KR20160062919A - The doubly-fed induction generator including a rotating stator - Google Patents

The doubly-fed induction generator including a rotating stator Download PDF

Info

Publication number
KR20160062919A
KR20160062919A KR1020140166192A KR20140166192A KR20160062919A KR 20160062919 A KR20160062919 A KR 20160062919A KR 1020140166192 A KR1020140166192 A KR 1020140166192A KR 20140166192 A KR20140166192 A KR 20140166192A KR 20160062919 A KR20160062919 A KR 20160062919A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
converter
stator
brush
present
Prior art date
Application number
KR1020140166192A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101633189B1 (en
Inventor
박태식
문채주
곽노홍
김성환
Original Assignee
목포대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 목포대학교산학협력단 filed Critical 목포대학교산학협력단
Priority to KR1020140166192A priority Critical patent/KR101633189B1/en
Publication of KR20160062919A publication Critical patent/KR20160062919A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101633189B1 publication Critical patent/KR101633189B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/42—Asynchronous induction generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

A doubly-fed induction generator including a rotating stator according to an embodiment of the present invention includes a rotor surrounded by the rotating stator; at least one first slip ring and at least one first brush connected to the rotor; a convertor part connected to at least one first brush; and the rotating stator which is connected to the converter part, a motor, a motor driving part, at least one second slip ring and at least one second brush. The rotor can be connected to a blade of a wind power generator. So, the wind power generator having no boosting-type gear box can be provided.

Description

회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기{THE DOUBLY-FED INDUCTION GENERATOR INCLUDING A ROTATING STATOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a double induction generator including a rotatable stator,

본 발명은 회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to a dual excitation inductive generator including a rotatable stator.

풍력발전기에 대한 연구는 풍력발전기 시장에 비약적인 증가로 활발하게 진행되고 있다. 예를 들어, 영구자석 동기발전기(PMSG, Permanent Magnet Synchronous Generator)를 이용한 백투백(Back to Back) 컨버터 방식의 풍력발전시스템이 근래에 들어 활용 범위가 넓어지고 있다. 하지만 이러한 풍력발전시스템을 대용량화하기 위해서는 대용량 자석재료의 사용으로 인한 비용 증가의 문제와 대용량의 백투백 컨버터가 필요하다는 단점으로 인하여 중소용량의 풍력발전기에 적용되고 있는 실정이다. 이러한 한계를 극복하기 위해 근래에 들어서는 대용량 이중여자 방식의 유도 발전기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 유도 발전기는 구조가 매우 간단하고 견실하여 유지보수의 비용이 적어 해안 또는 해상에 설치될 수밖에 없는 대용량 풍력발전기에 매우 적합할 수 있다. 그러나 이중여자 방식의 유도 발전기의 사용 시 수반될 수 있는 증속기어에 대한 연구는 증속기어 사용으로 인한 제어성능 저감을 보상하기 위한 연구가 진행되고 있을 뿐, 증속기어가 제거된 유도발전기의 구성에 대해서는 연구의 진행이 전무한 상황이다.Research on wind power generators is actively proceeding with a dramatic increase in the wind power generator market. For example, back-to-back converter type wind power generation system using PMSG (Permanent Magnet Synchronous Generator) has been widely used in recent years. However, in order to increase the capacity of such a wind power generation system, there is a problem of a cost increase due to the use of a large-capacity magnet material and a disadvantage that a large capacity back-to-back converter is required. In order to overcome these limitations, researches on induction generators with large capacity dual excitation have been actively carried out in recent years. In particular, induction generators can be very suitable for high capacity wind turbines, which are very simple in structure and robust and low in maintenance cost and can only be installed on the coast or in the sea. However, studies on the increased gear that can be involved in the use of a dual excitation induction generator have been conducted to compensate for the reduction in control performance due to the use of the accelerating gear. There is no progress in research.

