定子三相绕组6。控制电机转子的五相绕组8和功率电机转子的五相绕组7都为五相交流绕组，相互连接，产生的旋转磁场转速与机械转速形成相加。这样的连接就使得可逆变频器根据原动机械的不同转速与输出不同的频率给控制电机的三相交流绕组。达到功率电机电枢绕组输出恒定频率即工频50HZ的三相交流电，达到变速恒频的目的。Pp是功率电机极对数，电枢绕组为三相四线输出为U、V、W、N、频率为恒频50HZ，3Pp是功率电机定子中的控制源电枢绕组，也为三相，输出u1、v1、w1、频率为150HZ。其中Pp与3Pp正交设计，他们之间无干扰。
Pc是控制电机极对数，u11、v11、w11为三相接变频器输出端，A-D-A为可逆变频器，u1、v1、w1，150HZ三相输入，输出fc频率供u11、v11、w11，fc是可调频率，其中ao.bo.co.do.eo形成的旋转磁场转速与机械转速相加对U、V、W、N感应发电，因此，当u11、v11、w11输入频率为fc时，u11、v11、w113相的旋转磁场转速为nc＝60fc/pc
功率电机转子Ppr＝Pp极对数，ao.bo.co.do.eo组成五相绕组
控制电机转子Pcr＝Pc极对数，ao1.bo1.co1.do1.eo1组成五相绕组。
当转子机械转速为no时
在ao1bo1.co1.do1.eo1中感应频率为fpcr＝Pc.(no+nc)/60
而在ao.bo.co.do.eo中频率也为fPpr＝fpcr＝Pc.(no+nc)/60
此时在功率电机电枢绕组中发出的电频率为：
fp＝PcnP/60
若fp＝50，Pp＝Pc＝1
则fc＝50-no/30 no＝1500r/min：
若no从300-1350r/min
则fc＝50-300/30＝40HZ
fc＝50-1350/30＝50-45＝5HZ
则fc为40HZ～5HZ
这样当fp＝50HZ、pp＝pc＝1时no机械转速从300r/min到1350r/min时变频
A-D-A发出的可变频率为fc＝5HZ到40HZ对应，符合fc＝50-no/30的公式，
得到了变速恒频无刷发电的目的。

Claims (1)

1.一种大功率双枢双馈无刷风力发电机，发电机由功率电机和控制电机二个电机同轴式组成，都是交流励磁的，其特征是功率电机的定子中有二套三相绕组，控制电机的定子中为一套三相绕组，功率电机的定子中的一套三相绕组对外输出三相工频交流电，另一套三相绕组连接变频器，变频器连接控制电机的定子三相绕组，功率电机的转子中有一套五相绕组，控制电机的转子中也有一套五相绕组，控制电机转子和功率电机转子上的五相绕组相互连接。
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