[发明专利]无刷双馈独立发电装置以及系统

说明书

一种无刷双馈独立发电装置，其特征在于，包括：无刷双馈电机、同步电机以及整流逆变模块，所述无刷双馈电机包括控制绕组、功率绕组以及转子绕组；所述无刷双馈电机在外部动力驱动下转动，同时带动与其同轴连接的同步电机转动，所述同步电机输出三相交流电，所述整流逆变模块对所述三相交流电进行整流处理和逆变处理，得到逆变电流，输出所述逆变电流至所述无刷双馈电机的控制绕组，给控制绕组提供励磁，以驱动所述无刷双馈电机运行，所述无刷双馈电机的功率绕组驱动外界负载运行。上述无刷双馈独立发电装置发电过程不需通过电网提供励磁电流，不会影响电网的功率因数，同时可以有效减少电网的谐波污染。此外，本发明还提供一种无刷双馈独立发电系统。

技术领域

本发明涉及电气传动与控制领域，特别是涉及无刷双馈独立发电装置、系统以及启动方法。

背景技术

BDFM(Brushless Doubly Fed Machine，无刷双馈电机)是近年来发展起来的一种新型电机，它取消电刷和集电环，实现转子无刷化，使转子结构更简单、坚固耐用，而在其他方面保留了转差功率变换型系统的优点。BDFM的两个定子绕组完全隔离，对于高压电机而言，可用低压变频器进行控制，大大节约成本。此外BDFM变换器容量可减小到电机总功率的1/3，可靠性高，效率可达96％、可实现变速恒频、有功无功解耦控制，并根据电网要求输出感性或容性无功，BDFM已成为高压电动调速和变速恒频发电领域的研究热点。

目前大多数变流器需要从电网取电从而给电机励磁，但在矿山或者孤岛等无大电网的场合，需要同步发电机组(一般为柴油发电机组)提供电源，再给变频器供电，这样经过多次能量转换和机械设备损耗，效率大大降低，因此，从节能角度来讲，需要改变无刷双馈独立发电系统的启动方式。

发明内容

基于此，有必要针对无大型电网情况下，无刷双馈独立发电系统启动效率低的问题，提供一种无刷双馈独立发电装置、系统以及启动方法。

一种无刷双馈独立发电装置，包括：无刷双馈电机、同步电机以及整流逆变模块，所述无刷双馈电机包括控制绕组、功率绕组以及转子绕组；

所述无刷双馈电机与所述同步电机同轴连接，所述同步电机与所述整流逆变模块连接，所述整流逆变模块与所述无刷双馈电机的控制绕组连接，所述无刷双馈电机的功率绕组与外界负载连接，所述控制绕组与所述转子绕组耦合，所述功率绕组与所述转子绕组耦合；

所述无刷双馈电机在外部动力驱动下转动，同时带动与其同轴连接的同步电机转动，所述同步电机输出三相交流电，所述整流逆变模块对所述三相交流电进行整流处理和逆变处理，得到逆变电流，输出所述逆变电流至所述无刷双馈电机的控制绕组，给所述无刷双馈电机的控制绕组提供励磁，以驱动所述无刷双馈电机运行，所述无刷双馈电机的功率绕组驱动外界负载运行。

在其中一个实施例中，所述整流逆变模块具体包括整流桥与逆变器，所述整流桥与所述同步电机连接，所述整流桥与所述逆变器连接，所述逆变器与所述无刷双馈电机的控制绕组连接。

在其中一个实施例中，所述整流逆变模块还包括限流电阻以及短接器，所述整流桥通过所述限流电阻与所述逆变器连接，所述短接器与所述限流电阻并联。

在其中一个实施例中，所述整流逆变模块还包括滤波电容，所述滤波电容与所述整流桥并联。

在其中一个实施例中，所述无刷双馈独立发电系统还包括DC-DC变换模块以及电路控制模块，所述整流桥与所述DC-DC变换模块连接，所述DC-DC变换模块与所述电路控制模块连接。

在其中一个实施例中，所述电路控制模块包括信号调理单元以及继电器供电单元。

在其中一个实施例中，所述无刷双馈电机的同步转速为：