專利名稱：串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)及變速恒頻控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，特別是串聯(lián)永磁變速恒頻勵磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電 機(jī)及具有該風(fēng)電機(jī)的勵》茲控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
習(xí)知技術(shù)如中國專利CN200510022771. 1公開了 一種風(fēng)力發(fā)電的變速恒 頻方法，其特點(diǎn)是，首先將風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速通過增速齒輪箱增速，然后將 變速產(chǎn)生的輸入功率輸入差動永磁電機(jī)的輸入軸，由差動永磁電機(jī)的差速機(jī) 構(gòu)進(jìn)行功率分流或合流產(chǎn)生功率流進(jìn)入差動永磁電機(jī)的定子繞組經(jīng)饋線對電 網(wǎng)實(shí)現(xiàn)恒速恒頻發(fā)電，以提高發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。
又如中國專利CN200410003089. 3公開了一種MW級直接驅(qū)動永磁外轉(zhuǎn)子 同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它采用多極外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。該發(fā)電機(jī)包括固定軸、轉(zhuǎn)動軸、 線圈繞組、永磁磁鋼、鐵芯、定子和外轉(zhuǎn)子，其中轉(zhuǎn)動軸通過軸承安裝于固 定軸上，定子通過定子支架安裝于固定軸上，外轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子支架安裝于轉(zhuǎn) 動軸上，在繞組線圈和定子支架之間可以設(shè)有軸向的冷卻通風(fēng)道；在外轉(zhuǎn)子 和定子之間的迎風(fēng)面設(shè)有保護(hù)罩。由于極數(shù)多，其轉(zhuǎn)速很低，因而不需要增 速齒輪箱配套，可以直接驅(qū)動發(fā)電；發(fā)電機(jī)無自帶冷卻風(fēng)扇或外裝冷卻系統(tǒng)。
習(xí)知風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過齒輪箱將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給 發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速；通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低，遠(yuǎn)達(dá)不到高速發(fā)電機(jī) 發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實(shí)現(xiàn)；而風(fēng)力發(fā)電 機(jī)機(jī)組的工況環(huán)境一般很差，齒輪箱頻發(fā)故障是常有的事。
習(xí)知的技術(shù)制造的產(chǎn)品可靠性差，維護(hù)成本高，機(jī)組效率低。業(yè)界希望利 用無刷雙饋電機(jī)技術(shù)的無刷結(jié)構(gòu)和較寬的變速恒頻運(yùn)行范圍，結(jié)合安裝于雙 轉(zhuǎn)子傳動軸上相互反向旋轉(zhuǎn)的雙鳳輪高效利用風(fēng)能的技術(shù)優(yōu)勢，去掉齒輪箱 和復(fù)雜的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的變速恒頻運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的問題在于，克服襲用技術(shù)存在的上述缺陷，而提 供一種串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)及其變速恒頻控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型目的之一是提供一種串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)； 本案目的之二是提供一種變速恒頻風(fēng)電機(jī)的勵磁控制系統(tǒng)。 本實(shí)用新型解決串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案來 實(shí)現(xiàn)的，依據(jù)本實(shí)用新型提供的一種串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)主 體中的發(fā)電機(jī)定子和通過主傳動軸傳動、相對該定子呈旋轉(zhuǎn)構(gòu)造設(shè)置的發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)子，其中，勵磁機(jī)通過裝置主風(fēng)輪的主傳動軸與發(fā)電機(jī)主體同軸串裝； 永磁體設(shè)在永磁外轉(zhuǎn)子的磁軛上構(gòu)成勵磁機(jī)的永磁外轉(zhuǎn)子；該永磁外轉(zhuǎn)子以 與勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子呈相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造、且該永磁外轉(zhuǎn)子呈相對發(fā)電機(jī)定子旋轉(zhuǎn) 的構(gòu)造設(shè)置；所述副風(fēng)輪呈可驅(qū)動永磁外轉(zhuǎn)子的構(gòu)造裝置在副傳動軸上；所 述借由副風(fēng)輪傳動的副傳動軸與借由主風(fēng)輪傳動的主傳動軸成可相互轉(zhuǎn)動的 方式同軸聯(lián)結(jié)。
本案解決串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)
前述的串聯(lián)永》茲雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，其中，所述的副風(fēng)輪以相對主風(fēng)輪反向 旋轉(zhuǎn)的傳動構(gòu)造配置；所述的副風(fēng)輪呈上風(fēng)向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置；主風(fēng)輪呈下風(fēng) 向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置。
前述串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，其中，所述永磁體成組配置，其極對數(shù)與 勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子極對數(shù)匹配；所述裝置永磁體的磁軛設(shè)置在永磁外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)。
前述的串聯(lián)永》茲雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，其中，所述副風(fēng)輪與勵磁機(jī)之間留有避 免副風(fēng)輪與塔架碰撞的預(yù)設(shè)間距。
