[发明专利]一种双馈型风力发电机用电磁齿轮箱及其控制方法

权利要求书

1.一种双馈型风力发电机用电磁齿轮箱，其特征在于：包括：第一级行星电磁齿轮、第二级同轴磁齿轮、第三级同轴磁齿轮；

所述第一级行星电磁齿轮包括：电磁齿圈、行星磁齿轮、行星架、太阳磁齿轮、第一级主动轴、第一级从动轴；所述电磁齿圈由齿圈铁芯和绕组组成；所述第一级主动轴与所述行星架做成一体，行星磁齿轮安装在行星架上，同时与电磁齿圈和太阳磁齿轮通过电磁力进行转矩传输；所述太阳磁齿轮的轴通过花键带动所述第一级从动轴转动；

所述第二级同轴磁齿轮包括：第二级主动轴、第二级从动轴和第二同轴磁齿轮；所述第二同轴磁齿轮由外转子磁齿轮、内转子磁齿轮和调磁环组成；所述外转子磁齿轮由外转子铁芯及粘贴在所述外转子铁芯上的Halbach永磁阵列组成；所述内转子磁齿轮由内转子铁芯及粘贴在所述内转子铁芯上的Halbach永磁阵列组成；所述调磁环固定安装在所述外转子磁齿轮和所述内转子磁齿轮之间；

所述第三级同轴磁齿轮包括：第三级主动轴、第三级从动轴和第三同轴磁齿轮，其结构与所述第二级同轴磁齿轮的结构相同；

所述第一级行星电磁齿轮的第一级主动轴与风轮主轴用收缩套连接；所述第一级行星电磁齿轮的第一级从动轴与所述第二级同轴磁齿轮的第二级主动轴相连；所述第二级同轴磁齿轮的第二级从动轴与所述第三级同轴磁齿轮的第三级主动轴相连，所述第三级同轴磁齿轮的第三级从动轴与联轴器固定；所述联轴器的另一端与双馈型风力发电机的转轴固定；

所述第一级行星电磁齿轮的电磁齿圈的绕组按下列方式接线：每两个相邻绕组的两端分别接母线L1、母线L2，与此相邻的另两个绕组的两端分别接母线L3、母线L4；以此类推，所有绕组均分别与所述母线L1、L2、L3、L4相接。

2.一种如权利要求1所述的一种双馈型风力发电机用电磁齿轮箱的控制方法，其特征在于：采用如下步骤：

步骤1，当风速达到切入风速时，接通控制电源，使所述母线L1、L2分别与控制电源的正极、负极相连；同时使所述母线L3、L4分别与所述控制电源的负极、正极相连；则此时所述电磁齿圈的极对数为其额定极对数的一半，从而使所述第一级行星磁齿轮的增速比下降，使等效转动惯量降低，则风电机组起动力矩变小，可实现低风速启动；

步骤2，启动后，使所述母线L1、L2仍然保持分别与控制电源的正极、负极相连；同时使所述母线L3、L4分别与所述控制电源的正极、负极相连；则此时所述电磁齿圈的极对数等于其额定极对数，实现正常运行；

步骤3，当风速大于等于额定风速时，调节所述电磁齿圈的绕组电流，使所述电磁齿圈产生的磁通密度下降，从而调节所述第一级行星电磁齿轮的输出转矩，实现恒功率控制；

步骤4，当风速大于等于切出风速时，切除所述控制电源，则所述电磁齿圈的绕组失电，不产生电磁力，使得所述第一级行星电磁齿轮没有功率输出，实现风轮与发电机解耦，从而大大降低发电机的制动力。