[发明专利]一种直接并网变速恒频发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机，尤其是一种直接并网变速恒频发电机。

背景技术

风力发电机等变速运行的发电机为了达到并网发电的要求，需要在不同转速的情况下输出的电压频率保持与电网频率一致，现在直驱型发电机、双馈发电机等主要采用整流—逆变的方式进行电子调整输出频率，由于逆变器结构复杂、故障率高，成本高，已成为风力等变速发电机并网发电的一大障碍。本人的另一专利申请“直接并网变速恒频发电机”，申请号为2011204233619，公开了一种包括主发电机、励磁机、主发电机的反馈调频式发电机，根据输入轴驱动主发电机转动的频率与电网频率的差值调整励磁机的频率，从而使主发电机的输出频率与电网保持一致。但这一直接并网变速恒频发电机大量使用空心轴和电刷，生产装配工艺复杂，成本高、故障率高。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、生产装配工艺简单、可直接并网且无需逆变装置的直接并网变速恒频发电机。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明所述的一种直接并网变速恒频发电机包括主轴、固定安装在主轴上的发电机转子，以及环绕设置在发电机转子周围的发电机定子，发电机转子上安装有发电机直流励磁线圈，发电机定子上安装有发电机电枢线圈，发电机定子通过轴承安装在主轴上，发电机转子固定安装在主轴上，发电机定子与发电机转子成气隙配合，在主轴上还安装有发电机励磁机，

其特征在于：

所述的发电机励磁机包括通过轴承安装在主轴上的励磁机电枢壳、固定安装在主轴上的励磁机转子，励磁机转子上固定安装有励磁机转子直流励磁线圈，励磁机电枢壳的内侧壁上固定安装有励磁机电枢，励磁机电枢与励磁机转子成气隙配合，励磁机电枢壳的外侧壁上固定安装有主发电机转子绕线线圈，励磁机电枢壳的外侧套装有主发电机电枢壳，主发电机电枢壳与发电机定子固定连接，主发电机电枢壳的内侧壁上固定安装有主发电机定子线圈，所述主发电机定子线圈与主发电机转子绕线线圈成气隙配合；主发电机转子绕线线圈与励磁机电枢电连接；主发电机定子线圈、励磁机转子直流励磁线圈和发电机直流励磁线圈的磁极对数相等；所述发电机电枢线圈和主发电机定子线圈的各相线上有连接电网的接线头；所述励磁机电枢壳的两端分别与两个空心轴固定连接，主轴通过轴承插装在一个空心轴的内腔中，该空心轴与输入轴连接，另一空心轴套装在主轴上；两个主发电机电枢壳端盖分别通过轴承安装在两个空心轴上，主发电机电枢壳固定连接在两个主发电机电枢壳端盖的圆周上；主轴上设置有滑环。

采用上述技术方案以后，本发明具有如下优点：

1、发电机在转速变化时，能保持输出电压频率始终与电网频率相同。

2、当用于风力发电时，能省去整流—逆变装置，可靠性大大提高，成本却大幅下降。

3、能够调整无功输出电流大小，调整有功功率的最大限制。

4、用于风力发电并网运行时，电能质量大幅度提高，能满足低电压穿越的技术要求。

5、结构紧凑，生产装配工艺简单，有利于降低成本和降低故障率。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是本发明一个实施例的电原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种直接并网变速恒频发电机包括主轴1、固定安装在主轴1上的发电机转子2，以及环绕设置在发电机转子2周围的发电机定子3，发电机转子2上安装有发电机直流励磁线圈21，发电机定子3上安装有发电机电枢线圈31，发电机定子3通过轴承安装在主轴1上，发电机转子2固定安装在主轴1上，发电机定子3与发电机转子2成气隙配合。

在主轴1上还安装有发电机励磁机，所述的发电机励磁机包括通过轴承安装在主轴1上的励磁机电枢壳4、固定安装在主轴1上的励磁机转子5，励磁机转子5上固定安装有励磁机转子直流励磁线圈51，励磁机电枢壳4的内侧壁上固定安装有励磁机电枢41，励磁机电枢41与励磁机转子5成气隙配合，励磁机电枢壳4的外侧壁上固定安装有主发电机转子绕线线圈71，励磁机电枢壳4的外侧套装有主发电机电枢壳7，主发电机电枢壳7与发电机定子3固定连接，主发电机电枢壳7的内侧壁上固定安装有主发电机定子线圈81，所述主发电机定子线圈81与主发电机转子绕线线圈71成气隙配合；主发电机转子绕线线圈71与励磁机电枢41电连接；主发电机定子线圈81、励磁机转子直流励磁线圈51和发电机直流励磁线圈21的磁极对数相等。