[发明专利]一种直驱对转双风轮风电机组

说明书

本发明公开的一种直驱对转双风轮风电机组，包括双转子发电机以及串列布置在双转子发电机两端的前风轮和后风轮，本发明采用双转子发电机直驱结构，前后风轮通过前后主轴分别连接至新型双转子发电机的前后风轮发电机上，双转子发电机的前后风轮发电机在结构、电磁、控制三方面实现完全解耦，进而实现前后风轮在运行和控制方面的解耦，实现前后风轮转速独立控制，实现两风轮转速协同控制，以机组整体出力最优为目标，达到机组整体效率最高的目的。

技术领域

本发明属于新型风力发电机组技术领域，具体属于一种直驱对转双风轮风电机组。

背景技术

随着风电装机容量的快速发展，目前主流风电机组采用单风轮水平轴形式，且朝着大型化发展，但随着风电机组大型化发展，其核心关键技术受到诸多限制，迫切需要发展新形式高效风能转换装置。

串列式双风轮结构形式以其高效率、关键核心设备成熟受到重视。但是目前现有报道的双风轮机组采用两风轮共轴或通过锥形齿轮连接至主轴。所述结构形式两风轮只能同转速，不能实现两风轮转速独立控制，即两风轮不能实现解耦，进而导致两风轮不能在各自的高效区运行，导致所述机组整机效率偏低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的串列式双风轮机组在运行上未能解耦，运行效率偏低的问题，本发明提出一种传动解耦的直驱对转双风轮风电机组，实现两风轮转速协同控制，以机组整体出力最优为目标，机组整体效率最高；提高风能利用率，减小风轮直径，降低风力发电机组度电成本；

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直驱对转双风轮风电机组，包括双转子发电机以及串列布置在双转子发电机两端的前风轮和后风轮，所述双转子发电机由外到里依次设置外转子、外定子、隔磁层、内定子和内转子，所述外转子套设在外定子上，所述外定子套设在所述内定子上且两者之间设置有隔磁层，所述内定子套设在内转子上；所述外转子通过前主轴连接所述前风轮，所述内转子通过后主轴连接双风轮中的后风轮。

进一步的，所述前风轮和后风轮串列布置，所述前风轮的直径大于所述后风轮的直径，所述前风轮布置在上风向，所述后风轮布置在下风向，所述前风轮和后风轮旋转方向相反，所述前风轮和后风轮上设置有变桨系统。

进一步的，所述双转子发电机为低速永磁同步双转子发电机，所述前主轴旋转带动所述外转子旋转发电；所述后主轴旋转带动所述内转子旋转发电。

进一步的，所述外转子通过法兰与前主轴连接，所述内转子的输出轴通过联轴器与后主轴连接。

进一步的，所述外转子和外定子构成前风轮发电机，所述内定子和内转子构成后风轮发电机，所述前风轮发电机套设在所述后风轮发电机上，且所述前风轮发电机的输出轴与所述后风轮发电机的输出轴同轴并且方向相反；所述外转子和外定子之间留有气隙，所述定子和内转子之间留有气隙；所述外转子为永磁转子，所述内转子为永磁转子或励磁转子，所述外定子和内定子为绕组定子。

进一步的，所述隔磁层为隔磁材料，所述隔磁层用于对内转子与外转子产生的电磁进行有效隔离。

进一步的，所述内定子的前段和后段分别固定连接一内转子轴承座，所述俩内转子轴承座分别连接有内转子前轴承和内转子后轴承，所述内转子轴承和内转子轴承座用于支撑和固定所述内转子。

进一步的，所述外定子的前段和后段分别固定连接一外转子轴承座，所述俩外转子轴承座分别连接有外转子前轴承和外转子后轴承，所述外转子轴承和外转子轴承座用于支撑和固定所述外转子。

进一步的，还包括机舱，所述双转子发电机设置在所述机舱内，所述前主轴和后主轴分别从机舱两侧伸出，所述机舱内固定设置有前主轴承座和后主轴承座，所述前主轴承座连接前主轴承，所述后主轴承座连接后主轴承，所述轴承座和轴承用于固定所述前主轴和后主轴。