증속형 기어박스와 이중여자 방식의 유도형 발전기(DFIG, Doubly-Fed Induction Generator)로 구성되는 기존의 대용량 풍력발전기의 구성에서, 본 발명의 일 실시예로서 증속형 기어박스를 제거하고, DFIG의 고정자(Stator)를 회전형으로 제작하여 고정자의 속도를 제어함으로써 증속형 기어박스가 제거된 풍력발전기의 구성이 제공될 수 있다.
In the construction of a conventional large-capacity wind turbine generator including a speed-increasing type gearbox and a double excitation type induction generator (DFIG, DFIG), the speed-increasing type gearbox is removed as an embodiment of the present invention, The configuration of the wind turbine in which the speed-change gear box is removed can be provided by controlling the speed of the stator by making the stator rotatable.

본 발명의 일 실시예로서, 회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 다른 이중여자 유도형 발전기는, 회전형 고정자에 의하여 둘러싸인 회전자, 회전자와 연결된 적어도 하나의 제 1 슬립링 및 제 1 브러쉬, 적어도 하나의 제 1 브러쉬와 연결된 컨버터부 및 컨버터부, 전동기, 전동기 구동부, 적어도 하나의 제 2 슬립링 및 제 2 브러쉬와 연결된 회전형 고정자를 포함하고, 회전자는 풍력발전기의 블레이드와 연결될 수 있다. As one embodiment of the present invention, there is provided a double excitation induction generator including a rotatable stator. A dual excitation induction generator according to an embodiment of the present invention includes a rotor surrounded by a rotating stator, at least one first slip ring and a first brush connected to the rotor, a converter part connected to at least one first brush, And a rotatable stator connected to the converter section, the motor, the motor drive section, the at least one second slip ring and the second brush, and the rotor can be connected to the blades of the wind power generator.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터부는 2레벨컨버터, 사이클로컨버터, 멀티레벨컨버터, 매트릭스컨버터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The converter unit according to an embodiment of the present invention may include at least one of a two-level converter, a cycloconverter, a multi-level converter, and a matrix converter.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터부는 회전자측 인버터부 고정자측 인버터부를 포함하고, 회전자측 인버터부는 회전자에 주입되는 전원의 크기 및 주파수 제어를 통하여 이중여자 유도형 발전기의 발전량과 무효전력을 제어하고, 고정자측 인버터부는 계통과 회전자측 인버터 사이의 무효전력과 유효전력을 제어할 수 있다. The converter unit according to an embodiment of the present invention includes an inverter unit on the stator side of the inverter side of the rotor and a rotor side inverter unit controls the magnitude and frequency of the power supplied to the rotor, And the stator-side inverter section can control the reactive power and the active power between the system and the rotor-side inverter.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동기는 블레이드의 회전 속도에 따라 소정의 회전속도를 갖도록 회전형 고정자를 회전시킬 수 있다. The electric motor according to an embodiment of the present invention may rotate the rotary stator so as to have a predetermined rotation speed according to the rotation speed of the blades.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동부는 계통전압 주파수 검출부, 회전자 회전속도 검출부, 회전자 입력주파수 검출부 및 전동기 속도 제어부를 포함하고, 전동기 속도 제어부는 이중여자 유도형 발전기의 출력전압이 계통 주파수와 일치하도록 회전자의 기계적인 속도를 제어할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided an electric motor control apparatus including a system voltage frequency detection unit, a rotor rotation speed detection unit, a rotor input frequency detection unit, and an electric motor speed control unit, The mechanical speed of the rotor can be controlled to coincide with the rotor speed.

본 발명의 일 실시예에 따라 증속형 기어박스를 제거하고, 회전자의 회전속도에 상응하여 지정된 주파수로 회전하는 고정자(Stator)를 사용함으로써 제작 비용을 감소시키고, 유지 보수를 용이하게 할 수 있는 이중여자 유도형 풍력발전기를 설계할 수 있다. In accordance with one embodiment of the present invention, the speed-change type gear box is removed and a stator that rotates at a designated frequency in accordance with the rotational speed of the rotor is used to reduce manufacturing costs and facilitate maintenance A dual induction type wind turbine can be designed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기의 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터부를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동부를 도시한다.
1 is a schematic diagram of a dual excitation inductive generator including a rotatable stator in accordance with an embodiment of the present invention.
2A and 2B illustrate a converter unit according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a motor driving unit according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When an element is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

