CN202940710U - 双转子电磁滑差风电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双转子电磁滑差风电装置。它包括风轮和由风轮传动的发电机，风轮通过外转子转轴连接有分布感应线圈的外转子，外转子转轴上设置有与外转子的感应线圈连接的第二导电环，第二导电环上连接一个用电负载或经过整流电路后连接到电网上，外转子内设置有分布励磁线圈的内转子，内转子驱动发电机，所述内转子转轴上设置有第一导电环，控制电路通过第一导电环与励磁线圈连接并为励磁线圈提供励磁电流。采用上述的结构后，可将外转子上的电磁感应线圈所产生的不稳定电能输出到电加热装置上用于对储热系统内的介质进行加热储能；同时可将发电机的实际转速反馈给控制电路从而内转子上的励磁电流的大小，使发电机转速始终恒定。

Description

双转子电磁滑差风电装置

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电装置，具体地说是一种双转子电磁滑差风电装置。

背景技术

传统风力发电设备中，风轮直接带动齿轮增速机构，再通过齿轮增速机构带动发电机发电。传统的这种发电方式的缺点是：当风速突变时，风速的瞬间转变会对增速齿轮箱会产生巨大的冲击力从而造成增速齿轮箱的损坏，同样由于风速变化使发电机转速发生变化，使风电的输出电压和频率也发生变化，从而对电网造成冲击。

发明内容

    本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够避免风速变化给发电设备造成损坏，保证发电机转速恒定并能持续发电的双转子电磁滑差风电装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的双转子电磁滑差风电装置，包括风轮和由风轮传动的发电机，风轮通过外转子转轴连接有分布感应线圈的外转子，外转子转轴上设置有与外转子的感应线圈连接的第二导电环，第二导电环上连接一个用电负载或经过整流电路后连接到电网上，外转子内设置有分布励磁线圈的内转子，内转子驱动发电机，所述内转子转轴上设置有第一导电环，控制电路通过第一导电环与励磁线圈连接并为励磁线圈提供励磁电流。

所述内转子转轴通过增速机构驱动发电机。

所述内转子转轴上还设置有一个能够对内转子的转速进行检测并将检测结果输入到控制电路内的一号传感装置；所述发电机的输出端分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到位于一个储热系统内的二号电加热装置上或经过整流后连接电网。

所述用电负载为一个一号电加热装置，一号电加热装置也位于储热系统内。

所述外转子转轴上设置有一个能够对外转子转轴的转速进行检测并将检测结果输入到控制电路内的二号传感装置。

所述增速机构带动两台发电机，一台发电机直接连接在增速机构上，其输出端分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到位于一个储热系统内的二号电加热装置上；另一台发电机通过皮带轮与增速机构连接，其输出端一侧同样分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到一个同样位于储热系统内的三号电加热装置上；所述两台发电机励磁电路同时连接在控制电路上，控制电路可使两台发电机的励磁从小到大逐步递增平稳启动。

本实用新型的双转子电磁滑差风电装置，包括两个外转子和分别设置在外转子内的内转子，其中一个外转子转轴直接连接风轮，另外一个外转子转轴通过皮带轮与连接风轮的外转子转轴连接，每个内转子各自驱动一台发电机，所述两台发电机的励磁电路同时连接在控制电路上，控制电路可使两台发电机的励磁从小到大逐步递增平稳启动，每个发电机的输出端都分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到各自储热系统内的电加热装置上。

每个外转子转轴上都设置有与外转子的感应线圈连接的第二导电环，第二导电环上直接连接一个用电负载或经过整流电路后连接到电网上。

所述用电负载为一个一号电加热装置，一号电加热装置也位于储热系统内。

采用上述的结构后，可将风轮产生的动能直接通过外转子转轴带动外转子转动，内转子上分布有励磁线圈，内转子的内转子转轴和增速机构连接再带动发电机转动，当外转子在风轮的带动下以一定转速转动时，给内转子励磁线圈一定的励磁电流，外转子在磁场力的作用下使内转子转动，外转子上分布有感应线圈，由此可将内外转子转速差而形成的切割磁力线运动所产生的不稳定电能输出到电加热装置上用于对储热系统内的介质进行加热储能或输出到其它用电负载上或者经过整流电路后直接送入到电网中；同时在内转子转轴上设置一个测速的传感装置，将发电机的实际转速反馈给控制电路从而控制双转子电磁滑差联接器中内转子上的励磁电流的大小，使发电机转速始终恒定。 