前述的串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，其中，所述主、副傳動軸均具有預(yù)設(shè)直 徑的中空通孔，該傳動軸借由配置在發(fā)電機(jī)上的軸承和勵磁機(jī)上的軸承支撐。
本案解決變速恒頻控制系統(tǒng)的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，
依據(jù)本實(shí)用新型提供的一種變速恒頻控制系統(tǒng)，包括風(fēng)電機(jī)，其中，所述風(fēng) 電機(jī)中，發(fā)電機(jī)定子和通過主傳動軸傳動、相對該定子呈旋轉(zhuǎn)構(gòu)造設(shè)置的發(fā)
電機(jī)轉(zhuǎn)子，勵磁機(jī)通過裝置主風(fēng)輪的主傳動軸與發(fā)電機(jī)主體同軸串裝；永磁 體設(shè)在永》茲外轉(zhuǎn)子的f茲扼上構(gòu)成勵磁機(jī)的永石茲外轉(zhuǎn)子；該永石茲外轉(zhuǎn)子以與勵 磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子呈相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造、且該永磁外轉(zhuǎn)子呈相對發(fā)電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)的構(gòu) 造設(shè)置；所述的副風(fēng)輪呈可驅(qū)動永磁外轉(zhuǎn)子的構(gòu)造裝置在副傳動軸上；所述
方式同軸聯(lián)結(jié)；前述的主、副風(fēng)輪上設(shè)置可將轉(zhuǎn)速的信號傳送到機(jī)組集控裝 置的主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量裝置、副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量裝置；機(jī)組集控裝置具有與風(fēng)速 檢測裝置聯(lián)結(jié)的端口 、與風(fēng)向檢測裝置聯(lián)結(jié)得端口 、與上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的端 口；偏航控制器與機(jī)組集控裝置以控制主風(fēng)輪下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)結(jié)；所述 的主風(fēng)輪與副風(fēng)輪分別配置調(diào)節(jié)槳距角的主風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、副風(fēng)輪變 槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與機(jī)組集控裝置均以控制 風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)變槳的方式聯(lián)結(jié)；在發(fā)電機(jī)的電壓輸出端依次連接可對 發(fā)電機(jī)輸出電壓加以限制、同期后軟并網(wǎng)、停機(jī)時軟解裂的并網(wǎng)控制裝置、 和升壓變壓器，再與外電網(wǎng)聯(lián)接；在并網(wǎng)控制裝置、和升壓變壓器之間依次 配置與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的輸出電壓測量裝置、與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的輸出 電流檢測裝置、及與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的電網(wǎng)頻率檢測裝置；在發(fā)電機(jī)與并 網(wǎng)控制裝置之間配置與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的空載檢測裝置。
本案解決變速恒頻控制系統(tǒng)的技術(shù)問題還可以采用以下技術(shù)措施來進(jìn)一 步實(shí)現(xiàn)
前述的變速恒頻控制系統(tǒng)，其中所述風(fēng)電機(jī)的副風(fēng)輪以相對主風(fēng)輪反 向旋轉(zhuǎn)的傳動構(gòu)造配置；主風(fēng)輪呈下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置；所述主風(fēng)輪的葉片 掃風(fēng)面積設(shè)置為副風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積2-5倍；所述主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)構(gòu)造相同，它由變槳伺服機(jī)構(gòu)與變槳控制裝置組成，所述機(jī)組集控裝置 通過變槳控制裝置與變槳伺服機(jī)構(gòu)呈根據(jù)檢測到的槳距角變化進(jìn)行主風(fēng)輪和
副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式聯(lián)結(jié)；所述的主風(fēng)輪與副風(fēng)輪內(nèi)分別配置副風(fēng)輪槳距 角測量裝置、主風(fēng)輪槳距角測量裝置；
前述的變速恒頻控制系統(tǒng)，其中所述風(fēng)電機(jī)的永磁體成組配置，其極 對數(shù)與勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子極對數(shù)匹配；所述裝置永磁體的磁軛設(shè)置在永磁外轉(zhuǎn)子 殼體內(nèi)；主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)驅(qū)動；該變槳伺服機(jī)構(gòu)與機(jī) 組集控裝置呈可依槳距角的變化對主風(fēng)輪和副風(fēng)輪進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式電氣 聯(lián)結(jié)。
前述的變速恒頻控制系統(tǒng)，其中所述風(fēng)電機(jī)的主風(fēng)輪葉片掃風(fēng)面積約 是副風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積的3倍，所述的掃風(fēng)面積是風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)形成的面積； 所述的主風(fēng)輪下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)，副風(fēng)輪上風(fēng)向反向旋轉(zhuǎn)；所述副風(fēng)輪與勵磁機(jī)之 間留有避免副風(fēng)輪與塔架碰撞的預(yù)設(shè)間距；制動器與機(jī)組集控裝置以當(dāng)副風(fēng) 輪轉(zhuǎn)速為0時可啟動工作的電氣方式聯(lián)結(jié)。
前述的變速恒頻控制系統(tǒng)，其中所述定子繞組極對數(shù)Pg設(shè)置為大于永
磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)Pe，所述配置在主傳動軸上的主風(fēng)輪，在風(fēng)力作用下相對具
有Pg極對數(shù)的定子以Nzr速度旋轉(zhuǎn)，且主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式配置 * = 6崎-刺
其中Nzr表示主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；Pg表示定子繞組極對數(shù)；Pe表示永磁外 轉(zhuǎn)子的極對數(shù)；fg表示定子頻率；fe表示永^磁外轉(zhuǎn)子折算頻率；所述定子繞 組極對數(shù)可以是3倍的永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)；所述勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組極對數(shù)設(shè) 置為Pe對極；所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組極對數(shù)設(shè)置為Pg對極；所述的勵磁機(jī)內(nèi) 轉(zhuǎn)子繞組與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過轉(zhuǎn)子間連接線反相序連接；風(fēng)電機(jī)的的副風(fēng) 輪配置在副傳動軸上，該副風(fēng)輪帶動永磁外轉(zhuǎn)子以Ne速度旋轉(zhuǎn)，且永磁外轉(zhuǎn) 子折算頻率滿足下述關(guān)系式
/e = i^Z￡其中Ne表示副風(fēng)輪相對定子轉(zhuǎn)速；
60
在副傳動軸上配置以Nzre轉(zhuǎn)速相對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)的、具有Pe極對數(shù) 的永磁外轉(zhuǎn)子，永^f茲外轉(zhuǎn)子相對勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式
Nzre = Nzr + Ne
其中Nzre表示永磁外轉(zhuǎn)子相對勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速；所述的主、 副傳動軸均具有預(yù)設(shè)直徑的中空通孔，該傳動軸借由配置在發(fā)電機(jī)上的軸承 和勵磁機(jī)上的軸承支撐。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方 案可知，本實(shí)用新型在優(yōu)異的結(jié)構(gòu)配置下，至少有如下的優(yōu)點(diǎn)
本實(shí)用新型無需配置功率復(fù)雜的變流裝置，有效的簡化了機(jī)組構(gòu)造，提 高了機(jī)組運(yùn)行效率和可靠性，降低了控制系統(tǒng)成本，本實(shí)用新型雙風(fēng)輪的合 理配置、雖然雙風(fēng)輪結(jié)構(gòu)使設(shè)備造價略有增加，但設(shè)置較大的風(fēng)輪用于發(fā)電， 較小的風(fēng)輪調(diào)節(jié)勵磁頻率兼而發(fā)電，有效提高了風(fēng)能利用率，較常規(guī)單風(fēng)輪 風(fēng)電機(jī)組風(fēng)能利用率提高10%-15%;
本案采用無刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)永磁外轉(zhuǎn)子雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組變 速恒頻勵磁運(yùn)行，相當(dāng)同容量單轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)極對數(shù)至少減少1/3，從而縮短發(fā) 電機(jī)直徑，便于設(shè)備運(yùn)輸、降低機(jī)組重量；本案雙風(fēng)輪結(jié)構(gòu)設(shè)置及偏航機(jī)構(gòu) 的配置，使機(jī)組偏航控制變的更簡單、可靠；
本案機(jī)組可實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行、變槳距調(diào)節(jié)，額定風(fēng)速以下本案雙風(fēng)輪 發(fā)電機(jī)組較單風(fēng)輪變速恒頻機(jī)組風(fēng)能利用率有較大提高，無齒輪箱、可實(shí)現(xiàn) 直驅(qū)，無滑環(huán)故障之擔(dān)心，不需大容量變流裝置，機(jī)組可靠性大大提高；本 實(shí)用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有顯著的貢獻(xiàn)和進(jìn)步，確實(shí)是具有新穎性、創(chuàng)造性、 實(shí)用型的好技術(shù)。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖l是本實(shí)用新型中風(fēng)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型勵磁繞組接線結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型變速恒頻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型變速恒頻控制系統(tǒng)工作原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式
、 結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
如圖l-4所示， 一種串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)M，包括固裝在底座10上的 發(fā)電機(jī)主體1，發(fā)電機(jī)定子16固裝于電機(jī)殼111內(nèi)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子14通過主傳 動軸13呈相對定子16旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置，其中，
勵磁機(jī)4通過主傳動軸與發(fā)電機(jī)主體同軸串裝在機(jī)殼內(nèi)；永磁體43安裝 在永磁外轉(zhuǎn)子殼體410內(nèi)的》茲扼42上，構(gòu)成勵磁才幾的永石茲外轉(zhuǎn)子41，該永》茲 外轉(zhuǎn)子通過連接件46以與勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子45呈相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置；所述的 永磁體43是按習(xí)知技術(shù)成組配置的，其極對數(shù)與勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子極對數(shù)匹配； 永磁外轉(zhuǎn)子呈相對勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)、并相對發(fā)電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置；
副傳動軸12與主傳動軸13同軸聯(lián)結(jié)；所述的主、副傳動軸均具有預(yù)設(shè) 直徑的中空通孔130,以使大型發(fā)電機(jī)組傳動軸在滿足技術(shù)要求條件下更輕 質(zhì)，從而降〗氐才幾體重量，該傳動軸借由配置在發(fā)電4幾上的軸承115、 116和勵 磁機(jī)上的軸承147、 148支撐；
由此，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和與該轉(zhuǎn)子同軸傳動旋轉(zhuǎn)的勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子形成發(fā)電機(jī) 的串聯(lián)式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，并與永磁外轉(zhuǎn)子呈雙轉(zhuǎn)子構(gòu)造，從而可實(shí)現(xiàn)機(jī)組變速恒 頻運(yùn)行，相當(dāng)同容量單轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)極對數(shù)至少減少1/3,因而可縮短發(fā)電機(jī)直 徑，進(jìn)一步降低電機(jī)重量；
通過習(xí)知技術(shù)，將借由副風(fēng)輪傳動的副傳動軸12與借由主風(fēng)輪傳動的主 傳動軸13成可相互轉(zhuǎn)動的聯(lián)結(jié)方式同軸安裝、由副傳動軸將副風(fēng)輪的動力傳 遞給永磁外轉(zhuǎn)子；
副風(fēng)輪2相對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)的傳動構(gòu)造裝置在副傳動軸12的軸身末 端，該副風(fēng)輪通過其輪轂21以習(xí)知技術(shù)按F2方向呈上風(fēng)向安裝，副風(fēng)輪與 勵磁機(jī)之間留有避免副風(fēng)輪與塔架碰撞的預(yù)設(shè)間距L，由主風(fēng)輪仰角的度數(shù)可 確定副風(fēng)輪與塔架不相碰撞的預(yù)留間距；主風(fēng)輪3裝配在主傳動軸13軸身端
部，該主風(fēng)輪通過其輪轂31以習(xí)知技術(shù)按F3方向呈下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置。
一種變速恒頻控制系統(tǒng)，包括前述風(fēng)電機(jī)M，其中，風(fēng)電機(jī)的的主風(fēng)輪3 配置在主傳動軸上，在風(fēng)力作用下相對具有Pg極對數(shù)的定子16以Nzr速度 旋轉(zhuǎn)，且主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式
其中Nzr表示主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；Pg表示定子繞組極對數(shù)；Pe表示永磁外 轉(zhuǎn)子4 l的極對數(shù)；fg表示定子頻率；fe表示永磁外轉(zhuǎn)子折算頻率；
所述勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子45繞組極對數(shù)設(shè)置為Pe對極；所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子14繞 組極對數(shù)設(shè)置為Pg對極；所述的勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過轉(zhuǎn) 子間連接線123反相序連接；
所述定子繞組極對數(shù)Pg設(shè)置為大于永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)Pe,所述定子繞 組極對數(shù)可以是3倍的永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)；
風(fēng)電機(jī)的的副風(fēng)輪2配置在副傳動軸上，該副風(fēng)輪帶動永磁外轉(zhuǎn)子以Ne
速度相對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)，且永磁外轉(zhuǎn)子折算頻率滿足下述關(guān)系式
,iVe x Pe
/e =-
60
其中Ne表示副風(fēng)輪相對定子轉(zhuǎn)速
在副傳動軸上配置以Nzre轉(zhuǎn)速相對旋轉(zhuǎn)的、具有Pe極對數(shù)的永磁外轉(zhuǎn) 子，永磁外轉(zhuǎn)子相對勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式 Nzre = Nzr + Ne
其中Nzre表示永磁外轉(zhuǎn)子相對勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速；
前述的主、副風(fēng)輪上設(shè)置可將轉(zhuǎn)速的信號傳送到機(jī)組集控裝置5的主風(fēng)
輪轉(zhuǎn)速測量裝置G、副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量裝置Gl,經(jīng)由風(fēng)速檢測裝置聯(lián)結(jié)的端口
Dl測得的風(fēng)速和通過轉(zhuǎn)速測量裝置測得的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，傳輸給機(jī)組集控裝置5;
機(jī)組集控裝置與偏航控制器6聯(lián)結(jié)，控制主風(fēng)輪下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)，偏航控制器6
可安裝于底座下的才幾搶內(nèi)部101;
所述的主風(fēng)輪與副風(fēng)輪的輪轂部分別配置調(diào)節(jié)槳距角的主風(fēng)輪變槳距調(diào)
節(jié)機(jī)構(gòu)38、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)28，該主風(fēng)輪、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與 機(jī)組集控裝置5電氣聯(lián)結(jié)，由機(jī)組集控裝置5對主風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)38發(fā) 出變槳指令；所述的主風(fēng)輪與副風(fēng)輪內(nèi)分別配置副風(fēng)輪槳距角測量裝置G28、 主風(fēng)輪槳距角測量裝置G38;
所述主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)造相同，它由以伺服電機(jī)M38、 M28驅(qū) 動的變槳伺服機(jī)構(gòu)381、 281與變槳控制裝置382、 282組成，所述機(jī)組集成 控制5通過變槳控制裝置382、 282與以伺服電機(jī)M38、 M28驅(qū)動的變槳伺服 機(jī)構(gòu)381、 281聯(lián)結(jié)；該變槳伺服機(jī)構(gòu)在機(jī)組集控裝置5的控制下根據(jù)檢測到 的槳距角變化進(jìn)行主風(fēng)輪和副風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)主風(fēng)輪下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)，而 副風(fēng)輪上風(fēng)向反向旋轉(zhuǎn)；制動器15設(shè)置在發(fā)電機(jī)端蓋與副風(fēng)輪輪轂之間；
