套叠双转子风机变速变频励磁方法及其发电机

摘要

一种套叠双转子风机变速变频励磁方法及其发电机，其中，在发电机的副传动轴上配置由该副传动轴传动的相对定子旋转的永磁内转子；在发电机的主传动轴上配置由该主传动轴传动的相对定子旋转的环形转子；该环形转子又呈环抱永磁内转子并可绕永磁内转子旋转的构造配置；所述环形转子的环形转子内侧绕组的极对数与永磁内转子极对数一致设置为Pe对极；环形转子外侧绕组的极对数与定子绕组极对数一致设置为Pg对极，所述环形转子外侧绕组与内侧绕组通过环形转子绕组间连接线反相序连接。本案机组可实现变速变频运行、变桨距调节，额定风速以下本案双风轮发电机组较单风轮变速变频机组风能利用率有较大提高，无齿轮箱。

主权项

1.一种套叠双转子风机变速变频励磁方法，其特征在于，1).在发电机的副传动轴(12)上配置由该副传动轴传动的相对定子(16)旋转的永磁内转子(17)；在发电机的主传动轴(13)上配置由该主传动轴传动的相对定子旋转的环形转子(14)；该环形转子又呈环抱永磁内转子并可绕永磁内转子旋转的构造配置；所述环形转子的环形转子内侧绕组(142)的极对数与永磁内转子极对数一致设置为(Pe)对极；环形转子外侧绕组(143)的极对数与定子绕组极对数一致设置为(Pg)对极，所述环形转子外侧绕组与内侧绕组通过环形转子绕组间连接线(123)反相序连接；2).在发电机的主传动轴上配置在风力作用下相对具有(Pg)极对数的定子以Nzr速度旋转的主风轮，且主风轮转速满足下述关系式：$\mathrm{Nzr}=\frac{60\times (\mathrm{fg}-\mathrm{fe})}{\mathrm{Pg}+\mathrm{Pe}}$ 其中：Nzr表示主风轮转速；Pg表示环形转子外侧绕组极对数；Pe表示永磁内转子的极对数；fg表示定子频率；fe表示永磁内转子折算频率；3).在发电机的副传动轴端部配置的副风轮带动永磁内转子以Ne速度相对主风轮反向旋转，且永磁内转子折算频率满足下述关系式：$\mathrm{fe}=\frac{\mathrm{Ne}\times \mathrm{Pe}}{60}$ 其中：Ne表示副风轮相对定子转速；4).在副传动轴上配置以Nzre转速相对旋转的、具有Pe极对数的永磁内转子，该永磁内转子相对环形转子旋转的转速满足下述关系式：Nzre＝Nzr+Ne其中：Nzre表示永磁内转子相对环形转子旋转的转速；5).当主风轮低于额定转速时，机组集控装置进行主风轮叶尖速比控制，经由风速检测装置联结的端口(D1)测得的风速和通过转速测量装置(G)测得的主风轮转速，传输给机组集控装置(5)，经与机组集控装置预设的主风轮叶尖速比数值比对，计算出桨距角的调节数值，再与主风轮桨距角测量装置(G38)采集的桨距角值比对，由机组集控装置对主风轮变桨距调节机构(38)发出变桨指令；由机组集控装置按照$\mathrm{Nzr}=\frac{60\times (\mathrm{fg}-\mathrm{fe})}{\mathrm{Pg}+\mathrm{Pe}}$ 关系式对主、副风轮进行变速控制；当副风轮低于额定转速时，机组集控装置进行副风轮叶尖速比控制，经由风速检测装置联结的端口(D1)测得的风速和通过副风轮转速测量装置(G1)测得的副风轮转速，传输给机组集控装置；经与机组集控装置预设的副风轮叶尖速比数值比对，计算出桨距角的调节数值，再与副风轮桨距角测量装置(G28)采集的桨距角值比对，由机组集控装置对副风轮变桨距调节机构(28)发出变桨指令；6)当主风轮达到额定转速时，机组集控装置对发电机进行功率控制；经由输出电流检测装置(G3)测得的发电机的输出电流和经由输出电压测量装置(G4)测得的发电机的输出电压传输给机组集控装置(5)，经由该机组集控装置运算出的发电机输出功率值与预设的额定功率数值比对；符合预设值时，机组集控装置将采集到的由风速检测装置联结的端口(D1)测得的风速和通过转速测量装置(G)测得的主风轮额定转速，计算出该风速下主风轮额定转速的桨距角的调节数值，再与主风轮桨距角测量装置(G38)采集的桨距角值比对，由机组集控装置对主风轮变桨距调节机构(38)发出变桨指令；当副风轮达到额定转速时，机组集控装置对发电机进行功率控制；经由输出电流检测装置(G3)测得的发电机的输出电流和经由输出电压测量装置(G4)测得的发电机的输出电压传输给机组集控装置，经由机组集控装置运算出的发电机输出功率值与预设的额定功率数值比对；符合预设值时，机组集控装置将采集到的由风速检测装置联结的端口(D1)测得的风速和通过转速测量装置(G)测得的副风轮额定转速，计算出该风速下副风轮额定转速的桨距角的调节数值，再与副风轮桨距角测量装置(G28)采集的桨距角值比对，由机组集控装置对副风轮变桨距调节机构(28)发出变桨指令。