一種高壓內雙饋風力發電系統的制作方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種高壓內雙饋風力發電系統。
【背景技術】
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[0002]風能作為一種清潔的可再生能源，成為我國十分重要的電能來源，目前，內雙饋風力發電機大都采用690V輸出電壓，電能容量較小，發電效率低，不能滿足當前的需要，因此單機容量大型化已經成為國際風電市場發展的必然趨勢。但是，當內雙饋風力發電機的單機容量增大后，如果仍然采用690V的輸出電壓，就意味著輸出電流大大增加，低壓大電流的輸出情況容易對電纜、斷路器開關等電器設備造成損壞。
[0003]為了避免出現低壓大電流的輸出情況則需要提高發電機的輸出電壓，當內雙饋發電機的輸出電壓提高后，就需要將內雙饋風力發電機中的網側變流器前增加降壓變壓器以適應網側變流器對電壓的需要，降壓變壓器的使用大大增加了制造的成本；同時，網側變流器所產生的諧波也會通過降壓變壓器傳到電網，對電網造成污染。
【實用新型內容】:
[0004]本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供了一種高壓內雙饋風力發電系統，結構設計合理，在電機的定子槽內設置一套定子輔助繞組，其與定子槽內的定子主繞組無電氣連接，利用定子輔助繞組所產生的電壓為網側變流器提供交流輸入，進而通過轉子側變流器供給電機轉子勵磁電流，不再需要在網側變流器前增加變壓器，大大降低了制造成本；網側變流器不再與電網連接，不會將其所產生的諧波傳到電網，避免了對電網造成污染，解決了現有技術中存在的問題。
[0005]本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種高壓內雙饋風力發電系統，包括一葉片，葉片通過傳動軸與一變速箱相連，變速箱的輸出軸與發電機的轉子相連，在發電機的定子上設有一定子槽，在定子槽內設有一定子主繞組，在定子槽內設有一與定子主繞組無電氣連接的定子輔助繞組，定子主繞組通過一并網開關與電網相連，定子輔助繞組與網側變流器相連，在發電機的轉子上設有一轉子繞組，轉子繞組與一轉子側變流器相連，在網側變流器和轉子側變流器之間連接有一電容，在電容上并聯有一勵磁啟動裝置，勵磁啟動裝置與電網相連。
[0007]所述勵磁啟動裝置包括一充電電源，充電電源的電壓輸出端分別與電容的兩端相連，一雙向充電器連接在充電電源與網側變流器之間，充電電源通過一斷路器與電網相連，在充電電源與斷路器之間設有一充電變壓器。
[0008]所述定子輔助繞組安放在定子槽的底部，所述定子主繞組安放在定子槽的外部。
[0009]本實用新型采用上述方案，在電機的定子槽內設置一套定子輔助繞組，其與定子槽內的定子主繞組無電氣連接，利用定子輔助繞組所產生的電壓為網側變流器提供交流輸入，進而通過轉子側變流器供給電機轉子勵磁電流，不再需要在網側變流器前增加變壓器，大大降低了制造成本；網側變流器不再與電網連接，不會將其所產生的諧波傳到電網，避免了對電網造成污染。
【附圖說明】
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[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0011]圖2為本實用新型的定子和轉子結構示意圖。
[0012]圖中，1、葉片，2、傳動軸，3、變速箱，4、轉子，5、定子主繞組，6、定子輔助繞組，7、并網開關，8、網側變流器，9、轉子繞組，10、轉子側變流器，11、電容，12、充電電源，13、定子，14、勵磁啟動裝置，15、雙向充電器，16、斷路器，17、充電變壓器，18、電網。
【具體實施方式】
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[0013]為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本實用新型進行詳細闡述。
[0014]如圖1-2所示，一種高壓內雙饋風力發電系統，包括一葉片1，葉片I通過傳動軸2與一變速箱3相連，變速箱3的輸出軸與發電機的轉子4相連，在發電機的定子13上設有一定子槽，在定子槽內設有一定子主繞組5，在定子槽內設有一與定子主繞組5無電氣連接的定子輔助繞組6，定子主繞組5通過一并網開關7與電網18相連，定子輔助繞組6與網側變流器8相連，在發電機的轉子4上設有一轉子繞組9，轉子繞組9與一轉子側變流器10相連，在網側變流器8和轉子側變流器10之間連接有一電容11，在電容11上并聯有一勵磁啟動裝置14，勵磁啟動裝置14與電網18相連，所述勵磁啟動裝置14在發電機的初始狀態為發電機提供勵磁電流。
[0015]所述勵磁啟動裝置14包括一充電電源12，充電電源12的電壓輸出端分別與電容11的兩端相連，一雙向充電器15連接在充電電源12與網側變流器8之間，充電電源12通過一斷路器16與電網18相連，在充電電源12與斷路器16之間設有一充電變壓器17。
