大型风力发电机组的可调速轮毂装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103104417A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103104417103104417A(43)申请公布日2013.05.15(21)申请号201310020321.3(22)申请日2013.01.19(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人程鹏王庚兰海张敬南黄曼磊刘宏达张强秦鹏李峰岩李纪辉(51)Int.Cl.F03D9/00(2006.01)F03D1/06(2006.01)F03D7/04(2006.01)H02K7/18(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称大型风力发电机组的可调速轮毂装置(57)摘要本发明提供的是一种大型风力发电机组的可调速轮毂装置。在风轮机的轮毂上加装铁心和励磁线圈，在转轴与轮毂作用部分加装永磁体，励磁线圈通过轮毂外壳引出电刷与轮毂外的滑环相连接。本发明在风速过高时风能主要转化为电能，因此避免产生过高热量，这样既可以降低风轮机转速，同时又回收利用了多余的风能。同时，本发明可使得风力发电机在较低风速时仍可以在额定状态下运行发电。采用本发明的轮毂装置的风力发电机可以直接并入电网，省去了大功率的变流器。本发明特别适合用于大型风力发电机组。CN103104417ACN10347ACN103104417A权利要求书1/1页1.一种大型风力发电机组的可调速轮毂装置，其特征是：在风轮机的轮毂上加装铁心和励磁线圈，在转轴与轮毂作用部分加装永磁体，励磁线圈通过轮毂外壳引出电刷与轮毂外的滑环相连接。2.根据权利要求1所述的大型风力发电机组的可调速轮毂装置，其特征是：滑环通过电缆与控制系统相连，控制系统与电网连接，通过速度传感器信号决定向滑环通入交流电或直流电，或通过滑环向电网送电。3.一种大型风力发电机组的可调速轮毂装置，其特征是：在风轮机的轮毂上加装永磁体，在转轴与轮毂作用部分加装铁心和励磁线圈，从转轴的励磁线圈侧引出电刷与滑环相连。4.根据权利要求3所述的大型风力发电机组的可调速轮毂装置，其特征是：滑环通过电缆与控制系统相连，控制系统与电网连接，通过速度传感器信号决定向滑环通入交流电或直流电，或通过滑环向电网送电。5.一种大型风力发电机组的可调速轮毂装置，其特征是：在风轮机的轮毂上加装铁心和励磁线圈，在转轴与轮毂作用部分也加装铁心和励磁线圈，轮毂与转轴分别引出电刷连接各自的滑环。6.根据权利要求5所述的大型风力发电机组的可调速轮毂装置，其特征是：滑环通过电缆与控制系统相连，控制系统与电网连接，通过速度传感器信号决定向滑环通入交流电或直流电，或通过滑环向电网送电。2CN103104417A说明书1/4页大型风力发电机组的可调速轮毂装置技术领域[0001]本发明涉及的是一种轮毂装置，特别是一种大型风力发电机组的轮毂装置。背景技术[0002]对于现在的风力发电机组，由于风速不稳定，风速过低不易利用，风速过高机组本身容易受到损伤。在很多情况下，无论风速如何变化，风力发电机组都要求风轮机转速保持恒定或不超过某一限定范围,为此采用了调速或限速装置。当风速过高时，这些装置还用来限制功率,并减小作用在叶片上的力。[0003]目前，调速或限速装置有各种各样的类型，但从原理上来看大致有三类:一类是使风轮机偏离主风向,另一类是利用气动阻力,第三类是改变叶片的桨距角。传统风力发电机组的风轮叶片与风轮机转轴之间调速主要靠机械式调速，通过减小迎风面积或通过阻力来限制风轮机叶片速度，这样只起到限制功率作用，浪费了能量，并且加重调速装置负担，影响其使用寿命和可靠性。[0004]申请号为201020690123.6，名称为“风力发电机电磁刹车装置”的专利文件中提供了一种风力发电机电磁刹车装置，包括控制系统、电磁块及磁性刹车件。但是该技术方案仅仅考虑限制风速过高情况，对于风速超过风力发电机要求风速范围时采用电磁刹车机构，通过吸合式电磁刹车机构的吸合面间的摩擦力实现转轴减速停止。将多余的风能转化为摩擦后的热能，使能量大大浪费，而且产生的大量的热，对机械结构和材料性能都有一定要求和影响，既浪费能源，又降低了设备的可靠性和使用寿命。[0005]申请号为201120306693.9，名称为“一种风力发电机电磁刹车装置”的专利文件中提供了一种风力发电机电磁刹车装置，通过风速仪对环境监测，提供了一套控制器方案，风速过大时电磁刹车装置中线圈通电，产生与发电机定子磁场反向的磁场，阻碍转子运动，达到刹车目的。不但无法利用过剩风能，而且需要在风能过剩情况下向电磁刹车装置通电，产生反向磁场来达到刹车目的。此外，该刹车装置由于电磁耦合作用，多余能量只