CN101494435B - 电子变功率、变速风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发电机，具体地说是一种根据风力大小来改变功率的电子变功率、变速风力发电机。它包括发电机、主轴、联轴器、整流装置、传感器，所述风力发电机包括多个发电机单体，各发电机单体的主轴用联轴器连接，各发电机单体上均设置有整流装置，各整流装置与换向继电器相连接；所述发电机的端部装有传感器。本发明是用电子变功率、变速的风力发电机取缔了原有的定功率、定电压发电机，这种发电机适用于风速多变的地区，更适合于海上用，且在网时间长，风能利用率高，附加设备少，节约资金投入，使用寿命长，操作简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电机，具体地说是一种根据风力大小来改变功率的电子变功率、变速风力发电机。
背景技术
风力发电是当前节能减排绿色能源之一。目前我国正在生产和运行的风力发电机，大部分都是引进国外设备、国外技术或是中外合资生产的产品。早期生产的设备多是以定桨、定速增速箱、定功率发电机，此产品在风速多变的情况下不能调速，强风时会使风发电力机超速，造成叶片断裂，发电机烧毁；后来的产品采用叶尖反向调速，其结构复杂，使叶片负荷增大，减少了叶片寿命；现在的风力发电机是采用变桨来调速的，但仍然采用的是定速增速箱和定功率发电机，虽然比前述的风力发电机好些，但是它也不适用于风速多变的强风地区，直驱型风力发电机虽然没有增速箱，也采用了变桨调速，但发电机是采用低速定功率、定电压的设计方案，亦不适用风速多变的强风地区。所以现有的风力发电机都存在着低速不能在网，高速不能发电，只有中速时在网，但上网时间短，不能充分的利用风能的缺陷。
发明内容
本发明是针对现有技术中的缺陷，提供一种在网时间长、适用于多级风速、根据风力大小来改变功率的电子变功率、变速风力发电机。
实现上述发明目的采用以下技术方案：一种电子变功率、变速风力发电机，包括发电机、主轴、联轴器、整流装置、传感器，所述风力发电机包括多个发电机单体，各发电机单体的主轴用联轴器连接，各发电机单体上均设置有整流装置，各整流装置与换向继电器相连接；所述发电机的端部装有传感器。
与现有技术相比，本发明是用电子变功率、变速的风力发电机取缔了原有的定功率、定电压发电机，这种发电机适用于风速多变的地区，更适合于海上用，且在网时间长，风能利用率高，附加设备少，节约资金投入，使用寿命长，操作简单，使用方便。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的电器原理图。
图3为本发明低风速时的电路原理图。
图4为本发明中风速时的电路原理图。
图5为本发明高风速时的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详述本发明。
参见附图1-5，本实施例四个发电机单体串联在一起，构成一发电机组2。所述发电机组2中的四个发电机的主轴4用联轴器7连接在一起，且每个发电机上均连接有一个整流装置Z1-Z4，整流装置Z1和Z2为一组、Z3和Z4为一组，且均与换向继电器K1和K2连接，K1和K2又于K3连接。
所述发电机组2均装于发电机机壳3的内部，其底部与发电机塔架6焊接在一起，其一端通过主轴4与风机轮毂5连接，其另一端装有转子电压调节器1和转速传感器8。
整流装置与换向继电器之间呈“品”字状排布。每个发电机单体内部可以设置有多组与整流装置相连接的线圈组合，线圈组合个数为2的倍数。
本发明的工作原理是：
1、在低风速时发电机输出电压为200V，当时功率也只有250千瓦左右(用风电专用继电器)，继电器K1、K2、K3都在串联状态下连接，见图3，也就是四个发电机电压串联，发电机串联时功率不变。这时输出电压相加200V+200V+200V+200V＝800V。
电流走向为：
由输出电源正极-Z1正-Z1负-K1-3-K1-1-Z2正-Z2负-K3-3-K3-1-Z3正-Z3负-K2-3-K2-1-Z4正-Z4负-电源输出负极。
2、在中风速时发电机电压上升至400V，这时由控制中心发出指令使继电器K1、K2由串联状态转换为并联状态，见图4，继电器K1的并联触点将Z1、Z2的正极连在一起，将Z1、Z2的负极连在一起；继电器K2的并联是将Z3、Z4的正极连在一起，在两发电机并联时，发电机输出电压不变功率相加，K1将Z1、Z2并联，K2将Z3、Z4并联，再由K3将K1、K2进行串联。这时发电机输出的电压是400V+400V＝800V，这时发电机输出的功率为1000千瓦。
电流走向为：
电源输出正极-Z1、Z2正极-Z1、Z2负极-K3-3-K3-1-Z3、Z4正极-Z3、Z4负极-电源输出负极。
3、在高风速时发电机输出电压上升至800V，这时由控制中心发出指令使K1、K2、K3继电器都在并联状态连接，四组发电机输出正极通过K1、K2、K3连接在一起，而负极也是通过K1、K2、K3连接在一起。这时总输出电压是800V，而功率是四组发电机功率的和即总功率为4000千瓦。
电流走向为：
发电机输出电源正极
①-Z1正、Z1负-K1-3-K1-4-K3-3-K3-4——
②-K1-2-K1-1-Z2正-Z2负-K3-3-K3-4——
③-K3-2-K3-1-Z3正-Z3负-K2-3-K2-4——
④-K3-2-K3-1-K2-2-K2-1-Z4正-Z4负——
——电源输出负极。
宽电压输入型变流器与本发电机相组成的多组型上网结构相配合使用，要比传统的风力发电机上网时间多2-3倍。
由于本装置的结构设置为“品”字状，故：在计算时，其输出电压为品字串联的总和，而输出功率为品字并联的总和。
Claims (1)
1.一种电子变功率、变速风力发电机，包括发电机、主轴、联轴器、整流装置、传感器，其特征在于，所述风力发电机包括四个发电机单体，各发电机单体的主轴用联轴器连接，且每个发电机单体上均连接有一个整流装置Z1-Z4，整流装置Z1和Z2为一组、整流装置Z3和Z4为一组，且分别与换向继电器K1和K2连接，换向继电器K1和K2又与换向继电器K3连接；所述发电机的端部装有转子电压调节器和传感器；整流装置与换向继电器之间呈“品”字状排布；在低风速时，换向继电器K1、K2、K3都在串联状态下连接，也就是四个发电机电压串联；在中风速时，换向继电器K1将整流装置Z1、Z2并联，换向继电器K2将整流装置Z3、Z4并联，再由换向继电器K3将换向继电器K1、K2进行串联；在高风速时，换向继电器K1、K2、K3都在并联状态连接，四组发电机输出正极通过换向继电器K1、K2、K3连接在一起，负极也是通过换向继电器K1、K2、K3连接在一起。
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