双定子永磁无刷双馈风力发电机.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CN104578630A(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201510009922.3(22)申请日2015.01.08(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号(72)发明人张建忠姜永将徐帅胡省(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.H02K16/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称双定子永磁无刷双馈风力发电机(57)摘要本发明公开了一种双定子永磁无刷双馈风力发电机，外定子(2)和内转子(4)分别设置在所述外转子(3)的外周和内周，所述内定子(5)设置在所述内转子(4)的内周；所述外转子(3)与内转子(4)同轴并可自由旋转；所述外定子(2)上设置了p对极的功率绕组(21)直接与电网相连；所述内定子(5)上设置了q对极的控制绕组(51)经交直交功率变换器与电网相连；所述外转子(3)的内、外表面各装有p对永磁体(31)；所述内转子(4)为装有p+q个导磁块的调磁环，永磁体(31)产生的磁场通过所述内转子(4)的磁场调制作用，为控制绕组(51)提供励磁磁场。本发明采用永磁励磁，提高了双馈风力发电机的功率密度；加入了磁齿轮，去除了机械增速齿轮箱，提高了可靠性；利用永磁体的相对小的谐波磁场为小功率的控制绕组励磁。CN104578630ACN104578630A权利要求书1/1页1.一种双定子永磁无刷双馈风力发电机，其特征在于：该风力发电机包括机座(1)、外定子(2)、外转子(3)、内转子(4)、内定子(5)和转轴(6)；所述外定子(2)和内转子(4)分别设置在所述外转子(3)的外周和内周；所述内定子(5)设置在所述内转子(4)的内周；所述外转子(3)固定在外转子端盖(32)上，所述外转子端盖(32)通过外转子轴承(33)与机座(1)连接；所述内转子(4)通过内转子端盖(41)固定在转轴(6)上；所述内转子(3)与外转子(2)同轴并可自由旋转；所述转轴(6)与机座(1)通过轴承(61)连接；所述外定子(2)设置了功率绕组(21)，内定子(5)设置了控制绕组(51)；所述外转子(3)为装有永磁体(31)的永磁式转子；所述内转子(4)为装有导磁块(42)的调磁环转子；所述外定子(2)设置了p对极的功率绕组(21)并直接与电网相连，所述内定子(5)设置了q对极的控制绕组(51)经交直交功率变换器(8)与电网相连，且p≠q，由于所述内转子(4)上导磁块(42)的磁场调制作用，功率绕组(21)与控制绕组(51)的磁场不存在耦合，所述p和q分别为正整数，且p和q不相等。2.根据权利要求1所述的双定子永磁无刷双馈风力发电机，其特征在于：所述的外转子(3)的内、外表面分别贴有p对永磁体(31)，且与功率绕组(9)的极对数相同；外转子内外两侧永磁体的充磁方向相同，产生的永磁磁链通过内转子(4)上导磁块(42)调制后获得主磁场与谐波磁场，且分别匝链功率绕组(21)和控制绕组(51)，为功率绕组和控制绕组提供励磁；所述外转子(3)的转速与功率绕组(21)产生磁场的转速相同。3.根据权利要求1所述的双定子永磁无刷双馈风力发电机，其特征在于：所述内转子(4)上安装导磁块(42)的个数为p+q，在圆周方向上均匀分布，导磁块的空隙中填充非导磁的环氧树脂材料；内转子(4)通过转轴(6)直接与风力机(7)相连，去除了机械增速齿轮箱，其转速由控制绕组(51)产生磁场的转速与外转子(3)的转速共同决定，并与功率绕组与控制绕组的极对数有关。4.根据权利要求,2和3所述的双定子永磁无刷双馈风力发电机，其特征在于所述内转子(4)的转速由控制绕组(51)的供电频率决定，通过改变控制绕组(51)的供电频率，可实现风力机的最大功率点跟踪。5.根据权利要求1或4所述的双定子永磁无刷双馈风力发电机，其特征在于：所述交直交功率变换器(8)的容量为发电机容量的一部分并与发电机变速运行范围有关，该功率为下列两个功率中的较大值：交直交功率变换器功率＝发电机容量×(额定速度－最低运行速度)÷额定速度；交直交功率变换器功率＝发电机容量×(最高运行速度－额定速度)÷额定速度。2CN104578630A说明书1/4页双定子永磁无刷双馈风力发电机技术领域[0001]本发明涉及风力发电设备领域，尤其涉及一种能够实现变速恒频的双定子永磁无刷双馈风力发电机。背景技术[0002]风能是一种洁净的可再生能源。大力发展包括风力发电在内的可再生能源发电技术是解决全球能源和资源紧张的最佳选择。风力发电机组一般采用同步或感应发电机，并网型的风力发电机组要求发电机的输出频率与电网频率一致，由于传统的同步或感应发电机不能实现变速恒