在發(fā)電機(jī)的電壓輸出端依次連接并網(wǎng)控制裝置7、和升壓變壓器8，再與 外電網(wǎng)W聯(lián)接；在并網(wǎng)控制裝置、和升壓變壓器之間依次配置與機(jī)組集控裝 置5聯(lián)結(jié)的輸出電壓測量裝置G4、與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的輸出電流檢測裝置 G3、及與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的電網(wǎng)頻率檢測裝置G2;在發(fā)電機(jī)M與并網(wǎng)控制 裝置之間配置與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的空載檢測裝置G5;機(jī)組集控裝置還具有 與風(fēng)速檢測裝置(未圖示)聯(lián)結(jié)的端口 Dl、與風(fēng)向檢測裝置(未圖示)聯(lián)結(jié) 得端口D2、與上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的端口 D3;所述主、副風(fēng)輪葉片按已知技術(shù)方 式裝置在風(fēng)輪輪轂上，所述主風(fēng)輪葉片掃風(fēng)面積大于副風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積 2-5倍，尤以主風(fēng)輪葉片掃風(fēng)面積是副風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積的3倍左右較佳， 所述的掃風(fēng)面積是風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)形成的面積；
經(jīng)由輸出電流檢測裝置G3測得的發(fā)電機(jī)的輸出電流和經(jīng)由輸出電壓測量 裝置G4測得的發(fā)電機(jī)的輸出電壓傳輸給機(jī)組集控裝置5，經(jīng)由機(jī)組集控裝置 5運(yùn)算出的發(fā)電機(jī)輸出功率值與預(yù)設(shè)的額定功率數(shù)值比對；在設(shè)定條件下，機(jī)
組集控裝置5將由風(fēng)速檢測裝置的聯(lián)結(jié)端口 Dl測得的風(fēng)速和通過轉(zhuǎn)速測量裝 置G測得的主風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速，采集計算得出該風(fēng)速下主風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速的槳距 角的調(diào)節(jié)數(shù)值，再與主風(fēng)輪槳距角測量裝置G38采集的槳距角值比對，由機(jī)
組集控裝置5對主風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)38發(fā)出變槳指令；由此可以實(shí)現(xiàn)主風(fēng) 輪在恒定功率下運(yùn)行，防止發(fā)電機(jī)過載；
當(dāng)串聯(lián)永磁變速恒頻勵磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行、主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速在預(yù)設(shè)的
額定轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之間時，副風(fēng)輪在機(jī)組集控裝置5調(diào)節(jié)下按預(yù)設(shè)條件相 對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)、通過這種轉(zhuǎn)速變化使發(fā)電機(jī)定子電壓頻率始終為50Hz; 副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速最低可到零，副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為0速時制動器15工作，
綜上，雙風(fēng)輪機(jī)構(gòu)的風(fēng)電機(jī)，其中較大直徑的主風(fēng)輪為發(fā)電用，較小直 徑的副風(fēng)輪為調(diào)節(jié)勵磁頻率兼發(fā)電用，二者在同一個軸線上、相互反方向旋 轉(zhuǎn)，偏航控制器負(fù)責(zé)控制主風(fēng)輪下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)，主力發(fā)電；副風(fēng)輪上風(fēng)向反向 旋轉(zhuǎn)，輔助發(fā)電，大大提高效能。
所述發(fā)電機(jī)的電壓輸出端并網(wǎng)控制裝置等配置可對發(fā)電機(jī)輸出電壓加以 限制、同期后軟并網(wǎng)、停機(jī)時軟解裂，可有效的減少并網(wǎng)無功電流的沖擊， 確保機(jī)組安全運(yùn)行；當(dāng)發(fā)電機(jī)達(dá)到額定輸出功率時，機(jī)組功率因數(shù)控制在cos 6- l左右運(yùn)行；當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出有功功率較小時，機(jī)組輸出cos6 <1的感性 無功功率；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定最低轉(zhuǎn)速或發(fā)電機(jī)輸出功率高于最大輸出 功率時，從電網(wǎng)上解列發(fā)電機(jī)，通過并網(wǎng)控制裝置等配置完成軟解列。
變速恒頻勵磁控制方法
1. 在主傳動軸13上配置在風(fēng)力作用下相對具有Pg極對數(shù)的定子16以
Nzr速度旋轉(zhuǎn)的主風(fēng)輪3，且主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式 W,(/g-/。
其中Nzr表示主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；Pg表示定子繞組極對數(shù)；Pe表示永磁外 轉(zhuǎn)子4 1的極對數(shù)；fg表示定子頻率；fe表示永磁外轉(zhuǎn)子折算頻率；
2. 在副傳動軸12端部配置的副風(fēng)輪帶動永磁外轉(zhuǎn)子以Ne速度相對主風(fēng)
輪反向旋轉(zhuǎn)，且永磁外轉(zhuǎn)子折算頻率滿足下述關(guān)系式
/e = ^^ 其中Ne表示副風(fēng)輪相對定子轉(zhuǎn)速
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3. 在副傳動軸上配置以Nzre轉(zhuǎn)速相對旋轉(zhuǎn)的、具有Pe極對數(shù)的永磁外
轉(zhuǎn)子，永磁外轉(zhuǎn)子相對勵磁內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式Nzre = Nzr + Ne 其中Nzre表示永磁外轉(zhuǎn)子相對勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速；
4. 所述勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子45繞組極對數(shù)設(shè)置為Pe對極；所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子14 繞組極對數(shù)設(shè)置為Pg對極；所述的勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過 轉(zhuǎn)子間連接線123反相序連接；
5. 經(jīng)由風(fēng)速檢測裝置聯(lián)結(jié)的端口 Dl測得的風(fēng)速和通過轉(zhuǎn)速測量裝置G 測得的主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，傳輸給機(jī)組集控裝置5，當(dāng)主風(fēng)輪低于額定轉(zhuǎn)速時機(jī)組集 控裝置進(jìn)行主風(fēng)輪葉尖速比數(shù)值比對，經(jīng)與機(jī)組集控裝置預(yù)設(shè)的主風(fēng)輪葉尖 速比數(shù)值比對，計算出槳距角的調(diào)節(jié)數(shù)值，再與主風(fēng)輪槳距角測量裝置G38 采集的槳距角值比對，由機(jī)組集控裝置5對主風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)38發(fā)出變 槳指令；由此可以實(shí)現(xiàn)主風(fēng)輪在額定轉(zhuǎn)速以下以其最佳葉尖速比運(yùn)行，達(dá)到 充分利用風(fēng)能的目的；
