專利名稱:變速恒頻電磁渦流聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器的制作方法
“變速恒頻電磁渦流聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器”又稱“變速恒頻電磁滑差聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器”。用于變速驅(qū)動的恒頻發(fā)電系統(tǒng)中，是一種隨機性能源(風力、潮流、太陽能)系統(tǒng)發(fā)電用特殊電機及電子控制裝置。
國外現(xiàn)有的變速恒頻(如風力)發(fā)電系統(tǒng)有“交流－直流－交流系統(tǒng)；磁場調(diào)制發(fā)電機及降頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(美國俄克拉荷馬大學ALLISON等，1973年)；以及交流整流子發(fā)電機系統(tǒng)(美國德克薩斯大學Masrur，1984年；蘇聯(lián)KOCTENKO，1948年)，尚無采用電磁渦流聯(lián)接裝置來實現(xiàn)風力變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)的先例。
近年來利用風力發(fā)電愈來愈受到人們的重視，但風能是一種隨機性能源，風速的變化會引起風輪機轉(zhuǎn)速的變化，因而由風輪機驅(qū)動的交流發(fā)電機的輸出頻率及電壓也將隨之變化。這對使用電能的用戶來講是不允許的。
本實用新型的目的，在于解決當風輪機以變化的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，由其所驅(qū)動之交流發(fā)電機能發(fā)出恒定不變的頻率，從而保證電氣設備的正常運轉(zhuǎn)。為此，在原動機(即風輪機)與交流發(fā)電機之間采用了電磁渦流裝置。并通過電子調(diào)節(jié)器實現(xiàn)當風速度變化時雖然風輪機轉(zhuǎn)速隨之變化，但交流發(fā)電機卻能發(fā)出恒定頻率的電能。
本聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器在整個變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)中的位置如系統(tǒng)原理圖——附圖中的圖1所示。圖1中，(1)為風能源，n1為原動機轉(zhuǎn)速，n2為交流發(fā)電機轉(zhuǎn)速，f為交流發(fā)電機頻率。電磁渦流聯(lián)接裝置位于原動機與交流發(fā)電機之間，它是一個特殊的電機。附圖中圖2為本實用新型的一個具體實施例——電磁渦流聯(lián)接裝置的結構原理圖。本電磁渦流聯(lián)接裝置由兩個旋轉(zhuǎn)部分組成，其中一個旋轉(zhuǎn)部分(圖2中)(1)與原動機(即風輪機)相連。另一個旋轉(zhuǎn)部分(圖2中)(2)與交流發(fā)電機相連，起著離合器的作用。兩個旋轉(zhuǎn)部分之間是靠電磁的相互作用傳遞轉(zhuǎn)矩的，轉(zhuǎn)矩的大小可通過調(diào)節(jié)電磁渦流裝置的勵磁電流而變化。圖2中(3)為其勵磁線圈，勵磁線圈中的電流由電子調(diào)節(jié)器進行自動控制，即能得到恒頻電源。本實施例中的電子調(diào)節(jié)器是由給定電路，反饋電路，開關電路及穩(wěn)壓直流電源幾個環(huán)節(jié)組成的電子電路，其框圖如圖3所示，按其功能又可分為兩部分，即量測部分與調(diào)節(jié)控制部分。量測部分的電路圖如圖4所示，由測速發(fā)電機，整流，濾波電路及電阻分壓器，穩(wěn)壓管組成(即給定電路)。調(diào)節(jié)控制部分(即反饋電路及開關電路部分)由晶體管T，二極管D，電阻R等組成，與渦流聯(lián)軸器的勵磁繞組L串接。其電路圖如圖5所示。
本實用新型與其它現(xiàn)有的變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)相比，其優(yōu)點在于既不需要昂貴的整流——逆變裝置，也不需要制造技術復雜的整流子發(fā)電機或磁場調(diào)制發(fā)電機以及供勵磁系統(tǒng)用的工頻交流電源，投資費用大大減少。
本變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)用電磁渦流聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器已制出樣機，并在風力發(fā)電系統(tǒng)中進行了實驗，其頻率誤差小于0.5％。例如，將本電磁渦流聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器與φ型立軸風機(直徑3米)配套使用，當風速由8.5米／秒至11米／秒變化時，發(fā)電機頻率變化僅為0.13％(低于國家標準規(guī)定的頻率變化范圍)。本實用新型實質(zhì)上是一個特殊的旋轉(zhuǎn)電磁機械及靜止的電子調(diào)節(jié)裝置，堅固耐久，維護簡單。適合于戶外運行條件，可用于各中小容量等級的可再生能源(如風能、太陽能、波浪能)組成可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，可實現(xiàn)與電網(wǎng)的并聯(lián)，也可用做缺電地區(qū)(例如邊遠電網(wǎng)達不到的地區(qū))的孤立電源。
權利要求
1.一種用于變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)(風能，太陽能，潮流能發(fā)電系統(tǒng))的聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器，其特征在于聯(lián)接裝置為電磁渦流裝置，並與調(diào)節(jié)器配套使用。
2.如權利要求
項1所述的聯(lián)接裝置與調(diào)節(jié)器其特征在于電磁渦流裝置是一個特殊電機，它由兩個旋轉(zhuǎn)部分組成，一個旋轉(zhuǎn)部分與原動機相連，一個旋轉(zhuǎn)部分與交流發(fā)電機相聯(lián)，兩個旋轉(zhuǎn)部分之間靠電磁的相互作用傳遞轉(zhuǎn)矩。
3.如權利要求
項2所述的聯(lián)接裝置與調(diào)節(jié)器其特征在于電磁渦流裝置兩個旋轉(zhuǎn)部分所傳遞的轉(zhuǎn)矩大小是通過電子調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電磁渦流裝置的勵磁電流而實現(xiàn)的。
4.如權利要求
項3所述的聯(lián)接裝置與調(diào)節(jié)器，其特征在于調(diào)節(jié)器是由給定電路、反饋電路、開關電路及直流穩(wěn)壓電源組成的一個整體電子電路。
專利摘要
“變速恒頻電磁渦流聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器”又稱“變速恒頻電磁滑差聯(lián)接裝置及調(diào)節(jié)器”屬于風力(隨機性能源)發(fā)電系統(tǒng)中特殊電機及電子控制裝置。解決當原動機以變速轉(zhuǎn)動時，由其所驅(qū)動的交流發(fā)電機能發(fā)出恒定頻率電能的技術問題。在原動機與交流發(fā)電機之間采用本聯(lián)接裝置并由電子調(diào)節(jié)器進行控制，可使原動機轉(zhuǎn)速在較寬范圍內(nèi)變化時，發(fā)電機發(fā)出的頻率誤差小于0.5％。滿足國家對頻率變化的標準規(guī)定，能順利實現(xiàn)并網(wǎng)。并且較現(xiàn)有其它變速恒頻風力發(fā)電裝置投資大大降低。本發(fā)明也可用于其它以隨機性能源為原動力的發(fā)電系統(tǒng)(如太陽能，潮流發(fā)電系統(tǒng))之中。
文檔編號H02K49/00GK85201715SQ85201715
公開日1986年4月16日 申請日期1985年4月28日
發(fā)明者王承煦, 蘇鵬聲, 馮大鈞, 蔡躍陸, 王葉滔 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan