[实用新型]一种多电机发电装置及风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及风力发电技术领域，具体地说，涉及一种多电机发电装置，以及设置有该多电机发电装置的风力发电机组。

背景技术

为提高风能的利用效率，变速变桨风力发电机组已成为当今的主流产品。在低风速时，通过变流装置调节风轮转速，追踪最大风能利用系数，进而提高风电机组的效率；在高风速时，通过变桨装置调节桨距角，使风机在额定功率状态运行。

现有技术中，中大功率风电机组单机容量已达到2～3MW，为提高风能资源的利用，期望进一步增大单机容量，这对于海上风电而言需求尤为迫切。然而因超大功率的风电变流技术瓶颈、发电机超大体积制造的限制，以及造价的大幅上升(甚至超过两台机组的总造价)，实际中难以快速推广使用。

为了解决超大功率风力发电机组技术与成本的问题，国内外厂家纷纷提出双电机系统，采用的技术方案主要有以下几种：

方案一：采用双电枢的混合励磁双发电机技术，降低变流器的单台功率等级。

方案二：在轮毂的前后两侧分别安装一套发电机的双电机系统，进而降低单台发电机体积和变流器功率等级。

方案三：风轮带动长通轴转动，同时串联两个发电机，以降低单台发电机体积和变流器功率等级，发电机对称布置于机舱底架两侧以平衡整机重心。

对于前述方案一，虽然避开了变流技术难点，但超大功率发电机、增速齿轮箱体积仍很庞大，制造难度和成本仍然很高。

对于前述方案二，采用两个电机串联，但布局在轮毂的前后两侧，存在的明显不足是整机重心不稳，且实际上难于制造安装。

对于前述方案三，其与方案二本质上是一样的，只是改善了发电机的安装位置，长通轴方式决定其两个发电机转速必须相同，还需要对第一个电机进行特殊的改制，且不利于低风速时提高效率。同时，该方案需采用相同的变流装置进行并联使用，成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多电机发电装置，设置有二台或更多电机，在提高发电装置容量的同时，可解决现有技术中制造难度高、成本高的缺陷或至少其中之一。

本实用新型的多电机发电装置，包括分动箱、第一电机和第二电机，其中：

所述分动箱包括输入轴、第一输出轴和第二输出轴；

所述第一输出轴连接所述第一电机，所述第二输出轴连接所述第二电机，所述第一电机和第二电机中仅第一电机连接有变流装置，所述第一电机连接的变流装置能调整所述第二电机的电功率。

进一步地，所述分动箱还包括第三输出轴，所述第三输出轴连接第三电机。

进一步地，所述第一电机连接的变流装置能调整所述第三电机的电功率。

进一步地，所述第一电机为永磁同步电机，所述永磁同步电机的转子连接所述第一输出轴，定子连接所述变流装置；所述第二电机为鼠笼电机，所述鼠笼电机的转子连接所述第二输出轴，定子用于连接电网。

进一步地，所述第一电机为双馈异步电机，所述变流装置为双馈变流器。

进一步地，所述第二电机连接软并网装置。

进一步地，所述软并网装置包括接触器和可逐步导通的双向晶闸管，所述接触器和晶闸管并联后用于与电网相连。

进一步地，仅在所述第一电机并入电网，且风速符合所述第二电机切入条件时，所述第二电机才并入电网。

进一步地，所述第一输出轴的输出速比与所述第二输出轴的输出速比不同。

本实用新型的另一个方面，还提供一种风力发电机组，所述风力发电机组设置有前述任一项的多电机发电装置。

本实用新型的多电机发电装置，包括分动箱、第一电机和第二电机，分动箱分别连接第一电机和第二电机，第一电机连接变流装置，而第二电机不连接任何变流装置。通过调整第一电机连接的变流装置的参数，可控制第一输出轴的转速，进而能控制第二输出轴的转速，从而可控制第二电机的转差率及电功率，最终实现第一电机与第二电机从动能换取电能的比例系数，保证各电机的最佳功率分配，进而能实现风能的最大利用。

本实用新型一方面通过二个或更多的电机实现发电装置的大功率输出，另一方面可通过较小功率的变流装置实现了较大功率风力发电机组的变速运行控制，相对于现有技术有效地降低了系统成本；由于小功率变流器技术成熟，因而制造难度低、可靠性好。此外，本实用新型还具有电机选用灵活，控制简单，易于安装维护等优点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：