當(dāng)主風(fēng)輪達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，經(jīng)由輸出電流檢測裝置G3測得的發(fā)電機(jī)的輸 出電流和經(jīng)由輸出電壓測量裝置G4測得的發(fā)電機(jī)的輸出電壓傳輸給機(jī)組集控 裝置5,經(jīng)由該機(jī)組集控裝置運(yùn)算出的發(fā)電機(jī)輸出功率值與預(yù)設(shè)的額定功率數(shù) 值比對；符合預(yù)設(shè)值時，機(jī)組集控裝置5將采集到的由風(fēng)速檢測裝置聯(lián)結(jié)的 端口 Dl測得的風(fēng)速和通過轉(zhuǎn)速測量裝置G測得的主風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速，計算出該 風(fēng)速下主風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速的槳距角的調(diào)節(jié)數(shù)值，再與主風(fēng)輪槳距角測量裝置G38 采集的槳距角值比對，由機(jī)組集控裝置5對主風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)38發(fā)出變 槳指令；由此可以實(shí)現(xiàn)主風(fēng)輪在恒定功率下運(yùn)行，防止發(fā)電機(jī)過載；
6. 經(jīng)由風(fēng)速檢測裝置聯(lián)結(jié)的端口 Dl測得的風(fēng)速，和通過副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量 裝置Gl測得的副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，傳輸給機(jī)組集控裝置5;當(dāng)主風(fēng)輪低于額定轉(zhuǎn)速 時，機(jī)組集控裝置5采集電網(wǎng)頻率檢測裝置G2的頻率數(shù)值與副風(fēng)輪該轉(zhuǎn)速下
計算得到的發(fā)電機(jī)輸出電壓頻率數(shù)值比對，計算出副風(fēng)輪該轉(zhuǎn)速下槳距角的 調(diào)節(jié)數(shù)值，再與副風(fēng)輪槳距角測量裝置G28采集的槳距角值比對，由機(jī)組集
控裝置5對副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)28發(fā)出變槳指令；由機(jī)組集控裝置5按照
JVzr = 6Qx(A —關(guān)系式進(jìn)行變速控制，使發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以下保持50Hz
恒頻運(yùn)行；當(dāng)主風(fēng)輪達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，經(jīng)由風(fēng)速檢測裝置聯(lián)結(jié)的端口 Dl測得 的風(fēng)速和通過轉(zhuǎn)速測量裝置G測得的副風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速，傳輸給機(jī)組集控裝置5 ， 當(dāng)主風(fēng)輪達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時機(jī)組集控裝置5采集電網(wǎng)頻率檢測裝置G2頻率數(shù)值 與副風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速下計算得到的發(fā)電機(jī)輸出電壓頻率數(shù)值比對，計算出該風(fēng) 速下副風(fēng)輪槳距角的調(diào)節(jié)數(shù)值，再與副風(fēng)輪槳距角測量裝置G28采集的槳距 角值比對，由機(jī)組集控裝置5對副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)28發(fā)出變槳指令；使 發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時保持50Hz恒頻運(yùn)行；以發(fā)電機(jī)輸出電壓頻率為調(diào)節(jié)目標(biāo)， 通過調(diào)節(jié)副風(fēng)輪槳距角控制副風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速來限定定子頻率fg為50Hz,永磁外 轉(zhuǎn)子靜止f e視為0;
7. 設(shè)置定子繞組極對數(shù)Pg大于永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)Pe，所述的定子繞組 極對數(shù)可以是3倍的永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)。
從而，工作時串聯(lián)的兩轉(zhuǎn)子繞組具有相同的電流頻率、相互反方向的旋 轉(zhuǎn)磁場，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組勵磁磁場相對串聯(lián)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度Nzre與主風(fēng)輪軸 機(jī)械旋轉(zhuǎn)的速度Nzr疊加、配合，始終形成同步勵磁磁場，該同步磁場在具 有Pg對極的定子繞組中產(chǎn)生50Hz電勢，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的變速恒頻勵磁運(yùn)行。
8. 裝配在傳動軸13上的主風(fēng)輪與裝配在副傳動軸的副風(fēng)輪2借由葉片 槳距角的相對反方向調(diào)節(jié)呈相對反向旋轉(zhuǎn)配置。
9. 當(dāng)主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速在預(yù)設(shè)的額定轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之間時，副風(fēng)輪在機(jī)組集 控裝置5調(diào)節(jié)下按預(yù)設(shè)規(guī)律反向旋轉(zhuǎn)、形成使發(fā)電機(jī)定子電壓頻率始終為50Hz 的變化轉(zhuǎn)速；當(dāng)主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的1.2-1.5倍時，同時副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 達(dá)到最低轉(zhuǎn)速O速時，制動器15啟動；既此，主風(fēng)^"轉(zhuǎn)速達(dá)到額定最低轉(zhuǎn)速 時，副風(fēng)輪反向轉(zhuǎn)速達(dá)到最高，機(jī)組可實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任 何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何 簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)主體中的發(fā)電機(jī)定子(16)和通過主傳動軸(13)傳動、相對該定子(16)呈旋轉(zhuǎn)構(gòu)造設(shè)置的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(14)，其特征在于，勵磁機(jī)(4)通過裝置主風(fēng)輪(3)的主傳動軸與發(fā)電機(jī)主體同軸串裝；永磁體(43)設(shè)在永磁外轉(zhuǎn)子的磁軛(42)上構(gòu)成勵磁機(jī)的永磁外轉(zhuǎn)子(41)；該永磁外轉(zhuǎn)子以與勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子(45)呈相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造、且該永磁外轉(zhuǎn)子呈相對發(fā)電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置；所述的副風(fēng)輪呈可驅(qū)動永磁外轉(zhuǎn)子的構(gòu)造裝置在副傳動軸上；所述的借由副風(fēng)輪傳動的副傳動軸(12)與借由主風(fēng)輪傳動的主傳動軸(13)成可相互轉(zhuǎn)動的方式同軸聯(lián)結(jié)。
2. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，其特征在于，所述的副 風(fēng)輪(2)以相對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)的傳動構(gòu)造配置；所述的副風(fēng)輪呈上風(fēng)向旋 轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置；主風(fēng)輪呈下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，其特征在于，所述 的永磁體(43)成組配置，其極對數(shù)與勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子極對數(shù)匹配；所述裝置 永磁體(")的磁軛(4"設(shè)置在永磁外轉(zhuǎn)子殼體(410)內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求4所述的串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，其特征在于，所述副風(fēng) 輪與勵磁機(jī)之間留有避免副風(fēng)輪與塔架碰撞的預(yù)設(shè)間距(L)。
5. 如權(quán)利要求5所述的串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)，其特征在于，所述的主、 副傳動軸均具有預(yù)設(shè)直徑的中空通孔(130)，該傳動軸借由配置在發(fā)電機(jī)上 的軸承(115、 116)和勵磁機(jī)上的軸承(147、 148)支撐。
6. —種變速恒頻控制系統(tǒng)，包括風(fēng)電機(jī)(M),其特征在于，所述風(fēng)電機(jī) (M)中，發(fā)電機(jī)定子(16)和通過主傳動軸(13)傳動、相對該定子(16)呈旋轉(zhuǎn)構(gòu)造設(shè)置的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(14 ),勵磁機(jī)(4 )通過裝置主風(fēng)輪(3 )的 主傳動軸與發(fā)電機(jī)主體同軸串裝；永磁體(43 )設(shè)在永磁外轉(zhuǎn)子的磁輒(42 )上構(gòu)成勵磁機(jī)的永磁外轉(zhuǎn)子(41);該永磁外轉(zhuǎn)子以與勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子(45) 呈相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造、且該永^磁外轉(zhuǎn)子呈相對發(fā)電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置；所 述的副風(fēng)輪呈可驅(qū)動永磁外轉(zhuǎn)子的構(gòu)造裝置在副傳動軸上；所述的借由副風(fēng) 輪傳動的副傳動軸(12)與借由主風(fēng)輪傳動的主傳動軸(13)成可相互轉(zhuǎn)動 的方式同軸聯(lián)結(jié)；前述的主、副風(fēng)輪上設(shè)置可將轉(zhuǎn)速的信號傳送到機(jī)組集控裝置(5)的主 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量裝置(G)、副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量裝置(Gl);機(jī)組集控裝置具有與風(fēng)速檢測裝置(未圖示)聯(lián)結(jié)的端口 (Dl)、與風(fēng)向 檢測裝置(未圖示)聯(lián)結(jié)得端口 (D2)、與上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的端口 (D3);偏航控制器(6)與機(jī)組集控裝置以控制主風(fēng)輪下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)結(jié)； 所述的主風(fēng)輪與副風(fēng)輪分別配置調(diào)節(jié)槳距角的主風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(38 )、 副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(28)，所述的主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與機(jī)組集控 裝置(5)均以控制風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)變槳的方式聯(lián)結(jié)；在發(fā)電機(jī)的電壓輸出端依次連接可對發(fā)電機(jī)輸出電壓加以限制、同期后 軟并網(wǎng)、停機(jī)時軟解裂的并網(wǎng)控制裝置(7)、和升壓變壓器(8),再與外電 網(wǎng)聯(lián)接；在并網(wǎng)控制裝置、和升壓變壓器之間依次配置與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié) 的輸出電壓測量裝置(G4)、與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的輸出電流檢測裝置(G3)、 及與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的電網(wǎng)頻率檢測裝置(G2);在發(fā)電機(jī)(M)與并網(wǎng)控 制裝置之間配置與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)的空栽檢測裝置(G5 )。
