[发明专利]低转速盘式双馈发电机及其励磁电流施加方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机，特别涉及一种交流励磁的盘式发电机。

背景技术

可再生微风、微水等能源，作为当前能源的重要组成部分，对国民经济的可持续发展和社会的全面进步具有重要的战略意义。

现有技术中，在风力发电领域，对于容量较小的发电，通常采用永磁发电机发电，然后利用各种电力电子逆变装置进行逆变并网；对于容量比较大的发电，采用用处发电机发电存在变流器成本太高、可靠性太低等缺点。

因此在容量较大场合往往采用隐极式双馈发电机，对转子进行交流励磁而非常规的直流励磁，把励磁电流的频率叠加到输出上，使输出电压跟随网络电压以便并网。但由于隐极式双馈发电机磁极对数少，风机转速低，为了便于并网，还需要采用变速齿轮箱增速，然后才带动发电机发电并网，而变速箱摩擦严重，会极大降低换能效率。

因此，有必要设计开发一种新的发电机，使微风微水等随机性新能源便于采集发电和柔性并网，实现对能源资源的高效利用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种低转速盘式双馈发电机及其励磁电流施加方法，以解决现有隐极式双馈发电机需要转速极高，并网困难、换能效率低等缺点。

本发明低转速盘式双馈发电机，包括电机壳和转子轴，所述电机壳上设置有定子盘，所述定子盘上沿圆周方向依次布置有第1圆柱形定子磁钢、第2圆柱形定子磁钢、第3圆柱形定子磁钢、…、第4N+1圆柱形定子磁钢，N为自然数；各定子磁钢的轴心线与定子盘的轴心线平行；各定子磁钢上绕制有漆包线圈，将定子盘上4N+1个定子磁钢中奇数磁钢上的漆包线圈中顺向串联，其余漆包线圈反向串联构成输出线圈；

所述转子轴上固定设置有转子盘，转子盘与定子盘同轴，所述转子盘上的圆周向上设置有两组相对于转子盘径向对称布置的转子磁钢，每组转子磁钢分别包括2N个转子磁钢，且每组内的相邻磁钢间距与定子盘上相邻磁钢间距相同；各转子磁钢上也分别绕制有漆包线圈，第一组转子磁钢中的漆包线圈采用与定子磁钢上的漆包线圈相同的顺向串联和反向串联方式连接构成第一励磁线圈，第二组转子磁钢中的漆包线圈也采用与定子磁钢上的漆包线圈相同的顺向串联和反向串联连接方式连接构成第二励磁线圈。

本发明低转速盘式双馈发电机的励磁电流施加方法，所述第一组转子磁钢的激磁电流按含补偿量的正弦规律施加，第二组转子磁钢的激磁电流按含补偿的余弦规律施加，两组的激磁电流幅度相同，幅度按定子输出电压和无功要求施加。

本发明的有益效果：

本发明低转速盘式双馈发电机及其励磁电流施加方法，其克服了常规隐极式双馈发电机需要转速极高，并网困难等不足，换能效率高，为微风、微水等低品能源采集、发电、可靠并网提供了重要的技术保障。

附图说明

图1为本实施例低转速盘式双馈发电机的局部立体分解结构示意图；

图2为最简单相变流器拓扑结构图，其中E1、E2-励磁变流器直流侧电源，V1-V4-全控型电力电子开关器件，D1-D4-电力二极管，L1R1-第一组励磁绕组，L2R2第二组励磁绕组；

图3为定子输出等效电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图所示，本实施例低转速盘式双馈发电机，包括电机壳和转子轴，所述电机壳上设置有定子盘1，所述定子盘上沿圆周方向依次布置有第1圆柱形定子磁钢、第2圆柱形定子磁钢、第3圆柱形定子磁钢、…、第4N+1圆柱形定子磁钢，N为自然数；各定子磁钢2的轴心线与定子盘的轴心线平行；各定子磁钢上绕制有漆包线圈，将定子盘上4N+1个定子磁钢中奇数磁钢上的漆包线圈中顺向串联，其余漆包线圈反向串联构成输出线圈；

所述转子轴上固定设置有转子盘3，转子盘与定子盘同轴，所述转子盘上的圆周向上设置有两组相对于转子盘径向对称布置的转子磁钢4，每组转子磁钢分别包括2N个转子磁钢；且每组内的相邻磁钢间距与定子盘上相邻磁钢间距相同；各转子磁钢上也分别绕制有漆包线圈，第一组转子磁钢中的漆包线圈采用与定子磁钢上的漆包线圈相同的顺向串联和反向串联方式连接构成第一励磁线圈，第二组转子磁钢中的漆包线圈也采用与定子磁钢上的漆包线圈相同的顺向串联和反向串联连接方式连接构成第二励磁线圈。

本发明低转速盘式双馈发电机的励磁电流施加方法，所述第一组转子磁钢的激磁电流按含补偿量的正弦规律施加，第二组转子磁钢的激磁电流按含补偿的余弦规律施加，两组的激磁电流幅度相同，幅度按定子输出电压和无功要求施加。