근래들어, 대용량 풍력발전기의 주류를 이루고 있는 이중여자 유도형 발전기(DFIG)를 적용한 풍력발전시스템에서는 풍력발전기의 블레이드의 회전속도를 증속하여 발전기에 연결해주기 위한 기어박스의 사용이 요구된다. 그러나 증속용 기어박스의 사용은 풍력발전시스템의 제작 비용의 증가와 함께 고장의 주요 원인이 되어 유지 보수에 있어 큰 문제점으로 대두되고 있다. Recently, it is required to use a gear box to increase the rotating speed of the blades of the wind turbine and connect the generator to the generator in the wind power generation system using the dual induction generator (DFIG), which is the mainstream of the large capacity wind turbine. However, the use of the accelerating gearbox has become a major problem in maintenance due to the increase in the manufacturing cost of the wind power generation system and the main cause of the failure.

본 발명의 일 실시예에서와 같이 DFIG를 사용하는 풍력발전시스템에서 증속용 기어박스를 제거하고, 회전자의 회전속도에 상응하여 지정된 주파수로 회전하는 고정자를 사용한다면, 풍력발전시스템의 제작 비용을 감소시키고 유지 보수를 보다 용이하게 할 수 있다. If, as in the embodiment of the present invention, a speed-changing gearbox is removed from a wind turbine system using DFIG and a stator rotating at a designated frequency corresponding to the rotational speed of the rotor is used, And maintenance can be made easier.

또한, 본 발명의 일 실시예와 같은 이중여자 유도형 발전기의 구성은 현재 생산되는 이중여자 방식의 유도형 발전기가 적용된 대용량 풍력발전기 분야에 있어 새롭게 제안된 방식으로서, 대용량 풍력발전기로의 적용 범위가 비약적으로 확대될 것이고, 유지 보수의 용이성 및 우수한 전력품질로 인하여 본 발명의 활용 범위는 폭발적으로 증가할 것이다. In addition, the configuration of the double excitation induction generator according to one embodiment of the present invention is a newly proposed method in the field of a large capacity wind power generator employing a dual excitation type induction generator produced at present, and the application range to a large capacity wind power generator The range of utilization of the present invention will be explosively increased due to ease of maintenance and excellent power quality.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기(1000)의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a dual excitation inductive generator 1000 including a rotatable stator in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기(1000)는, 회전형 고정자에 의하여 둘러싸인 회전자(100),회전자(100)와 연결된 적어도 하나의 제 1 슬립링(110) 및 제 1 브러쉬(120), 적어도 하나의 제 1 브러쉬(120)와 연결된 컨버터부(200) 및 컨버터부(200), 전동기(300), 전동기 구동부(400), 적어도 하나의 제 2 슬립링(510) 및 제 2 브러쉬(520)와 연결된 회전형 고정자(500)를 포함하고, 회전자(100)는 풍력발전기의 블레이드(600)와 연결될 수 있다. A dual excitation induction generator 1000 including a rotatable stator according to an embodiment of the present invention includes a rotor 100 surrounded by a rotating stator, at least one first slip ring 100 connected to the rotor 100, A first brush 120 and at least one first brush 120 connected to the first brush 120 and the second brush 120. The converter 200 and the motor 300 are connected to the first brush 120 and the second brush 120, And a rotating stator 500 connected to the slip ring 510 and the second brush 520. The rotor 100 may be connected to the blade 600 of the wind power generator.

