[实用新型]一种自调速同步发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术，具体涉及一种自调速同步发电系统。

背景技术

工农业生产、能源开发、交通运输和国防装备等众多应用领域的基础技术之一是传动技术，实际应用中往往需要在其动力传输过程中实现无级调速。例如，在输入轴转速基本不变的前提下，希望传动装置的输出轴转速可以在一定的范围内任意调节，或者反过来当输入轴转速在一定范围内变化时，输出轴的转速能够基本维持恒定。

同步发电机的转速必须在额定同步转速下，且经过励磁机对同步发电机转子励磁，来保证同步发电机的定子输出恒频、恒压的电能。而对转速在一定范围内变化的机械输出功，不能满足同步发电机输出恒频、恒压的电能。

为了达到同步发电机能在同步转速下运行，通常采用液力耦合器或复合电力传动系统，液力耦合器通过调节液体的压力与流量，可以平滑的改变传动速比，但在传动速比较大时，该类装置的工作效率显著降低，而且液压耦合器使用的机械和液压部件数目较多，涉及到高压液压系统的旋转密封问题，对材料和工作环境比较敏感，运行寿命短，维护工作量相对较大；复合电力传动系统，实质上由两台电机组成，其中一台作为发电机，将输入轴的机械功率全部或部分转换为电功率，而另一台电机再将该电功率转换为机械功率，这两台电机之间可以存在某种型式机械连接，传递部分机械功率，以减小需要转换的电功率量，但是复合电力传动系统的机械与电气结构比较复杂，体积大，成本高，在实际使用中都受到一定的限制；简单电力传动系统，例如电磁转差离合器，具有较软的机械特性，通过调节其励磁电流的幅值，可改变负载的转速，但与液力耦合器相似，当调速范围较大时，其工作效率显著降低。

不论采用任何方式，同步发电机与中间的调速机构组成的轴系较长，由于需要有至少两套连接机构，占用的空间较大，故障率增加。

发明内容

为弥补上述缺陷，本实用新型的目的是提出一种自调速同步发电系统，该系统输入的转速在一定范围内变化时，能够输出恒频、恒压的电能。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种自调速同步发电系统，包括机壳、与机壳左侧同轴连接的励磁机，所述机壳内设有电磁式转矩耦合器和套装在所述电磁式转矩耦合器外侧的同步发电机；

所述电磁式转矩耦合器包括内转子轴和外转子轴，所述内转子轴上固定有内转子，所述外转子轴内侧固定有外转子；

所述同步发电机包括发电机转子和发电机定子，所述发电机转子固定在所述外转子轴的外侧，所述发电机定子固定在所述机壳内。

上述技术方案的特点和进一步改进在于：

所述机壳包括左端盖、右侧内端盖和右侧外端盖，所述右侧外端盖上设有内转子第一轴承，所述右侧内端盖上设有外转子第一轴承，所述左端盖上设有外转子第二轴承；所述内转子轴通过所述右侧内端盖，从所述右侧外端盖伸出，所述内转子轴由所述内转子第一轴承和套在所述外转子轴上的内转子第二轴承支撑；所述外转子轴由所述外转子第一轴承和所述外转子第二轴承支撑。

所述励磁机包括固定在外转子轴左端的励磁机电枢、与所述机壳的左端盖固定连接的励磁机外壳、与所述励磁机外壳固定连接励磁机磁极；所述励磁机电枢的引线与所述发电机转子的引线连接。

所述系统还包括滑环室，所述滑环室内设置有滑环和刷架，所述刷架上设置有碳刷，所述滑环固定在外转子轴最左端部，滑环的引线与所述电磁式转矩耦合器的外转子的引线连接。

所述系统还包括变频器，所述变频器的输出端连接所述碳刷的引线，所述变频器的输入端连接有交流电网。

本实用新型系统通过调节变频器，使得变频调速电磁式转矩耦合器的外转子处于同步发电机的同步转速下转动，由于同步发电机的转子和变频调速电磁式转矩耦合器的外转子为一体，则同步发电机的转子转速为同步转速；同时通过调节同步发电机励磁机输入来改变的励磁电流，从而保证发电机输出的电压和频率恒定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例一种自调速同步发电系统示意图；