[0016]所述定子輔助繞組6安放在定子槽的底部，所述定子主繞組5安放在定子槽的外部。且定子輔助繞組6與定子主繞組5線圈繞向相同，開型方向相反，定子輔助繞組6和定子主繞組5分別從鐵心的兩端出線。將定子輔助繞組6安放于定子槽底部，與安放在定子槽外部相比，一定程度上能增大定子輔助繞組6的漏感，在設計網側變流器8時可減小輸出電抗器的容量。將定子主繞組5安放在定子槽的外部，與安放在定子槽底部相比，可有效減小定子主繞組5的漏感，明顯提高定子主繞組5對地耐壓強度，有效減薄主絕緣厚度。
[0017]設置在定子槽內的定子主繞組5和定子輔助繞組6相當于組成一臺變壓器，當定子主繞組5中有電壓輸出時，通過電磁感應在定子輔助繞組6內即能感應出與定子主繞組5中相同頻率相同相位的電壓，并為網側變流器8提供電壓，通過調節定子主繞組5和定子輔助繞組6的匝數比，使得定子輔助繞組6的輸出電壓為690V即可保證變流器的正常工作，同時保證了定子主繞組5能夠輸出1KV或更高的電壓。
[0018]工作時，并網開關7處于初始斷開狀態，當發電機的葉片I在風力的作用下進行旋轉時，通過傳動軸2帶動變速箱3內的齒輪轉動，進而帶動發電機的轉子4轉動。對于普通的雙饋風力發電機，只要當風速達到切入風速后，電網能夠為發電機提供勵磁電流，因此即可直接實現并網，但對于高壓內雙饋風力發電機來說，轉子繞組9并不是通過變流器與電網18相連，而是與定子輔助繞組6相連，因此轉子繞組9并沒有勵磁電流，而需要通過充電電源12來實現勵磁。
[0019]當葉片I轉動達到設定值后，斷路器16合閘，雙向充電器15工作，充電電源12輸出直流電壓，通過轉子側變流器10為轉子繞組9提供勵磁電流，隨著葉片的轉動，定子主繞組5的電壓不斷上升，當輸出電壓達到額定輸出值時，完成初始勵磁。
[0020]此時，啟動網側變流器8，定子輔助繞組6將其感應出的電流通過網側變流器8和轉子側變流器10持續不斷的提供給轉子繞組9，當定子主繞組5側電壓的幅值、頻率和相位都與電網18相同時，閉合并網開關7，發電機與電網18之間即可實現無沖擊并網。
[0021]實現并網后，即由定子主繞組5通過變流器提供勵磁電壓，同時通過雙向充電器15向充電電源12充電，此時，斷路器16分閘，充電電源12不再需要通過轉子側變流器10向轉子繞組9供電。
[0022]采用本實用新型的高壓內雙饋風力發電系統，在電機的定子槽內設置一套定子輔助繞組6，其與定子槽內的定子主繞組5無電氣連接，利用定子輔助繞組6所產生的電壓為網側變流器8提供交流輸入，進而通過轉子側變流器10供給電機轉子4勵磁電流，不再需要在網側變流器8前增加變壓器，大大降低了制造成本；網側變流器8不再與電網連接，不會將其所產生的諧波傳到電網18，避免了對電網造成污染。
[0023]本實用新型未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種高壓內雙饋風力發電系統，包括一葉片，葉片通過傳動軸與一變速箱相連，變速箱的輸出軸與發電機的轉子相連，其特征在于:在發電機的定子上設有一定子槽，在定子槽內設有一定子主繞組，在定子槽內設有一與定子主繞組無電氣連接的定子輔助繞組，定子主繞組通過一并網開關與電網相連，定子輔助繞組與網側變流器相連，在發電機的轉子上設有一轉子繞組，轉子繞組與一轉子側變流器相連，在網側變流器和轉子側變流器之間連接有一電容，在電容上并聯有一勵磁啟動裝置，勵磁啟動裝置與電網相連。
2.根據權利要求1所述的一種高壓內雙饋風力發電系統，所述勵磁啟動裝置包括一充電電源，充電電源的電壓輸出端分別與電容的兩端相連，一雙向充電器連接在充電電源與網側變流器之間，充電電源通過一斷路器與電網相連，在充電電源與斷路器之間設有一充電變壓器。
3.根據權利要求1所述的一種高壓內雙饋風力發電系統，其特征在于:所述定子輔助繞組安放在定子槽的底部，所述定子主繞組安放在定子槽的外部。
【專利摘要】一種高壓內雙饋風力發電系統，包括一葉片，葉片通過傳動軸與一變速箱相連，變速箱的輸出軸與發電機的轉子相連，在發電機的定子上設有一定子槽，在定子槽內設有一定子主繞組，在定子槽內設有一與定子主繞組無電氣連接的定子輔助繞組，定子主繞組通過一并網開關與電網相連，定子輔助繞組與網側變流器相連，在發電機的轉子上設有一轉子繞組。本實用新型采用上述方案，在電機的定子槽內設置一套定子輔助繞組，其與定子槽內的定子主繞組無電氣連接，利用定子輔助繞組所產生的電壓為網側變流器提供交流輸入，進而通過轉子側變流器供給電機轉子勵磁電流，不再需要在網側變流器前增加變壓器，大大降低了制造成本。
【IPC分類】H02J3-38
【公開號】CN204424926
【申請號】CN201520152519
【發明人】馬倫, 辛征, 程靖宇
【申請人】山東明科電氣技術有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月17日