본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 제 1 브러쉬(120)는 컨버터부(200)의 출력을 회전자(100)에 전달하기 위한 것으로, 제 1 슬립링(110)과의 기계적인 접촉을 통하여 컨버터부(200)의 출력을 회전자(100)로 전달할 수 있다. 이와 유사하게, 적어도 하나의 제 2 브러쉬(520)는 제 2 슬립링(510)과의 기계적인 접촉을 통하여 발전기의 출력을 계통으로 전달할 수 있다.The at least one first brush 120 according to an embodiment of the present invention is for transmitting the output of the converter unit 200 to the rotor 100 and has a mechanical contact with the first slip ring 110 So that the output of the converter unit 200 can be transmitted to the rotor 100. Similarly, at least one second brush 520 may transmit the output of the generator to the system through mechanical contact with the second slip ring 510.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터부(200)를 도시한다. 2A and 2B illustrate a converter unit 200 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터부(200)는 백투백(Back to Back) 컨버터부로 지칭될 수 있다. The converter unit 200 according to an embodiment of the present invention may be referred to as a back to back converter unit.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터부(200)는 2레벨컨버터, 사이클로컨버터, 멀티레벨컨버터, 매트릭스컨버터 중 적어도 하나일 수 있다. Also, the converter unit 200 according to an embodiment of the present invention may be at least one of a two-level converter, a cycloconverter, a multi-level converter, and a matrix converter.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터부(200)는 회전자측 인버터부(210) 고정자측 인버터부(220)를 포함할 수 있다. 회전자측 인버터부(210)는 회전자(100)에 주입되는 전원의 크기 및 주파수 제어를 통하여 이중여자 유도형 발전기(1000)의 발전량과 무효전력을 제어할 수 있다. 또한, 고정자측 인버터부(220)는 계통과 회전자측 인버터 사이의 무효전력과 유효전력을 제어할 수 있다. In addition, the converter unit 200 according to an embodiment of the present invention may include a stator side inverter unit 220 of the rotor side inverter unit 210. The rotor side inverter unit 210 can control the power generation amount and the reactive power of the dual induction generator 1000 through the size and frequency control of the power source injected into the rotor 100. Further, the stator-side inverter unit 220 can control the reactive power and the active power between the system and the rotor-side inverter.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터부(200)의 예시적인 회로도이다. 2B is an exemplary circuit diagram of the converter section 200 according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동부(400)를 도시한다.FIG. 3 shows a motor driving part 400 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동기(300)는 블레이드(600)의 회전 속도에 따라 소정의 회전속도를 갖도록 회전형 고정자(500)를 회전시킬 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기(300)는 회전자의 회전 속도에 대하여 지정된 주파수로 고정자를 회전시킬 수 있다. 전동기(300)의 동작은 후술된 전동기 구동부(400)에 의하여 제어될 수 있다. 지정된 주파수의 범위는 통상 계통에서 사용되는 주파수를 의미한다. 예를 들어, 한국은 60Hz의 전원 계통을 사용하고, 일본은 50Hz의 전원 계통을 사용한다. 따라서, 발전기의 회전 속도, 컨버터부(200)에서 회전자(100)로 주입되는 전원의 주파수 및 계통 전압의 주파수에 따라 고정자(500)의 회전 속도를 제어하여 계통과 연결된 발전기의 출력이 계통 주파수와 같도록 제어할 수 있다. The electric motor 300 according to an embodiment of the present invention can rotate the rotating stator 500 so that the electric motor 300 has a predetermined rotational speed according to the rotational speed of the blade 600. [ In other words, the electric motor 300 according to an embodiment of the present invention can rotate the stator at a frequency specified with respect to the rotational speed of the rotor. The operation of the electric motor 300 can be controlled by the electric motor driving unit 400 described later. The range of the designated frequency usually refers to the frequency used in the system. For example, Korea uses a 60Hz power system and Japan uses a 50Hz power system. Therefore, the rotational speed of the stator 500 is controlled in accordance with the rotational speed of the generator, the frequency of the power source injected into the rotor 100 from the converter unit 200, and the frequency of the system voltage, . ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동부(400)는 계통전압 주파수 검출부(410), 회전자 회전속도 검출부(420), 회전자 입력주파수 검출부(430) 및 전동기 속도 제어부(440)를 포함할 수 있다.The motor drive unit 400 according to an embodiment of the present invention may include a system voltage frequency detector 410, a rotor rotation speed detector 420, a rotor input frequency detector 430, and an electric motor speed controller 440. have.

본 발명의 일 실시예에 따른 계통전압 주파수 검출부(410)는 계통의 전압주파수를 검출 할 수 있다. 또한, 회전자 회전속도 검출부(420)는 회전자(100)의 기계적인 속도를 검출할 수 있다. 회전자 입력주파수 검출부(430)는 회전자(100)에 주입되는 전원의 주파수를 검출할 수 있다. 또한, 전동기 속도 제어부(440)는 이중여자 유도형 발전기(1000)의 출력 전압이 계통 주파수와 일치하도록 회전자(100)의 기계적인 속도를 제어할 수 있다.The system voltage frequency detector 410 according to an embodiment of the present invention can detect the voltage frequency of the system. Further, the rotor rotational speed detecting section 420 can detect the mechanical speed of the rotor 100. The rotor input frequency detector 430 can detect the frequency of the power source injected into the rotor 100. The motor speed control unit 440 may control the mechanical speed of the rotor 100 so that the output voltage of the double excitation induction generator 1000 coincides with the system frequency.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

