复合转子结构变速恒频风力发电机系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102338035A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102338035A(43)申请公布日2012.02.01(21)申请号201110251311.1(22)申请日2011.08.30(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人宋立伟史立勤盛杉王士亮程树康崔淑梅张千帆(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人牟永林(51)Int.Cl.F03D7/04(2006.01)F03D11/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称复合转子结构变速恒频风力发电机系统及其控制方法(57)摘要复合转子结构变速恒频风力发电机系统及其控制方法，属于风力发电机技术领域。它解决了直接驱动风电系统由于在发电机与电网之间需要增加交-直-交变频环节，造成电机系统体积大、成本高的问题。本发明包括风力机，它还包括齿轮传动机构、主发电机、辅助发电机和变频器，风力机通过齿轮传动机构分别与主发电机和辅助发电机的输入轴连接，辅助发电机的电信号输出端连接变频器的电信号输入端，变频器的电信号输出端作为电网的输入端；主发电机的电信号输出端作为电网的输入端，主发电机和辅助发电机同轴设置，主发电机的定子和辅助发电机的定子均固定在壳体上，所述齿轮传动机构的传速比范围为2.8-13。本发明适用于风力发电系统。CN102385ACCNN110233803502338048A权利要求书1/2页1.一种复合转子结构变速恒频风力发电机系统，它包括风力机(1)，其特征在于：它还包括齿轮传动机构、主发电机(3)、辅助发电机(4)和变频器(5)，风力机(1)通过齿轮传动机构分别与主发电机(3)和辅助发电机(4)的输入轴连接，辅助发电机(4)的电信号输出端连接变频器(5)的电信号输入端，变频器(5)的电信号输出端作为电网的输入端；主发电机(3)的电信号输出端作为电网的输入端，主发电机(3)和辅助发电机(4)同轴设置，主发电机的定子(3-2)和辅助发电机的定子(4-2)均固定在壳体上，所述齿轮传动机构的传速比范围为2.8-13。2.根据权利要求1所述的复合转子结构变速恒频风力发电机系统，其特征在于：所述齿轮传动机构由太阳轮(2-1)、行星架(2-2)、多个行星齿轮(2-3)和内齿圈(2-4)组成，多个行星齿轮(2-3)位于内齿圈(2-4)内，并且行星齿轮(2-3)沿太阳轮(2-1)的外圆周方向分布，风力机(1)的输出轴连接行星架(2-2)的输入轴，行星架(2-2)用于支撑所有的行星齿轮(2-3)，行星齿轮(2-3)同时与太阳轮(2-1)和内齿圈(2-4)相啮合，太阳轮(2-1)、行星架(2-2)和内齿圈(2-4)的中轴线相重合，太阳轮(2-1)的旋转轴连接主发电机的转子(3-1)的转轴，主发电机的转子(3-1)与主发电机的定子(3-2)之间为气隙；内齿圈(2-4)与辅助发电机的转子(4-1)的内圆表面固定连接，辅助发电机的转子(4-1)与辅助发电机的定子(4-2)之间为气隙。3.根据权利要求1所述的复合转子结构变速恒频风力发电机系统，其特征在于：所述齿轮传动机构由太阳轮(2-1)、行星架(2-2)、多个行星齿轮(2-3)和内齿圈(2-4)组成，多个行星齿轮(2-3)位于内齿圈(2-4)内，并且行星齿轮(2-3)沿太阳轮(2-1)的外圆周方向分布，风力机(1)的输出轴驱动内齿圈(2-4)同步旋转，行星齿轮(2-3)同时与太阳轮(2-1)和内齿圈(2-4)相啮合，行星架(2-2)用于支撑所有的行星齿轮(2-3)，行星架(2-2)位于辅助发电机的转子(4-1)内，并与辅助发电机的转子(4-1)同轴固定连接，辅助发电机的转子(4-1)与辅助发电机的定子(4-2)之间为气隙；太阳轮(2-1)的旋转轴连接主发电机的转子(3-1)的转轴，主发电机的转子(3-1)与主发电机的定子(3-2)之间为气隙；太阳轮(2-1)、内齿圈(2-4)及行星架(2-2)的中轴线相重合。4.根据权利要求1、2或3所述的复合转子结构变速恒频风力发电机系统，其特征在于：所述齿轮传动机构的传速比范围为3-9。5.根据权利要求1、2或3所述的复合转子结构变速恒频风力发电机系统，其特征在于：所述主发电机(3)为多极永磁同步发电机，该永磁同步发电机的极对数为2对。6.根据权利要4所述的复合转子结构变速恒频风力发电机系统，其特征在于：所述主发电机(3)为多极永磁同步发电机，该永磁同步发电机的极对数为2对。7.根据权利要求1、2、3或6所述的复合转子结构变速恒频风力发电机系统，其特征在2CCNN110233803502338048A权利要求书2/2页于：所述辅助发电机(4)为笼形转子感应电机。