[实用新型]一种电无级变速大型同步风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大型风力发电机组，特别是一种兆瓦级及以上的大型电无级变速同步型风力发电机组。

背景技术

随着全球对风电能源日益增长的需求，对风力发电机组的技术先进性和生产成本提出了越来越大的挑战。目前功率在兆瓦级及以上的大型风电机组主要以双馈型发电机组和直驱型发电机组为主。双馈型风电机组的传动链必须要有大功率齿轮箱，这对机组的可靠性和可维护性提出了更苛刻的要求。直驱型风力发电机组避免了大功率齿轮箱的维护工作量，可靠性有所提高。但由于其转速很低，随着功率的增大，其尺寸和重量将越来越大，成本也会越来越高。此外，这两类发电机在对电网无功支撑能力以及低电压穿越的性能方面与常规同步发电机相比，都要差一些。

实用新型内容

为了克服现有的大型风电机组存在尺寸重量大或需要大功率齿轮箱的不足，本实用新型的目的在于：提供一种电无级变速大型同步风力发电机组，该大型同步风力发电机组其尺寸重量仅与现有的双馈型发电机组相当，又无需采用大功率齿轮箱，可靠性有很大提高。并且随着风电机组容量占电网总容量比重日益增大，电网对并网型风电机组性能要求日趋严厉时，本实用新型采用常规同步发电机，仍可满足电网对风电机组的严厉要求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种电无级变速大型同步风力发电机组，它包括风机轮毂、一个电无级变速器和一台常规的同步发电机；所述的电无级变速器包括一台发电机和一台电动机，该发电机与电动机共用一个转子体，磁路互相独立；所述的轮毂轴与电无级变速器中的发电机轴相连，由轮毂直接驱动发电机电枢，该发电机主要由发电机电枢与转子体上的内转子组成；电无级变速器中的电动机主要由电动机电枢与转子体上的外转子组成；由该发电机发出的电经控制器I和可控制电动机转速的控制器II驱动电动机转子，形成电无级变速器；所述的转子体通过联轴器与常规的同步发电机相连，驱动同步发电机，发出的电经变压器升压后并入电网。

本实用新型在兆瓦级及以上的大型风力发电机组中采用电无级变速技术，用一台发电机和一台电动机(共有一个转子)利用电力电子控制技术组成一个电无级变速器，来取代现有的可变比的机械式齿轮箱。电无级变速器中的发电机由变速运行的风轮轮毂的动力驱动发电，发出的电经控制器变换后控制电动机的转速，使电动机以与电网的同步转速运转。这样尽管风轮以变速运行，电动机却可以保持恒速运行，从而实现了无级变速。本实用新型大型风力发电机组可以在其尺寸重量仅与现有的双馈型发电机组相当，又无需采用大功率齿轮箱时，将轮毂的动力经电无级变速器中的电动机就可以驱动一台常规的同步发电机以同步转速运行，并网发电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：用电无级变速装置取代一种可变速的机械式齿轮箱，这样可以将轮毂的动力经电无级变速装置驱动一台常规同步发电机，实现了风电机组的变速恒频运行，可满足电网对风电机组的严厉要求，使机组成为一种高可靠性、低成本、高电能质量的风力发电机组。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型电无级变速大型同步风力发电机组的工作原理图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图中，1.轮毂，2.滑环，3.发电机电枢，4.内转子，5.外转子，6.电动机电枢，7.转子体，8.联轴器，9.同步发电机，10.变压器，11.电网，12.控制器I，13.控制器II，14.轮毂轴，15.主轴承，16.变速器输入轴，17.弹性支撑，18.变速器前轴承，19.转子前转盘，20.外壳，21.变速器后轴承，22.变速器输出轴，23.机架。

具体实施方式