1000: 이중여자 유도형 발전기
100: 회전자
110: 제 1 슬립링
120: 제 1 브러쉬
200: 컨버터부
210: 회전자측 인버터부
220: 고정자측 인버터부
300: 전동기
400: 전동기 구동부
410: 계통 전압주파수 검출부
420: 회전자 회전속도 검출부
430: 회전자 입력주파수 검출부
440: 전동기 속도 제어부
500: 고정자
510: 제 2 슬립링
520: 제 2 브러쉬
600: 블레이드1000: Double induction generator
100: rotor
110: first slip ring
120: First brush
200: converter section
210: Rotor side inverter section
220: Stator side inverter section
300: electric motor
400:
410: grid voltage frequency detector
420: Rotor speed detection unit
430: Rotor input frequency detector
440: Motor speed control unit
500: stator
510: second slip ring
520: Second brush
600: blade

Claims (5)

회전형 고정자를 포함하는 이중여자 유도형 발전기에 있어서,
상기 회전형 고정자에 의하여 둘러싸인 회전자;
상기 회전자와 연결된 적어도 하나의 제 1 슬립링 및 제 1 브러쉬;
상기 적어도 하나의 제 1 브러쉬와 연결된 컨버터부; 및
상기 컨버터부, 전동기, 전동기 구동부, 적어도 하나의 제 2 슬립링 및 제 2 브러쉬와 연결된 상기 회전형 고정자를 포함하고,
상기 회전자는 풍력발전기의 블레이드와 연결되는 것을 특징으로 하는 이중여자 유도형 발전기.
A dual-excitation inductive generator comprising a rotatable stator,
A rotor surrounded by the rotating stator;
At least one first slip ring and a first brush connected to the rotor;
A converter connected to the at least one first brush; And
The rotating stator connected to the converter section, the motor, the motor drive section, the at least one second slip ring, and the second brush,
Wherein the rotor is connected to a blade of a wind turbine generator.
제 1 항에 있어서,
상기 컨버터부는 2레벨컨버터, 사이클로컨버터, 멀티레벨컨버터, 매트릭스컨버터 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이중여자 유도형 발전기.
The method according to claim 1,
Wherein the converter unit is at least one of a two-level converter, a cycloconverter, a multi-level converter, and a matrix converter.
제 2 항에 있어서,
상기 컨버터부는 회전자측 인버터부 고정자측 인버터부를 포함하고,
상기 회전자측 인버터부는 상기 회전자에 주입되는 전원의 크기 및 주파수 제어를 통하여 상기 이중여자 유도형 발전기의 발전량과 무효전력을 제어하고,
상기 고정자측 인버터부는 계통과 회전자측 인버터 사이의 무효전력과 유효전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 이중여자 유도형 발전기.
3. The method of claim 2,
Wherein the converter section includes a rotor side inverter section stator side inverter section,
Wherein the rotor-side inverter unit controls an amount of generated power and a reactive power of the double-excitation-induction-type generator through size and frequency control of a power source injected into the rotor,
And the stator-side inverter section controls the reactive power and the active power between the system and the rotor-side inverter.
제 1 항에 있어서,
상기 전동기는 상기 블레이드의 회전 속도에 따라 소정의 회전속도를 갖도록 상기 회전형 고정자를 회전시키는 것을 특징으로 하는 이중여자 유도형 발전기.
The method according to claim 1,
Wherein the motor rotates the rotating stator so as to have a predetermined rotational speed according to the rotational speed of the blades.
제 1 항에 있어서,
상기 전동기 구동부는 계통전압 주파수 검출부, 회전자 회전속도 검출부, 회전자 입력주파수 검출부 및 전동기 속도 제어부를 포함하고,
상기 전동기 속도 제어부는 상기 이중여자 유도형 발전기의 출력전압이 계통 주파수와 일치하도록 상기 회전자의 기계적인 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 이중여자 유도형 발전기.
The method according to claim 1,
Wherein the motor drive unit includes a system voltage frequency detection unit, a rotor rotation speed detection unit, a rotor input frequency detection unit, and an electric motor speed control unit,
Wherein the electric motor speed control unit controls the mechanical speed of the rotor so that the output voltage of the double excitation induction generator becomes equal to the system frequency.
KR1020140166192A 2014-11-26 2014-11-26 The doubly-fed induction generator including a rotating stator KR101633189B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140166192A KR101633189B1 (en) 2014-11-26 2014-11-26 The doubly-fed induction generator including a rotating stator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140166192A KR101633189B1 (en) 2014-11-26 2014-11-26 The doubly-fed induction generator including a rotating stator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160062919A true KR20160062919A (en) 2016-06-03
KR101633189B1 KR101633189B1 (en) 2016-06-23

