[实用新型]直接并网变速恒频发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，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。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、可直接并网且无需逆变装置的直接并网变速恒频发电机，能够自动调整输出电流的频率达到并入电网发电的要求，且能够调整无功输出电流大小，能够调整有功功率的最大限制。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

本实用新型所述的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交流励磁线圈，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，其特征在于：

在主轴上还安装有发电机励磁机构，

所述的发电机励磁机构包括固定安装在主轴上的励磁机电枢壳、固定安装在副轴上的励磁机转子，励磁机电枢壳上固定安装有励磁机电枢，励磁机转子上固定安装有励磁机转子直流励磁线圈，励磁机电枢与励磁机转子成气隙配合，副轴与主轴同轴设置；所述副轴上还固定安装有副发电机转子和滑环，副轴上通过轴承安装有副发电机定子，副发电机转子上固定安装有副发电机转子直流励磁线圈，副发电机定子上固定安装有副发电机定子线圈，副发电机定子与副发电机转子成气隙配合；副发电机转子直流励磁线圈、励磁机转子直流励磁线圈和发电机交流励磁线圈的磁极对数相等； 

所述励磁机转子直流励磁线圈和副发电机转子直流励磁线圈分别通过导线连接到滑环上，所述发电机交流励磁线圈与励磁机电枢的各相分别通过导线对应电连接，所述发电机电枢线圈和副发电机定子线圈的各相线上有连接电网的接线头。

所述主轴和副轴均为空心轴，主轴和副轴上设置有穿线孔，主轴和副轴的内腔以及穿线孔中设置有导线。

所述发电机定子固定安装在右壳体的内壁，副发电机定子固定安装在左壳体的内壁，所述右壳体和左壳体分别固定连接在过桥壳体的两侧，另有发电机端盖固定连接在右壳体的内端，副发电机端盖固定连接在左壳体的内端，主轴通过轴承插装在发电机端盖上，副轴通过轴承插装在副发电机端盖上；励磁机电枢壳和励磁机转子位于过桥壳体的内腔中，励磁机电枢壳与过桥壳体气隙配合；副发电机端盖的内端固定连接有励磁机轴承支座，所述励磁机轴承支座与副轴同心，励磁机轴承支座上通过轴承安装有励磁机端盖，励磁机端盖固定连接在励磁机电枢壳上。

采用上述技术方案以后，本实用新型具有如下优点：

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，能满足低电压穿越的技术要求。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一个实施例的电原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的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上安装有发电机交流励磁线圈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。工作时，发电机交流励磁线圈21接收一个交流励磁电流，产生旋转磁场，主轴1在动力装置的带动下旋转，带动发电机转子2做机械旋转，交流励磁电流产生的旋转磁场和发电机转子2机械旋转合成一个发电机旋转磁场，发电机电枢线圈31切割磁力线，产生电流。发电机电枢线圈31切割磁力线产生的电流频率取决于两个因素：一是主轴1的转速；二是发电机交流励磁线圈21接收的励磁电流的频率。