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的双转子电磁滑差风电装置作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，本实用新型的双转子电磁滑差风电装置，包括风轮1、增速机构2以及由增速机构2带动的发电机3，风轮1通过外转子转轴8连接有分布感应线圈4的外转子5，由此可将风轮产生的动能直接通过外转子转轴带动外转子转动，外转子5内设置有分布励磁线圈6的内转子7，内转子的内转子转轴9与增速机构2连接，内转子转轴9上设置有第一导电环10，控制电路11通过第一导电环10与励磁线圈6连接并为励磁线圈6提供励磁电流，当外转子5在风轮1的带动下以一定转速转动时，给内转子励磁线圈6一定的励磁电流，内转子7产生一定的磁场强度并作用在外转子5上，外转子5在磁场力的作用下使内转子7转动；

外转子转轴8上设置有与外转子的感应线圈4连接的第二导电环13，第二导电环13上接触安装有导电碳刷，然后通过电碳刷连接一号电加热装置14，一号电加热装置14位于一个储热系统17内，由此可将外转子5上的感应线圈4所产生的不稳定电能输出到一号电加热装置14上用于对储热系统内的介质进行加热储能；同时，也可以根据需要将第二导电环13上直接连接一个除了电加热装置以外的其它用电负载上或经过整流电路后直接连接到电网上；发电机的输出端分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到一个二号电加热装置上，二号电加热装置位于一个储热系统内，另一路同样也可以经过整流电路后连接电网。

内转子转轴9上还设置有一个能够对内转子7的转速进行检测并将检测结果输入到控制电路11内的一号传感装置12；由此可将发电机3的实际转速反馈给控制电路11从而控制内转子7上的励磁电流的大小，当风突然变大时外转子5随风轮1转速而变快，这时内转子7也有转速变快的趋势，发电机转子转轴上的感应装置检测到变速信号后反馈给控制电路11，控制电路11按一定比例关系降低了双转子电磁滑差联接器中内转子上的励磁电流，从而使发电机3转速始终恒定，此时内外转子的转速滑差变大，内外转子间存在切割磁力线运动，并在外转子上的电磁感应线圈上产生不稳定电能，通过第二导电环输出到一号电加热装置上对储热系统内的介质加热储能。

当风速变小，一号传感装置12测出转速最终达不到发电机额定转速时，同样将转速信号反馈给控制电路11使发电机3输出通向电网的触点断开，发电机3输出不合格电能通过开关吸合传送给二号电加热装置16对储热系统内介质加热储能，这时将储热系统17内储存的热能释放出来通过另外系统发电，这样基本实现无论有风无风都能不间断发电。

实施例二：

如图2所示，在实施例一的基础上，增速机构2带动两台发电机，一台发电机直接连接在增速机构2上， 其输出端分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到一个二号电加热装置16上；另一台发电机通过皮带轮与增速机构2连接，同时这台发电机上连接有电磁离合器，其输出端同样分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到一个同样位于储热系统17内的三号电加热装置15上，两台发电机励磁电路同时连接在控制电路11上，控制电路11可使两台发电机的励磁从小到大逐步递增平稳启动，由此当通过皮带轮与增速机构连接的发电机从启动时，通过控制电路使发电机的励磁从小到大逐步递增，并且伴随双转子电磁滑差联接器，内转子励磁电流按一定的数学关系同时作相应变化，以达到使通过皮带轮与增速机构连接的发电机平稳的启动并工作，同时在外转子转轴8上设置有一个对外转子转轴8的转速进行检测并将检测结果输入到控制电路11内的二号传感装置18。

当然也可以根据需要设置为两台以上发电机，一台发电机直接与连接在增速机构2上，另外两台发电机通过皮带轮与增速机构2连接，由此可以更多的满足发电的需求。

实施例三：

如图3所示，本实用新型的双转子电磁滑差风电装置，包括两组风轮、增速机构以及由增速机构带动的发电机，即包括两套发电组，其中一组发电组的结构如下：

风轮通过外转子转轴连接有分布感应线圈的外转子，外转子内设置有分布励磁线圈的内转子，内转子的内转子转轴与增速机构连接，内转子转轴上设置有第一导电环，控制电路通过第一导电环与励磁线圈连接并为励磁线圈提供励磁电流，内转子转轴上还设置有一个对内转子的转速进行检测并将检测结果输入到控制电路内的一号传感装置；外转子与外转子转轴的连接处设置有与外转子的感应线圈连接的第二导电环，第二导电环上还连接有一号电加热装置，发电机的输出端分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到各自储热系统内的电加热装置上，另一路同样也可以经过整流电路后连接电网。