Family

ID=56192211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140166192A KR101633189B1 (en) 2014-11-26 2014-11-26 The doubly-fed induction generator including a rotating stator

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101633189B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018200178A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 General Electric Company Method and system for enhancing electrical power production by a power generation system
KR20200117445A (en) * 2019-04-04 2020-10-14 한국전력공사 Vft asynchronous grid-connection method including reactive power compensation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101396522B1 (en) * 2013-03-05 2014-05-23 김영택 Generator corotating rotator and stator
US20140253055A1 (en) * 2010-06-18 2014-09-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. Converter lifetime improvement method for doubly fed induction generator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140253055A1 (en) * 2010-06-18 2014-09-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. Converter lifetime improvement method for doubly fed induction generator
KR101396522B1 (en) * 2013-03-05 2014-05-23 김영택 Generator corotating rotator and stator

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, VOL. 22, NO. 2 *
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 56, NO. 10 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018200178A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 General Electric Company Method and system for enhancing electrical power production by a power generation system
US11114963B2 (en) 2017-04-28 2021-09-07 General Electric Company Method and system for enhancing electrical power production by a power generation system by controlling switches to place a rotor-side converter in parallel with a line-side converter
KR20200117445A (en) * 2019-04-04 2020-10-14 한국전력공사 Vft asynchronous grid-connection method including reactive power compensation

Also Published As

Publication number Publication date
KR101633189B1 (en) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK178161B1 (en) Methods and apparatus for delivering and / or absorbing reactive power
Aydin et al. Vector control of DFIG in wind power applications
GB2444528A (en) Synchronising a plurality of generators
WO2012073504A3 (en) Power generating apparatus of renewable energy type and operation method thereof
Zhou et al. Power limitation control for a PMSG-based marine current turbine at high tidal speed and strong sea state
Soter et al. Development of induction machines in wind power technology
CN104600930A (en) Permanent magnet excitation brushless doubly fed wind power generator
Al-Majed et al. Wind power generation: An overview
KR101633189B1 (en) The doubly-fed induction generator including a rotating stator
Mansour et al. Comparative study of fixed speed and variable speed wind generator with pitch angle control
Hlaing Basic concepts of doubly fed induction generator driven by wind energy conversion system
CN102797637A (en) Wind-driven generator with micro-power consumption
Sousounis et al. Comparison of permanent magnet synchronous and induction generator for a tidal current conversion system with onshore converters
CN105041575B (en) A kind of more electric power generation devices and wind power generating set
Djebarri et al. Design methodology of permanent magnet generators for fixed-pitch tidal turbines with overspeed power limitation strategy
Moazen et al. Power control of BDFRG variable-speed wind turbine system covering all wind velocity ranges
Lee et al. Control method of a doubly-fed induction generator with automatic grid synchronization
Belkhir et al. Magnetic gear generator for wind energy
JPWO2011155278A1 (en) Fluid power generator and fluid power generator control method
CN108708832A (en) Wind-power electricity generation stepless speed-regulating device
Bird Marine hydrokinetic power take-off using magnetic gearing
Maafa et al. Cascaded doubly fed induction generator with variable pitch control system
KR101487992B1 (en) Variable speed wind generator, and operating method thereof
CN103001427A (en) High-power hybrid-excitation bi-rotor double-fed synchronous wind driven generator
El-Shimy Steady state modeling and analysis of DFIG for variable-speed variable-pitch wind turbines

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190614

Year of fee payment: 4