專利名稱：一種串聯(lián)式風力發(fā)電設備的制作方法
技術領域：
—種串聯(lián)式風力發(fā)電設備技術領域[0001]本實用新型涉及一種風力發(fā)電裝置，特別涉及一種能夠在低風速和高風速區(qū)域同樣具有較高效率的串聯(lián)式風力發(fā)電設備。
背景技術：
[0002]隨著電力電子技術和電機控制技術的發(fā)展和成熟，采用各種變頻電機作為核心部件的風力發(fā)電設備日益增多。同時，因為變頻電機和變頻器的固有特性和技術復雜度，這些采用變頻技術的風力發(fā)電設備均不同程度地具有成本高昂、控制復雜、部件壽命較低等缺陷。此外，目前尚無有效利用低風速發(fā)電的廉價技術。發(fā)明內容[0003]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種可以有效利用低風速發(fā)電的串聯(lián)式風力發(fā)電設備。[0004]本實用新型解決上述技術問題的一種串聯(lián)式風力發(fā)電設備包括[0005]風機葉輪；[0006]連接風機葉輪的增速齒輪箱；[0007]連接所述增速齒輪箱的傳動輸出部的直流發(fā)電機；[0008]電磁離合器和交流發(fā)電機；[0009]其中所述直流發(fā)電機通過電磁離合器連接所述交流發(fā)電機。[0010]優(yōu)選地，所述電磁離合器的主動部連接所述直流發(fā)電機的傳動輸出部，所述電磁離合器的從動部連接所述交流發(fā)電機。[0011]本實用新型的串聯(lián)式風力發(fā)電設備還包括連接所述直流發(fā)電機的發(fā)電輸出端的逆變器，以及連接所述逆變器的并網變壓器。[0012]優(yōu)選地，所述交流發(fā)電機的發(fā)電輸出端連接并網變壓器。[0013]優(yōu)選地，所述增速齒輪箱利用彈性聯(lián)軸器連接直流發(fā)電機的轉軸。[0014]優(yōu)選地，所述交流電機是鼠籠式異步機、繞線式異步發(fā)電機、電勵磁同步機或永磁同步機之一。[0015]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有如下技術效果[0016]I、在低風速和高風速區(qū)域同樣具有較高發(fā)電效率；[0017]2、由于所采用的直流發(fā)電機和交流發(fā)電機技術成熟，因此工作可靠性高，適用性廣，其成本較低。[0018]
以下結合附圖對本實用新型的結構和原理進行詳細說明。


[0019]圖I是本實用新型的串聯(lián)式風力發(fā)電設備的示意圖。[0020]其中，I為風機葉輪，2為增速齒輪箱，3為直流發(fā)電機，4為電磁離合器，5為交流發(fā)電機，6為逆變裝置，7為并網變壓器。
具體實施方式
[0021]圖I顯示了本實用新型的串聯(lián)式風力發(fā)電設備的結構，包括風機葉輪I ;連接風機葉輪I的增速齒輪箱2 ;直流發(fā)電機3，其轉軸連接增速齒輪箱2的傳動輸出部；電磁離合器4，其主動部連接所述直流發(fā)電機3的傳動輸出部；交流發(fā)電機5。其轉軸連接電磁離合器4的從動部。[0022]上述增速齒輪箱2利用彈性聯(lián)軸器(未顯示)連接直流發(fā)電機3的轉軸。[0023]上述交流電機5可以是鼠籠式異步機、繞線式異步發(fā)電機、電勵磁同步機或永磁同步機之一。[0024]此外，如圖I所示，本實用新型的串聯(lián)式風力發(fā)電裝置還包括連接直流發(fā)電機3的發(fā)電輸出端的逆變器6 ；以及連接逆變器6輸出端的并網變壓器7。[0025]此外，交流發(fā)電機5的發(fā)電輸出端也連接并網變壓器7。[0026]電磁離合器4的主動部可以是主軸，其從動部可以是從動齒輪。[0027]本實用新型考慮到各種電機的不同特性，提出了一種對兩臺或更多臺發(fā)電機進行機械串聯(lián)的發(fā)電設備，其中至少有一臺發(fā)電機為適合低風速發(fā)電的直流發(fā)電機，其余為通過并網變壓器直接并入電網的交流發(fā)電機。