另一组的发电机组的结构和上一组的发电机组的结构相同，这一组发电机组的外转子转轴通过皮带轮与上一组的外转子转轴连接，两组发电机组的发电机励磁电路同时连接在控制电路11上，控制电路11可使两台发电机的励磁从小到大逐步递增平稳启动，每个发电机的输出端都分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到各自储热系统内的电加热装置上，同时每个外转子转轴上都设置有与外转子的感应线圈连接的第二导电环13，第二导电环13上直接连接一个用电负载或经过整流后直接连接到电网上，用电负载为一个一号电加热装置14，一号电加热装置14也位于储热系统17内；其中还可以在其中一组发电机组的外转子转轴上设置有一个对外转子转轴的转速进行检测并将检测结果输入到控制电路内的二号传感装置，为了满足测速准确的要求，优选的将二号传感装置设置在上一组的外转子转轴上。

通过这样的设置当风足够大到，能带动第二组发电机组运行时，控制电路使第二组发电机组前的电磁离合器得电吸合，使第二组机组运行，控制方式和第一组机组相同，第二组的发电机从启动时，通过控制电路使发电机的励磁从小到大逐步递增，并且伴随双转子电磁滑差联接器，内转子励磁电流按一定的数学关系同时作相应变化，以达到使第二组发电机组平稳的启动并工作。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双转子电磁滑差风电装置，包括风轮（1）和由风轮（1）传动的发电机（3），其特征在于：所述风轮（1）通过外转子转轴（8）连接有分布感应线圈（4）的外转子（5），外转子转轴（8）上设置有与外转子的感应线圈（4）连接的第二导电环（13），第二导电环（13）上连接一个用电负载或经过整流电路后连接到电网上，外转子（5）内设置有分布励磁线圈（6）的内转子（7），内转子驱动发电机（3），所述内转子转轴（9）上设置有第一导电环（10），控制电路（11）通过第一导电环（10）与励磁线圈（6）连接并为励磁线圈（6）提供励磁电流。

2.按照权利要求1所述的双转子电磁滑差风电装置，其特征在于：所述内转子转轴（9）通过增速机构（2）驱动发电机（3）。

3.按照权利要求1所述的双转子电磁滑差风电装置，其特征在于：所述内转子转轴（9）上还设置有一个能够对内转子（7）的转速进行检测并将检测结果输入到控制电路（11）内的一号传感装置（12）；所述发电机（3）的输出端分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到位于一个储热系统（17）内的二号电加热装置（16）上或经过整流后连接电网。

4.按照权利要求1所述的双转子电磁滑差风电装置，其特征在于：所述用电负载为一个一号电加热装置（14），一号电加热装置（14）也位于储热系统（17）内。

5.按照权利要求2所述的双转子电磁滑差风电装置，其特征在于：所述外转子转轴（8）上设置有一个能够对外转子转轴（8）的转速进行检测并将检测结果输入到控制电路（11）内的二号传感装置（18）。

6.按照权利要求2或5所述的双转子电磁滑差风电装置，其特征在于：所述增速机构（2）带动两台发电机，一台发电机直接连接在增速机构（2）上，其输出端分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到位于一个储热系统（17）内的二号电加热装置（16）上；另一台发电机通过皮带轮与增速机构（2）连接，其输出端一侧同样分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到一个同样位于储热系统（17）内的三号电加热装置（15）上；所述两台发电机的励磁电路同时连接在控制电路（11）上。

7.按照权利要求2或5所述的双转子电磁滑差风电装置，其特征在于：包括两个外转子和分别设置在外转子内的内转子，其中一个外转子转轴直接连接风轮，另外一个外转子转轴通过皮带轮与连接风轮的外转子转轴连接，每个内转子各自驱动一台发电机，所述两台发电机的励磁电路同时连接在控制电路（11）上，每个发电机的输出端都分成两路，一路经过开关直接连接电网，另一路经过开关连接到各自储热系统内的电加热装置上。

8.按照权利要求7所述的双转子电磁滑差风电装置，其特征在于：每个外转子转轴上都设置有与外转子的感应线圈连接的第二导电环（13），第二导电环（13）上直接连接一个用电负载或经过整流电路后连接到电网上。

9.按照权利要求8所述的双转子电磁滑差风电装置，其特征在于：所述用电负载为一个一号电加热装置（14），一号电加热装置（14）也位于储热系统（17）内。

Images