專利名稱：內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國風(fēng)力資源豐富，雖然起步較晚，但是經(jīng)過近兩年的跨越式發(fā)展，現(xiàn)已有成為風(fēng) 電大國的勢頭。如今，風(fēng)力發(fā)電在我國成為一個(gè)非常有發(fā)展前景的行業(yè)，除了跨國企業(yè)對(duì)我 國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)虎視眈眈，國內(nèi)很多企業(yè)也躍躍欲試，準(zhǔn)備在風(fēng)電行業(yè)里有所作為。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要有恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)兩大類。恒 速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般使用同步電機(jī)或鼠籠式異步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，通過定槳距失速控 制的風(fēng)輪機(jī)使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在恒定的數(shù)值，因而保證了發(fā)電機(jī)輸出端電壓的幅值和頻 率保持恒定。但是這種運(yùn)行方式運(yùn)行范圍比較窄，只能在一定風(fēng)速下捕捉風(fēng)能，發(fā)電效率較 低，可以預(yù)測將逐步退出市場。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分為直驅(qū)型和雙饋型，一般采用永磁 電機(jī)或者雙饋電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，通過變槳距控制風(fēng)輪是整個(gè)系統(tǒng)在較大風(fēng)速范圍內(nèi)按照最 佳效率曲線運(yùn)行。是目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的主流技術(shù)。而在變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)里，雙饋型風(fēng)力發(fā)電(DFIG)(如圖2所示)是當(dāng)前風(fēng)電行 業(yè)的主流技術(shù)，雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由感應(yīng)電機(jī)和接在轉(zhuǎn)子繞組上的勵(lì)磁變頻器以及 一些檢測保護(hù)裝置組成。其中，發(fā)電機(jī)的定子繞組直接與電網(wǎng)連接，轉(zhuǎn)子側(cè)利用變頻器控制 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率、幅值和相位實(shí)現(xiàn)交流勵(lì)磁，通過轉(zhuǎn)子側(cè)的交流勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)定子側(cè)的恒 頻運(yùn)行，使定子的輸出電能可以直接與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。因此雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有成本 低，效率高、體積小的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)有功無功，可實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤的變速恒頻 運(yùn)行，發(fā)出的電能質(zhì)量較好。當(dāng)前國內(nèi)、外風(fēng)力發(fā)電的主力機(jī)型容量是1-2MW，電壓等級(jí)為低壓690V AC。隨著 風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單機(jī)容量大型化已成為國際風(fēng)電市場發(fā)展的必然趨勢，2MW以上的 大功率雙饋發(fā)電機(jī)組越來越多。但是雙饋發(fā)電機(jī)的額定電壓仍然沿用2MW以下電機(jī)采用低 壓690V，這樣就造成了發(fā)電機(jī)的額定電流很大，即所謂的低壓大電流。低壓大電流又造成母 排、電纜、斷路器開關(guān)等電器設(shè)備的成本較高。解決此問題的根本途徑是提高雙饋風(fēng)力發(fā)電 機(jī)的電壓等級(jí)，但是雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子側(cè)的電壓等級(jí)提高后，網(wǎng)側(cè)變頻器的成本將大大 提高，同時(shí)增加了控制的難度。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，提供一種便于實(shí)現(xiàn)高電壓等級(jí)的內(nèi) 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)有星形接法的定子繞組 和三角形接法的調(diào)節(jié)繞組，定子繞組與電網(wǎng)側(cè)連接，調(diào)節(jié)繞組與風(fēng)機(jī)變流器的網(wǎng)側(cè)變頻器 連接；轉(zhuǎn)子繞組則與風(fēng)機(jī)變流器的機(jī)側(cè)變頻器連接。所述調(diào)節(jié)繞組與定子繞組同槽嵌放。所述定子繞組為高壓繞組；所述調(diào)節(jié)繞組為低壓繞組。[0014]所述轉(zhuǎn)子繞組為低壓繞組。本實(shí)用新型中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子中有兩套三相繞組，一套稱為定子繞組，星形接 線，另一套稱為調(diào)節(jié)繞組，三角形接線，并且這兩套繞組是同槽嵌放的。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子中有 一套三相繞組，稱為轉(zhuǎn)子繞組，星形接線。定子繞組設(shè)計(jì)成高壓繞組(3kV、6kV、10kV)，定子繞組直接同電網(wǎng)側(cè)連接。調(diào)節(jié)繞組設(shè)計(jì)成低壓繞組(690V)，調(diào)節(jié)繞組連接風(fēng)機(jī)變流器的網(wǎng)側(cè)變頻器。轉(zhuǎn)子繞組設(shè)計(jì)成低壓繞組(690V)，轉(zhuǎn)子繞組連接風(fēng)機(jī)變流器的機(jī)側(cè)變頻器。本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，便于實(shí)現(xiàn)的高電壓等級(jí)，風(fēng)機(jī)制 造運(yùn)行成本較低。目前國內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電的主要機(jī)型為1. 5麗，3麗的機(jī)型有些廠家已經(jīng)完成滿發(fā)， 但是還沒有形成批量生產(chǎn)。因而我們針對(duì)1. 5MW機(jī)型進(jìn)行了內(nèi)雙饋設(shè)計(jì)，如某廠家的1. 