[发明专利]一种双转子发电机及其控制方法

权利要求书

1.一种双转子发电机，包括机壳（1），所述机壳（1）转动连接有转轴（19），所述机壳（1）内固定连接有定子，所述转轴（19）固定连接有内鼠笼式转子（4），其特征是：在鼠笼式感应发电机内部增加一个外永磁式转子（10），所述外永磁式转子（10）设置在定子与内鼠笼式转子（4）之间，所述外永磁式转子（10）与转轴（19）转动连接，所述外永磁式转子（10）与定子之间设置有外气隙（3），所述内鼠笼式转子（4）与外永磁式转子（10）之间设置有内气隙（7）；所述外永磁式转子（10）采用永磁体（8）和外永磁式转子励磁绕组（9）共同励磁；

所述外永磁式转子（10）通过外永磁式转子支架（6）与转轴（19）可转动连接，所述外永磁式转子（10）包括外永磁式转子铁芯、导磁材料、永磁体（8）和外永磁式转子励磁绕组（9），所述导磁材料固定安装在外永磁式转子铁芯的表面，所述永磁体（8）固定安装在导磁材料上，所述外永磁式转子励磁绕组（9）安装在外永磁式转子铁芯槽中，所述外永磁式转子励磁绕组（9）为直流励磁绕组，所述外永磁式转子励磁绕组（9）通过整流装置（18）与励磁机（13）连接；

所述励磁机（13）包括励磁机定子（15）和励磁机转子（16），所述励磁机定子（15）固定设置在励磁机定子支架（14）上，所述励磁机转子（16）设置在励磁机转子支架（17）上，所述励磁机转子支架（17）以及整流装置（18）均固定设置在外永磁式转子支架（6）上，所述外永磁式转子支架（6）与外永磁式转子（10）固定连接，所述外永磁式转子支架（6）通过外永磁式转子轴承（11）与转轴（19）连接，所述励磁机转子（16）通过导线与整流装置（18）连接，所述整流装置（18）通过导线与外永磁式转子励磁绕组（9）连接；

所述外永磁式转子（10）不接负载，所述内鼠笼式转子（4）通过转轴（19）驱动负载运行，所述外永磁式转子（10）的极数和定子的极数一致，所述永磁体（8）的充磁方向为径向；

所述定子包括定子铁芯（2）和定子绕组（5），所述定子铁芯（2）固定在机壳（1）上，所述定子绕组（5）安装于定子铁芯（2）槽中，所述定子绕组（5）为三相对称交流绕组；

当定子绕组（5）通入对称三相交流电时，在三相旋转磁场的作用下，内鼠笼式转子（4）和外永磁式转子（10）转动方向与旋转磁场旋转方向相同；

所述内鼠笼式转子（4）和外永磁式转子（10）同轴心，所述内鼠笼式转子（4）包括内鼠笼式转子铁芯和转子鼠笼条。

2.一种应用权利要求1中的双转子发电机的控制方法，其特征是：根据所述双转子发电机的特性及运行特征，将其运行区域分为低速区和高速区，在低速区采用增磁控制，在高速区采用弱磁控制；

通过外永磁式转子励磁绕组（9）增磁来增大转矩，提高发电机的短时过载能力，采用转矩检测装置采集转矩实时信息，当负载转矩小于等于发电机的额定转矩时，不需要增磁控制，也就是说此时内永磁式转子励磁绕组（9）中的励磁电流i_f=0；当负载转矩T_L大于发电机的额定转矩T_N时，就需要增磁控制，此时外永磁式转子励磁绕组（9）中的励磁电流i_f产生的磁场方向与定子绕组（5）和永磁体（8）磁场方向一致，达到增磁的目的；

通过外永磁式转子励磁绕组（9）弱磁来拓宽调速范围，采用速度检测装置采集转速实时信息，当发电机运行在高速区时，即发电机转速大于弱磁基速，所述发电机的定子会达到极限电压值，如果生产工艺要求负载继续增大转速，此时可以通过调节外永磁式转子励磁绕组（9）中的励磁电流i_f的方向，使其磁场方向与定子绕组（5）、永磁体（8）磁场方向相反，从而减小合成磁链的大小。