一种交流及永磁混合励磁双馈风力发电机及发电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108282064A(43)申请公布日2018.07.13(21)申请号201810136633.3(22)申请日2018.02.09(71)申请人齐鲁工业大学地址250353山东省济南市长清区大学路3501号(72)发明人刁统山(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人张亮(51)Int.Cl.H02K16/02(2006.01)H02K1/22(2006.01)H02P9/00(2006.01)H02P101/15(2015.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种交流及永磁混合励磁双馈风力发电机及发电系统(57)摘要本发明提供一种交流及永磁混合励磁双馈风力发电机及发电系统，包括：机壳，机壳内部设有内绕线转子，内绕线转子外部包裹有外永磁转子，外永磁转子外部包裹有定子；定子固设在机壳的内壁；内绕线转子设有内转子绕组，内绕线转子的中心设置有转轴；外永磁转子在轴承的支撑下自由旋转，其旋转速度同时受风轮带动和内绕线转子产生的磁场共同作用，在同样风速的条件下发电机启动和变速运行时，对风机机械冲击减小。采用永磁体磁场和内绕线转子共同励磁，可以更加灵活地调节气隙磁场，降低了转子侧变频器励磁容量，提高了电机的功率因数和效率。在电网侧电压波动时，由于外永磁转子的存在，提高了发电机的各种故障状态下的运行能力。CN108282064ACN108282064A权利要求书1/2页1.一种交流及永磁混合励磁双馈风力发电机，其特征在于，包括：机壳(12)，机壳(12)设有第一侧面(21)和第二侧面(22)；第一侧面(21)设有第一固定孔，第二侧面设有第二固定孔；第一固定孔的孔壁内套设有第一轴承(10)，第二固定孔的孔壁内套设有第二轴承(9)；机壳(12)内部设有内绕线转子(15)，内绕线转子(15)外部包裹有外永磁转子(3)，外永磁转子(3)外部包裹有定子(1)；定子(1)固设在机壳(12)的内壁；外永磁转子(3)设有第一圆柱体框架(23)和第二圆柱体框架(24)；第一圆柱体框架(23)的第一圆周面与第二圆柱体框架(24)的第二圆周面连接；第一圆柱体框架(23)的柱形架上设有永磁体(4)；第一圆柱体框架(23)第二圆周面上设有第三轴承(25)；第一圆柱体框架(23)第二圆周面的位置靠近第二侧面(22)设置；第二圆柱体框架(24)的第一圆周面延伸出机壳(12)的第一侧面(21)；第二圆柱体框架(24)设有与第一轴承(10)相配合的第二圆柱体框架配合部(26)，第一轴承(10)套设在第二圆柱体框架配合部(26)的外部，第二圆柱体框架配合部(26)的内侧套设有第三轴承(27)，第二圆柱体框架配合部(26)在第一轴承(10)与第三轴承(27)之间自由转动；内绕线转子(15)设有内转子绕组(6)，内绕线转子的中心设置有转轴(11)；转轴(11)第一端穿过第三轴承(27)内孔延伸至第一侧面(21)外部，转轴(11)第一端在第一侧面(21)一侧自由转动；转轴(11)第二端依次穿过第三轴承(25)内孔和第二轴承(9)内孔，延伸至第二侧面(22)外部，转轴(11)第二端在第二侧面(22)一侧自由转动。2.根据权利要求1所述的交流及永磁混合励磁双馈风力发电机，其特征在于，定子(1)的中心线，外永磁转子(3)的第一圆柱体框架(23)中心线和第二圆柱体框架(24)中心线以及内绕线转子(15)的中心线在同一条直线上。3.根据权利要求1或2所述的交流及永磁混合励磁双馈风力发电机，其特征在于，第二圆柱体框架(24)的第一圆周面上连接有外转轮连接轴，外转轮连接轴的端部套设有外转轮轴套，外转轮轴套上套设有永磁外转子风轮(13)。4.根据权利要求1或2所述的交流及永磁混合励磁双馈风力发电机，其特征在于，转轴(11)第二端设有内转轮轴套，内转轮轴套上套设有绕线内转子风轮(14)。5.根据权利要求1或2所述的交流及永磁混合励磁双馈风力发电机，其特征在于，内转子绕组(6)依次连接有电刷(7)和滑环(8)，内转子绕组(6)依次通过电刷(7)和滑环(8)连接转子侧PWM变换器，由转子侧PWM变换器提供三相励磁电源；定子(1)包括：定子铁芯和定子绕组(5)；所述定子绕组(5)和内转子绕组(6)均为三相对称交流绕组。6.根据权利要求5所述的交流及永磁混合励磁双馈风力发电机，其特征在于，永磁体(4)与定子(1)之间设有空气隙，永磁体(4)产生的磁链和通入交流励磁电源的内转子绕组(6)在空气隙中产生的磁链匝链，同时与定子绕组(5)产生的磁场匝链，实现混合励磁。7.根据权利要求1或2所述的交流及永磁混合励磁双馈风力发电机，其特征在于，所述外永磁转子的极数要和定子和绕线内转子的极数相同；2CN1