并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造方法及系统.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CN113013918A(43)申请公布日2021.06.22(21)申请号202110172042.3H02K15/02(2006.01)(22)申请日2021.02.08(71)申请人广州华南鑫沨能源科技有限公司地址510610广东省广州市天河区东莞庄一横路116号618房(72)发明人谢宝忠(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人江裕强何淑珍(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)H02K19/26(2006.01)H02K13/00(2006.01)H02K11/04(2016.01)H02K15/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造方法及系统(57)摘要本发明公开了一种并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造方法及系统。所述系统包括直流励磁同步发电机、转子交流绕组、转子铁芯、交直交双向变流器、电刷、滑环、测量控制系统和原动机及其传动机构。本发明保留原同步发电系统的绝大部分设备及部件，只将原同步发电机组的转子主磁极替换为与定子绕组极数相同的转子交流绕组及转子铁芯，对原系统的改动较小，改造成本较低。本发明技术手段简便易行，转子运行于不同转速时通过控制交流励磁电流参数，使转子上的旋转磁场转速与定子旋转磁场转速一致，进而提高原动机及整个发电系统的运行效率，改善原同步发电机组的运行工况，提高发电机组运行的稳定性。CN113013918ACN113013918A权利要求书1/2页1.并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造系统，其特征在于，包括直流励磁同步发电机、转子交流绕组(5)、转子铁芯(6)、交直交双向变流器(7)、电刷(8)、滑环(9)、测量控制系统(10)和原动机及其传动机构(12)；直流励磁同步发电机的定子绕组(2)与交流电网相连；转子铁芯(6)及转子交流绕组(5)安装于改造前直流励磁同步发电机转子主磁极上的磁极铁芯(3)及其直流励磁绕组(4)的位置，转子交流绕组(5)安装于转子铁芯(6)槽内；转子交流绕组(5)通过电刷(8)、滑环(9)与交直交双向变流器(7)相连；交直交双向变流器(7)根据原动机的各运行转速，通过电刷(8)、滑环(9)为转子交流绕组(5)提供频率、大小、相位、相序可控的交流励磁电流，交流励磁电流所产生的旋转磁场转速与转子转速叠加后始终跟定子绕组(2)产生的旋转磁场转速相同，进而使原动机始终运行于高效区；电刷(8)安装于原直流励磁同步发电机的机座上，与交直交双向变流器(7)连接并与滑环(9)滑动接触；滑环(9)安装于发电机转轴上，与交流绕组(5)连接并与电刷(8)滑动接触；原动机及其传动机构(12)用于驱动发电机转子旋转。2.根据权利要求1所述的并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造系统，其特征在于，转子铁芯(6)和转子交流绕组(5)用于替换改造前直流励磁同步发电机转子主磁极上的磁极铁芯(3)及其直流励磁绕组(4)。3.根据权利要求1所述的并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造系统，其特征在于，原动机及其传动机构(12)中，原动机为驱动发电机旋转的动力设备。4.根据权利要求1所述的并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造系统，其特征在于，转子交流绕组(5)的极数与定子绕组(2)的极数相同。5.根据权利要求1所述的并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造系统，其特征在于，所述测量控制系统(10)用于监测整个发电系统的运行状态、参数，测量控制原动机、发电机转子的转速，进而调整交直交双向变流器(7)输出的交流励磁电流参数，使整个发电系统安全稳定运行。6.根据权利要求1所述的并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造系统，其特征在于，转子交流绕组(5)和交直交双向变流器(7)的相数为3相，也可为多相。7.根据权利要求1～6任一项所述的并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造系统，其特征在于，当发电机转子的转速高于同步转速时，测量控制系统(10)调整交流励磁电流的相序和频率，使交流励磁电流在转子交流绕组(5)上产生的旋转磁场转向与转子转向相反；当发电机转子转速低于同步转速时，调整交流励磁电流的相序和频率，使交流励磁电流在转子交流绕组上产生的旋转磁场转向与转子转向相同，交流励磁电流所产生的旋转磁场转速与转子转速叠加后始终跟定子绕组(2)产生的旋转磁场转速相同；测量控制系统(10)根据原动机输入的机械功率调整交流励磁电流的大小及相位，进而调整发电机转子的转速，使原动机始终在最优转速下运行。8.基于权利要求7所述的并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造系统的交流励磁改造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将直流励磁同步发电机