專利名稱:變速恒頻電磁渦流聯接裝置及調節器的制作方法
“變速恒頻電磁渦流聯接裝置及調節器”又稱“變速恒頻電磁滑差聯接裝置及調節器”。用于變速驅動的恒頻發電系統中，是一種隨機性能源(風力、潮流、太陽能)系統發電用特殊電機及電子控制裝置。
國外現有的變速恒頻(如風力)發電系統有“交流－直流－交流系統；磁場調制發電機及降頻轉換系統(美國俄克拉荷馬大學ALLISON等，1973年)；以及交流整流子發電機系統(美國德克薩斯大學Masrur，1984年；蘇聯KOCTENKO，1948年)，尚無采用電磁渦流聯接裝置來實現風力變速恒頻發電系統的先例。
近年來利用風力發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速的變化，因而由風輪機驅動的交流發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速運轉時，由其所驅動之交流發電機能發出恒定不變的頻率，從而保證電氣設備的正常運轉。為此，在原動機(即風輪機)與交流發電機之間采用了電磁渦流裝置。并通過電子調節器實現當風速度變化時雖然風輪機轉速隨之變化，但交流發電機卻能發出恒定頻率的電能。
本聯接裝置及調節器在整個變速恒頻風力發電系統中的位置如系統原理圖——附圖中的圖1所示。圖1中，(1)為風能源，n1為原動機轉速，n2為交流發電機轉速，f為交流發電機頻率。電磁渦流聯接裝置位于原動機與交流發電機之間，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——電磁渦流聯接裝置的結構原理圖。本電磁渦流聯接裝置由兩個旋轉部分組成，其中一個旋轉部分(圖2中)(1)與原動機(即風輪機)相連。另一個旋轉部分(圖2中)(2)與交流發電機相連，起著離合器的作用。兩個旋轉部分之間是靠電磁的相互作用傳遞轉矩的，轉矩的大小可通過調節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節器進行自動控制，即能得到恒頻電源。本實施例中的電子調節器是由給定電路，反饋電路，開關電路及穩壓直流電源幾個環節組成的電子電路，其框圖如圖3所示，按其功能又可分為兩部分，即量測部分與調節控制部分。量測部分的電路圖如圖4所示，由測速發電機，整流，濾波電路及電阻分壓器，穩壓管組成(即給定電路)。調節控制部分(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有的變速恒頻發電系統相比，其優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電機或磁場調制發電機以及供勵磁系統用的工頻交流電源，投資費用大大減少。
本變速恒頻發電系統用電磁渦流聯接裝置及調節器已制出樣機，并在風力發電系統中進行了實驗，其頻率誤差小于0.5％。例如，將本電磁渦流聯接裝置及調節器與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，發電機頻率變化僅為0.13％(低于國家標準規定的頻率變化范圍)。本實用新型實質上是一個特殊的旋轉電磁機械及靜止的電子調節裝置，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)組成可再生能源發電系統，可實現與電網的并聯，也可用做缺電地區(例如邊遠電網達不到的地區)的孤立電源。
權利要求
1.一種用于變速恒頻發電系統(風能，太陽能，潮流能發電系統)的聯接裝置及調節器，其特征在于聯接裝置為電磁渦流裝置，並與調節器配套使用。
2.如權利要求
項1所述的聯接裝置與調節器其特征在于電磁渦流裝置是一個特殊電機，它由兩個旋轉部分組成，一個旋轉部分與原動機相連，一個旋轉部分與交流發電機相聯，兩個旋轉部分之間靠電磁的相互作用傳遞轉矩。
3.如權利要求
項2所述的聯接裝置與調節器其特征在于電磁渦流裝置兩個旋轉部分所傳遞的轉矩大小是通過電子調節器調節電磁渦流裝置的勵磁電流而實現的。
4.如權利要求
項3所述的聯接裝置與調節器，其特征在于調節器是由給定電路、反饋電路、開關電路及直流穩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接裝置及調節器”又稱“變速恒頻電磁滑差聯接裝置及調節器”屬于風力(隨機性能源)發電系統中特殊電機及電子控制裝置。解決當原動機以變速轉動時，由其所驅動的交流發電機能發出恒定頻率電能的技術問題。在原動機與交流發電機之間采用本聯接裝置并由電子調節器進行控制，可使原動機轉速在較寬范圍內變化時，發電機發出的頻率誤差小于0.5％。滿足國家對頻率變化的標準規定，能順利實現并網。并且較現有其它變速恒頻風力發電裝置投資大大降低。本發明也可用于其它以隨機性能源為原動力的發電系統(如太陽能，潮流發電系統)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