一种新型风力发电机组结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102496952A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102496952A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110377516.4(22)申请日2011.11.23(71)申请人广东东兴风盈风电设备制造有限公司地址528222广东省佛山市南海区小塘新境工业区(72)发明人毕洋基黄国平余胜(74)专利代理机构佛山市南海智维专利代理有限公司44225代理人梁国杰(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)H02K11/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图11页(54)发明名称一种新型风力发电机组结构(57)摘要本发明公开一种体积小、免维护、具有良好的低电压穿越能力的风力发电机组结构，包括有叶片、发电机、齿轮箱和变流器，叶片转轴与齿轮箱主轴连接，齿轮箱主轴与发电机转子连接，变流器通过电缆连接在发电机和电网之间，所述的发电机为无刷笼型异步发电机，变流器为全功率变流器，全功率变流器的电机侧变流器与无刷笼型异步发电机的定子绕组连接，电网侧变流器与电网连接。CN1024965ACN102496952A权利要求书1/1页1.一种新型风力发电机组结构，包括有叶片、发电机、齿轮箱和变流器，叶片转轴与齿轮箱主轴连接，齿轮箱主轴与发电机转子连接，变流器通过电缆连接在发电机和电网之间，其特征在于：所述的发电机为无刷异步发电机，变流器为全功率变流器，全功率变流器的电机侧变流器与无刷异步发电机的定子绕组连接，电网侧变流器与电网连接。2CN102496952A说明书1/2页一种新型风力发电机组结构技术领域：[0001]本发明属于发电设备领域，特指一种新型风力发电机组结构。背景技术：[0002]能源已成为制约各国能源发展的瓶颈，从能源发展战略来看，人类必须寻求一条可持续发展的能源道路，可持续能源发展的目的是发展，关键是可持续性。而且随着经济的发展，生活水平的提高，人们越来越重视所生存、居住环境的改善，环境保护意识不断增强，迫切需要一些清洁、无污染、可再生的新能源。在目前众多可再生能源与新能源技术开发中，发展最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景、最具竞争力、潜力最大的就是风力发电。[0003]风力发电系统工作时最重要的一点须保证随风速、风向变化的变频变压电功率转化为与电网同频率同电压的电功率，并且在电网电压瞬时掉落的情况下保持与电网的连接。[0004]长期以来，我国国内的风力发电机组一直采用双馈异步发电机+变流器或者永磁同步发电机+全功率变流器这两种传统方式，这两种传统方式都存在着不足之处。[0005]如图1所示的双馈异步发电机+变流器方式，其叶片a1旋转，将机械动能通过主轴传递给齿轮箱a2，齿轮箱a2拖动双馈异步发电机a3，双馈异步发电机a3连接，吸收或者发出电功率；由于双馈异步发电机a3组要对转子励磁，因此需要滑环和碳刷结构，这无疑增加了机组的维护点；另外在低电压穿越方面，由于双馈异步发电机组的变流器a4的容量仅为发电机容量的一小部分，因此在电网a5电压瞬时掉落情况下的低电压穿越能力非常有限。因此此种风力发电机组的运行可靠性差，需要经常维护，不是很适合于在环境比较恶劣的风力发电系统中运行。[0006]如图2所示的永磁同步发电机+全功率变流器方式，采用多极低速永磁同步发电机b1直接与主轴相接，利用全功率变流器b2向电网b3馈电。此方案虽然省去了齿轮箱，但是发电机体积十分庞大笨重，成本很高。发明内容：[0007]本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种体积小、免维护、具有良好的低电压穿越能力的风力发电机组结构。[0008]为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种新型风力发电机组结构，包括有叶片、发电机、齿轮箱和变流器，叶片转轴与齿轮箱主轴连接，齿轮箱主轴与发电机转子连接，变流器通过电缆连接在发电机和电网之间，所述的发电机为无刷笼型异步发电机，变流器为全功率变流器，全功率变流器的电机侧变流器与无刷笼型异步发电机的定子绕组连接，电网侧变流器与电网连接。[0009]与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：[0010](1)本风力发电机组采用的笼型异步发电机结构简单，省去了滑环和碳刷结构，体3CN102496952A说明书2/2页积小且免维护；[0011](2)本风力发电机组采用交-直-交全功率变流器与笼型异步发电机定子绕组连接，通过给发电机励磁实现变速恒频，还可以调节功率因数，能够实现将随风速、风向变化而变化的变频变压电功率转化为电网同频率同电压的电功率，因此非常适合应用到变速恒频风力发电系统中；[0012](3)同时本风力发电机组的笼型异步发电机通过交-直-交全功率变流器接到电网上，可减少电网谐波污染，且可根据电网需