7.如權(quán)利要求6所述的變速恒頻控制系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)電機(jī)(M) 的副風(fēng)輪(2)以相對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)的傳動構(gòu)造配置；主風(fēng)輪呈下風(fēng)向旋轉(zhuǎn) 結(jié)構(gòu)設(shè)置；所述主風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積設(shè)置為副風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積2-5倍；所述主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)造相同，它由變槳伺服機(jī)構(gòu)(381、 281) 與變槳控制裝置(382、 282 )組成，所述機(jī)組集控裝置通過變槳控制裝置與 變槳伺服機(jī)構(gòu)(381、 281)呈根據(jù)檢測到的槳距角變化進(jìn)行主風(fēng)輪和副風(fēng)輪 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式聯(lián)結(jié)；所述的主風(fēng)輪與副風(fēng)輪內(nèi)分別配置副風(fēng)輪槳距角測量 裝置(G28)、主風(fēng)輪槳距角測量裝置(G38);
8. 如權(quán)利要求6或7所述變速恒頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)電機(jī) (M)的永磁體(43)成組配置，其極對數(shù)與勵磁4幾內(nèi)轉(zhuǎn)子極對數(shù)匹配；所述裝置永磁體(43)的磁軛(42)設(shè)置在永磁外轉(zhuǎn)子殼體(410)內(nèi)；主、副風(fēng) 輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)(M38、 M28)驅(qū)動；該變槳伺服機(jī)構(gòu)與機(jī)組集控 裝置呈可依槳距角的變化對主風(fēng)輪和副風(fēng)輪進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式電氣聯(lián)結(jié)。
9. 如權(quán)利要求8所述的變速恒頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)電機(jī)(M) 的主風(fēng)輪葉片掃風(fēng)面積約是副風(fēng)輪的葉片掃風(fēng)面積的3倍，所述的掃風(fēng)面積 是風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)形成的面積；所述的主風(fēng)輪下風(fēng)向旋轉(zhuǎn)，副風(fēng)輪上風(fēng)向反向旋轉(zhuǎn)； 所述副風(fēng)輪與勵磁機(jī)之間留有避免副風(fēng)輪與塔架碰撞的預(yù)設(shè)間距(L);制動 器(15)與機(jī)組集控裝置以當(dāng)副風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為O時可啟動工作的電氣方式聯(lián)結(jié)。
10. 如權(quán)利要求9所述的變速恒頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定子繞組極對數(shù)Pg設(shè)置為大于永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)Pe，所述配置在主傳動軸上的主風(fēng)輪(3 )，在風(fēng)力作用下相對具有Pg極對數(shù)的定子(16 )以Nzr速度旋轉(zhuǎn)，且主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式配置 * = 6崎-刺其中Nzr表示主風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；Pg表示定子繞組極對數(shù)；Pe表示永磁外 轉(zhuǎn)子(41)的極對數(shù)；fg表示定子頻率；fe表示永磁外轉(zhuǎn)子折算頻率；所述 定子繞組極對數(shù)可以是3倍的永磁外轉(zhuǎn)子極對數(shù)；所述勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子(45) 繞組極對數(shù)設(shè)置為Pe對極；所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(14 )繞組極對數(shù)設(shè)置為Pg對相序連接；風(fēng)電機(jī)的的副風(fēng)輪(2)配置在副傳動軸上，該副風(fēng)輪帶動永磁外轉(zhuǎn)子以Ne速度旋轉(zhuǎn)，且永磁外轉(zhuǎn)子折算頻率滿足下述關(guān)系式<formula>formula see original document page 4</formula>其中Ne表示副風(fēng)輪相對定子轉(zhuǎn)速；在副傳動軸上配置以Nzre轉(zhuǎn)速相對主風(fēng)輪反向旋轉(zhuǎn)的、具有Pe極對數(shù) 的永磁外轉(zhuǎn)子，7Ja茲外轉(zhuǎn)子相對勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速滿足下述關(guān)系式 <formula>formula see original document page 5</formula>其中Nzre表示永磁外轉(zhuǎn)子相對勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速；所述的主、 副傳動軸均具有預(yù)設(shè)直徑的中空通孔(130),該傳動軸借由配置在發(fā)電機(jī)上 的軸承(115、 116)和勵磁機(jī)上的軸承(147、 148)支撐。
專利摘要一種串聯(lián)永磁雙轉(zhuǎn)子風(fēng)電機(jī)及變速恒頻控制系統(tǒng)，涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)及該風(fēng)電機(jī)的勵磁控制系統(tǒng)，其中，發(fā)電機(jī)中的勵磁機(jī)通過裝置主風(fēng)輪的主傳動軸與發(fā)電機(jī)主體同軸串裝；永磁外轉(zhuǎn)子以與勵磁機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子呈相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造、且該永磁外轉(zhuǎn)子呈相對發(fā)電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造設(shè)置；控制系統(tǒng)中，偏航控制器與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)；主風(fēng)輪與副風(fēng)輪分別配置調(diào)節(jié)槳距角的主風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，主、副風(fēng)輪變槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與機(jī)組集控裝置聯(lián)結(jié)；本實(shí)用新型無需配置功率復(fù)雜的變流裝置，有效的簡化了機(jī)組構(gòu)造，提高了機(jī)組運(yùn)行效率和可靠性，降低了控制系統(tǒng)成本。
文檔編號H02P9/14GK201004590SQ20062015172
公開日2008年1月9日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者王華君 申請人:天津市新源電氣科技有限公司