5MW 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)型主要技術(shù)參數(shù)如下額定功率1560KW極數(shù)4定子繞組電壓690V定子繞組電流1450A轉(zhuǎn)子繞組電壓690V轉(zhuǎn)子繞組電流418A功率因數(shù)從0. 9電感型到0. 9電容型在此參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)，在發(fā)電機(jī)定子繞組側(cè)同槽嵌放一套 調(diào)節(jié)繞組，定子繞組電壓設(shè)計(jì)為10KV，調(diào)節(jié)繞組電壓設(shè)計(jì)為690V，由于雙饋性風(fēng)力發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子側(cè)的功率控制僅需要風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功率的25%，而調(diào)節(jié)繞組是為控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè) 功率提供能量，因而調(diào)節(jié)繞組的容量設(shè)計(jì)為發(fā)電機(jī)額定容量的25%，具體參數(shù)如下額定功率1560KW極數(shù)4定子繞組電壓10000V定子繞組電流100A調(diào)節(jié)繞組電壓690V調(diào)節(jié)繞組電流363A轉(zhuǎn)子繞組電壓690V轉(zhuǎn)子繞組電流418A功率因數(shù)從0. 9電感型到0. 9電容型從上面的參數(shù)對(duì)比可以看出，內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子繞組的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原雙饋 型風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子繞組的電流，即使加上調(diào)節(jié)的電流，也要小于原雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子 繞組的電流。因此，內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子繞組的用銅量將大大減少，降低了發(fā)電機(jī)的制作 成本。同時(shí)，由于內(nèi)雙饋定子繞組電壓的提高，定子出線母排、電纜、開關(guān)、變壓器的成本也 將大大降低。而對(duì)于5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造及外圍電路配置成本減低更加明顯，帶來的經(jīng)濟(jì) 效益也比較明顯。內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在定子側(cè)增加調(diào)節(jié)繞組后，對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的諧波也帶來 了較大的改善。原雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)變流器是直接接到定子繞組上，繞后通過變壓 器連接到電網(wǎng)，由網(wǎng)側(cè)變流器產(chǎn)生的諧波會(huì)直接加到定子繞組，通過變壓器傳到電網(wǎng)。內(nèi)雙 饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)增加了調(diào)節(jié)繞組后，網(wǎng)側(cè)變流器連接到調(diào)節(jié)繞組，其產(chǎn)生的諧波加到調(diào)節(jié)繞 組上，但是由于繞組的分布式結(jié)構(gòu)，諧波不會(huì)傳到定子繞組，也就不能傳到電網(wǎng)上。


圖1為本實(shí)用新型內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)原理圖。圖2為傳統(tǒng)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)原理圖。
4[0036]其中，1定子繞組，2調(diào)節(jié)繞組，3轉(zhuǎn)子繞組，4機(jī)側(cè)變頻器，5網(wǎng)側(cè)變頻器。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。圖1中，內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)中共有三套繞組，其中定子中有兩套三相繞組，一套稱 為定子繞組1，星形接線，另一套稱為調(diào)節(jié)繞組2，三角形接線，并且這兩套繞組是同槽嵌放 的。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子中有一套三相繞組，稱為轉(zhuǎn)子繞組3，星形接線。定子繞組1設(shè)計(jì)成高壓 繞組(3kV、6kV、10kV)，定子繞組1直接同電網(wǎng)側(cè)連接。調(diào)節(jié)繞組2設(shè)計(jì)成低壓繞組(690V)， 調(diào)節(jié)繞組2連接風(fēng)機(jī)變流器的網(wǎng)側(cè)變頻器5。轉(zhuǎn)子繞組3設(shè)計(jì)成低壓繞組(690V)，轉(zhuǎn)子繞 組3連接風(fēng)機(jī)變流器的機(jī)側(cè)變頻器4。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征是，所述定子設(shè)有星形接法的定 子繞組和三角形接法的調(diào)節(jié)繞組，定子繞組與電網(wǎng)側(cè)連接，調(diào)節(jié)繞組與風(fēng)機(jī)變流器的網(wǎng)側(cè) 變頻器連接；轉(zhuǎn)子繞組則與風(fēng)機(jī)變流器的機(jī)側(cè)變頻器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是，所述調(diào)節(jié)繞組與定子繞組同槽 嵌放。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是，所述定子繞組為高壓繞組； 所述調(diào)節(jié)繞組為低壓繞組。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是，所述轉(zhuǎn)子繞組為低壓繞組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種便于實(shí)現(xiàn)高電壓等級(jí)的內(nèi)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)。它包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)有星形接法的定子繞組和三角形接法的調(diào)節(jié)繞組，定子繞組與電網(wǎng)側(cè)連接，調(diào)節(jié)繞組與風(fēng)機(jī)變流器的網(wǎng)側(cè)變頻器連接；轉(zhuǎn)子繞組則與風(fēng)機(jī)變流器的機(jī)側(cè)變頻器連接。
文檔編號(hào)H02K3/28GK201868971SQ20102062691
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者唐宗華, 孫樹敏, 孟瑜, 張海濤 申請(qǐng)人:山東電力研究院