[发明专利]一种用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置

权利要求书

1.一种用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，包括：

叶轮发电机(1)，为盘式电机，其包括：轮盘式结构的电机转子(2)和电机定子(3)；

透平叶轮(4)，所述透平叶轮(4)与所述电机转子(2)固定在一起，以形成一体结构；所述透平叶轮(4)将进入其内部的气流内能转化为动能，所述透平叶轮(4)带动所述电机转子(2)相对于所述电机定子(3)转动，以实现发电。

2.根据权利要求1所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，还包括：

透平外壳(5)，所述电机定子(3)设置在所述透平外壳(5)上。

3.根据权利要求1所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，还包括：

电网(6)，所述叶轮发电机(1)通过变频器(7)与所述电网(6)相连，以接收所述叶轮发电机(1)产生的电磁感应电能。

4.根据权利要求2所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，还包括：

叶轮驱动转轴(8)，所述叶轮驱动转轴(8)通过叶轮发电机轴承(9)转动设置在所述透平外壳(5)上；且，所述透平叶轮(4)固定安装在所述叶轮驱动转轴(8)上。

5.根据权利要求4所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，所述叶轮发电机轴承(9)为滚动轴承或者电磁轴承。

6.根据权利要求1所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，还包括：

透平导叶环(10)，设置在所述透平叶轮(4)的气流入口位置；所述透平导叶环(10)上设置有用于将气流的内能转化为动能以使该气流加速的透平导叶。

7.根据权利要求6所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，所述透平导叶的截面型线为NACA系列或Clark系列。

8.根据权利要求1所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，所述透平叶轮(4)为渐扩形式，以充分利用气流能量；所述透平叶轮(4)上叶片的三维几何形状为直纹面或B样条曲线形式。

9.根据权利要求3所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，还包括：

透平进气室(11)，与所述透平叶轮(4)相连通，以向所述透平叶轮(4)方向输入压缩空气。

10.根据权利要求3所述的用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，其特征在于，所述变频器(7)为四象限形式；

当向心透平正常运行时，所述变频器(7)用于将所述叶轮发电机(1)产生的电能转化为工频电能以满足所述电网(6)要求；

当向心透平启动时，所述电网(6)通过所述变频器(7)带动所述透平叶轮(4)达到设计转速，然后再通入工质气体做功，以减少耗气量；

当向心透平甩负荷故障时，所述变频器(7)驱动所述透平叶轮(4)制动，以防止透平飞车。