[发明专利]用于风力涡轮机的异步发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的异步发电机，其包括电压源和具有由该电压源为之提供交流电压的定子线圈的定子，并且本发明还涉及一种用于其的电压控制方法。

背景技术

现有技术的异步发电机通常包括转子和具有定子线圈的定子。常常利用金属薄片的层叠来构建定子铁芯。

为了让异步发电机正确操作，向定子线圈提供交流电压。该交流电压包括交变磁通量，其在现有技术的系统中会导致定子铁芯和定子线圈振动。

但是这样的振动会产生具有被提供给定子线圈的交流电压的频率的声音。

特别在与风力涡轮机一起使用时，如此由异步发电机产生的声音常常被发现令紧邻风力涡轮机的人（例如居住在风力涡轮机或者风力涡轮机园区附近的人们）感到烦躁。

为了减小如此由风力涡轮机产生的噪音，现有技术系统对于风力涡轮机的发电机外罩使用噪音减小覆层，这会导致在制造风力涡轮机的过程中增加的材料成本和附加的技术努力。

US 2003/052643 A1公开了一种无刷双馈感应机器控制，其中存在第一定子和第二定子。在第一定子中，输出功率随转子速度线性提高。在第二定子中，输出功率与转子速度不相关，而是在整个速度范围内恒定。由电流控制器施加正常的全机器激发。

S. Müller等人的“Adjustable speed generators for wind turbines based on doubly-fed induction machines and 4-quadrant IGBT converters linked to the rotor（基于双馈感应机器和链接到转子的四象限IGBT转换器的风力涡轮机可调速发电机）”（Industry Applications Conference，2000，Conference Record of the 2000 IEEE 8-12 October 2000，Piscataway，NJ，USA，IEEE，第4卷，2000年10月8日，2249-2254页）描述了对于双馈感应发电机系统的研究以作为在宽范围内调节速度的一种替换方案。

E. Levi等人的“Study of main flux saturation effects in field-oriented induction motor drives（对于场定向感应电动机驱动器中的主磁通饱和效应的研究）”（19891106，19891106-19891110，1989年11月6日，219-224页）描述了对于场定向感应电动机驱动器中的主磁通饱和效应的研究。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种与现有技术中已知的系统相比发出较少噪音的异步发电机。

所述目的可以通过权利要求1或6当中的任一个的主题来实现。

根据权利要求1的发明提出一种用于风力涡轮机的异步发电机，其包括电压源和具有至少一个由该电压源为之提供交流电压的定子线圈的定子，其特征在于，所述电压源被配置成基于由风力涡轮机生成的输出功率来调节提供给定子线圈的电压，以便减小来自所述异步发电机的噪音。

通过具有调节提供给定子线圈的电压的电压源，本发明利用了所提供的电压与由于定子铁芯和定子线圈的振动而发出的噪音水平之间的关系。

由于所发出的声音的强度将随着所提供的电压的幅值增大而提高，因此通过对提供给定子线圈的电压进行适当的调节可以减小所发出的声音，并且从而实现本发明的目的。具体来说，根据由风力涡轮机生成的输出功率来调节提供给定子线圈的功率。因此就允许本发明的发电机把所提供的电压适配于当前的功率水平，从而即使在减小提供给定子线圈的电压幅值时也可以建立最优功率输出。

因此，在建立最优输出功率的同时，本发明可以减小所提供的电压，这又将导致定子铁芯层叠中的磁通量幅值减小，并且因此将减小有源定子部件的振动，从而导致大大减小噪音。

可以利用硬件和/或软件功能组件来实现本发明的各组成部分及其配置。具体来说，这些功能组件可以被配置成实施将在后面描述的根据本发明的另一方面的任何方法步骤。

可以返回参照权利要求1按照在权利要求书中规定的那样具体实现本发明，和/或可以按照在详细实施例中给出的那样具体实现本发明。

在各实施例中，所述电压源可以被配置成在输出功率降低的情况下减小提供给定子线圈的电压。

此外，所述异步发电机的各实施例的特征可以在于，所述电压源被配置成在输出功率提高的情况下增大提供给定子线圈的电压。