[0028]風機葉輪I通過增速齒輪箱2增加轉速，增速齒輪箱2通過傳統(tǒng)的彈性聯(lián)軸器連接直流發(fā)電機3，向直流發(fā)電機3提供較高轉矩以便直流發(fā)電機發(fā)電。直流發(fā)電機3通過可控轉速的電磁離合器4機械連接交流發(fā)電機5,向交流發(fā)電機5提供轉矩以便其發(fā)電。[0029]直流發(fā)電機發(fā)出的直流電通過逆變裝置轉換為并入電網所要求的交流電。交流發(fā)電機發(fā)出三相交流電，通過并網變壓器直接并網。[0030]在本實用新型中，直流發(fā)電機在低風速、高風速時都工作，交流發(fā)電機僅在高風速時工作。因此，兩種發(fā)電機的容量比例可以根據風場風速情況確定。[0031]風場風速較低時，使電磁離合器脫開，只有直流發(fā)電機接受增速齒輪箱傳入的轉矩。由于直流電機中，電樞繞組感應電動勢與轉速、氣隙磁通的乘積成正比，因此，通過勵磁調節(jié)來保證電樞繞組電動勢不會超過逆變裝置的最高允許值。[0032]風速較高時，通過電磁離合器向交流發(fā)電機傳遞部分牽弓I轉矩，使交流發(fā)電機逐步提速，最終并網。并網后，通過交流發(fā)電機自身特性或其勵磁控制，以及電磁離合器來適應風速的變化，維持直流發(fā)電機和交流發(fā)電機轉速基本不變。[0033]盡管上文對本實用新型進行了詳細說明，但是本實用新型不限于此，本技術領域技術人員可以根據本實用新型的原理進行各種修改。因此，凡按照本實用新型原理所作的修改，都應當理解為落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種串聯(lián)式風カ發(fā)電設備，其特征在于，包括 風機葉輪； 連接風機葉輪的增速齒輪箱； 連接所述增速齒輪箱的傳動輸出部的直流發(fā)電機； 電磁離合器和交流發(fā)電機； 其中所述直流發(fā)電機通過電磁離合器連接所述交流發(fā)電機。
2.根據權利要求I所述的串聯(lián)式風カ發(fā)電設備，其特征在于，所述電磁離合器的主動部連接所述直流發(fā)電機的傳動輸出部，所述電磁離合器的從動部連接所述交流發(fā)電機。
3.根據權利要求I或2所述的串聯(lián)式風カ發(fā)電設備，其特征在于，還包括連接所述直流發(fā)電機的發(fā)電輸出端的逆變器。
4.根據權利要求3所述的串聯(lián)式風カ發(fā)電設備，其特征在于，還包括連接所述逆變器的并網變壓器。
5.根據權利要求4所述的串聯(lián)式風カ發(fā)電設備，其特征在于，所述交流發(fā)電機的發(fā)電輸出端連接并網變壓器。
6.根據權利要求I或2所述的串聯(lián)式風カ發(fā)電設備，其特征在于，增速齒輪箱利用弾性聯(lián)軸器連接直流發(fā)電機的轉軸。
7.根據權利要求I或2所述的串聯(lián)式風カ發(fā)電設備，其特征在于，所述交流發(fā)電機是鼠籠式異步機、繞線式異步發(fā)電機、電勵磁同步機或永磁同步機之一。
專利摘要本實用新型公開了一種串聯(lián)式風力發(fā)電設備，包括風機葉輪；連接風機葉輪的增速齒輪箱；連接所述增速齒輪箱的傳動輸出部的直流發(fā)電機；其主動部連接所述直流發(fā)電機的傳動輸出部的電磁離合器；連接所述電磁離合器的從動部的交流發(fā)電機。本實用新型具有結構簡單、成本低、運行可靠并可以在低風和高風區(qū)域高效發(fā)電。
文檔編號F03D9/00GK202811204SQ20122031804
公開日2013年3月20日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權日2012年6月29日
發(fā)明者張健, 李松強, 張沛, 連世江, 李鵬 申請人:華銳風電科技(集團)股份有限公司