一种双定子永磁风力发电系统.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CN107476938A(43)申请公布日2017.12.15(21)申请号201710688914.5(22)申请日2017.08.13(71)申请人长沙小新新能源科技有限公司地址410000湖南省长沙市长沙高新开发区麓龙路199号麓谷商务中心A栋307房(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.F03D9/25(2016.01)F03D15/00(2016.01)F03D3/06(2006.01)H02K1/27(2006.01)H02J3/38(2006.01)H02M5/458(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种双定子永磁风力发电系统(57)摘要本发明为一种双定子永磁风力发电系统，包括风力机，所述风力机一端连接多级升速齿轮箱，风力机利用风力机叶轮将风能收集并通过多级升速齿轮箱对风力机进行增速处理，然后送入永磁同步发电机中，风能作用于永磁同步发电机的转子上，通过带动永磁同步发电机转子的转动，将机械能转化为电能，将所得的电能经过功率变换器、滤波器和升压变压器进行处理后输入电网；本发明提供了一种双定子永磁风力发电系统，是一种智能化、模块化、机械化的装置，多级升速齿轮箱与风力机的连接设置，实现对风力机进行增速的目的，风力机的所有的固定叶片与活动叶片成为一个整体的翼型叶片，利用空气动力的升力做功，获得较高的风能利用率。CN107476938ACN107476938A权利要求书1/1页1.一种双定子永磁风力发电系统，其特征在于，包括风力机(1)，所述风力机(1)一端连接多级升速齿轮箱(2)，风力机(1)利用风力机叶轮将风能收集并通过多级升速齿轮箱(2)对风力机(1)进行增速处理，然后送入永磁同步发电机(3)中，风能作用于永磁同步发电机(3)的转子上，将风能转化为机械能，通过带动永磁同步发电机(3)转子的转动，将机械能转化为电能，将所得的电能经过功率变换器(4)、滤波器(5)和升压变压器(6)进行处理后输入电网；所述功率变换器(4)采用Boost斩波的两电平变换器，功率变换器(4)包括二极管整流桥(7)、Boost斩波器(8)和网侧变换器(9)，永磁同步发电机(3)一侧连接二极管整流桥(7)，使得功率变换器(4)的能量由永磁同步发电机(3)至电网单向流动，通过Boost斩波器(8)实现最大功率点跟踪和功率因数矫正；所述永磁同步发电机(3)采用双定子永磁发电机，双定子永磁同步发电机由内、外两个永磁同步发电机构成，外定子(14)、转子外磁体(15)组成一台内转子永磁同步发电机，内定子(18)、转子内磁体(17)组成一台外转子永磁同步发电机，且内转子永磁同步发电机和外转子永磁同步发电机的定子绕组相互串联组成双定子永磁同步发电机的定子绕组。2.根据权利要求1所述的一种双定子永磁风力发电系统，其特征在于，所述永磁同步发电机(3)分为启动阶段、最优功率输出阶段和恒功率输出阶段，所述启动阶段实现风力发电系统由停机到并网，所述最优功率输出阶段通过调节电机电磁转矩实现系统的变速运行，最优功率输出阶段分为变速区和恒速区，所述恒功率输出阶段通过控制系统实现风力发电系统恒定的功率输出。3.根据权利要求1所述的一种双定子永磁风力发电系统，其特征在于，所述风力机(1)包括活动叶片(10)和固定叶片(12)，活动叶片(10)和固定叶片(12)均设置于叶片回转轴(11)上，叶片回转轴(11)上径向方向设置有轴套(12)，轴套(12)位于活动叶片(10)和固定叶片(12)之间，通过轴套(13)上限位装置，可限制活叶片(10)的摆角，使其在迎风边最大限度地打开以吸收风能，在阻风边有效地贴合以减小阻力。4.根据权利要求1所述的一种双定子永磁风力发电系统，其特征在于，所述Boost斩波器(8)设置于二极管整流桥(7)与网侧变换器(9)之间，当风速较低时，PWM输入电压很低，为了并网必须提高逆变器的调制深度，通过改变Boost斩波器的占空比可将网侧变换器(9)的直流电压提高并稳定在合适的范围内，改善网侧变换器(9)的调制深度范围，提高功率变换器的运行效率。5.根据权利要求1所述的一种双定子永磁风力发电系统，其特征在于，所述永磁同步发电机(3)的内、外转子永磁同步发电机的定子绕组线规相同、电流有效值应相同。6.根据权利要求1所述的一种双定子永磁风力发电系统，其特征在于，所述多级升速齿轮箱(2)与风力机(1)连接，多级升速齿轮箱(2)通过多个不同规格的齿轮进行啮合传动，实现对风力机(1)进行增速。7.根据权利要求1所述的一种双定子永磁风力发电系统，其特征在于，所述永磁同步发电机(3)的内、外转子永磁同步发电机转子相关尺寸的关系如下：外电机转子磁体内径＝内电机转子磁体