[发明专利]一种半直驱串列双风轮风电机组

说明书

本发明公开了一种半直驱串列双风轮风电机组，包括双转子发电机，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构成前风轮发电机，所述内定子套设在内转子上构成后风轮发电机，所述前风轮发电机套设在所述后风轮发电机上；在结构、电磁、控制上实现完全解耦，从而实现两风轮转速协同控制，以机组整体出力最优为目标，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，使机组整体效率达到最高。

技术领域

本发明属于风力发电机组技术领域，具体属于一种半直驱串列双风轮风电机组。

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，前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，本发明提供一种具有传动解耦的半直驱串列双风轮风电机组，在结构、电磁、控制上实现完全解耦，从而实现两风轮转速协同控制，以机组整体出力最优为目标，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，使机组整体效率达到最高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半直驱串列双风轮风电机组，包括双转子发电机，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构成前风轮发电机，所述内定子套设在内转子上构成后风轮发电机，所述前风轮发电机套设在所述后风轮发电机上；

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，所述前风轮发电机和后风轮发电机之间设置有隔磁层；

所述前风轮发电机的输出轴连接前齿轮箱，所述前齿轮箱通过主轴连接双风轮中的前风轮；所述后风轮发电机的输出轴连接后齿轮箱，所述后齿轮箱通过主轴连接双风轮中的后风轮。

进一步的，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。

进一步的，所述主轴包括前主轴和后主轴，所述前轮齿轮箱中的低速齿通过前主轴与前风轮连接，所述前齿轮箱高速齿与双转子发电机的前风轮发电机连接；后齿轮箱的低速齿通过后主轴与后风轮连接，后齿轮箱的高速轴与后风轮发电机连接；所述主轴上还设置有滑环。

进一步的，所述外转子和外定子之间设置有气隙，所述内定子和内转子之间设置有气隙，所述外转子和所述内转子为永磁转子，所述外定子和所述内定子为绕组定子。

进一步的，所述双转子发电机中内定子与外定子通过隔磁层进行隔离，所述隔磁层为隔磁材料，所述隔磁层用于将内转子与外转子的电磁进行隔离。

进一步的，所述前主轴通过联轴器与所述前齿轮箱低速齿连接，所述后主轴通过联轴器与所述后齿轮箱低速齿连接。

进一步的，所述外转子通过法兰或螺栓与前齿轮箱高速轴连接；内转子的输出轴通过联轴器与后齿轮箱高速轴连接。

进一步的，所述外转子前段设置有外转子前轴承，所述外转子后段设置有外转子后轴承，所述外转子前轴承和外转子后轴承分别固定在所述外定子的前段和后段，所述外转子前轴承和外转子后轴承用于支撑所述外转子。

进一步的，所述内转子前段设置有内转子前轴承，所述内转子后段设置有内转子后轴承，所述内转子前轴承和所述内转子后轴承分别固定在所述内定子的前段和后段，所述用于内转子前轴承和所述内转子后轴承支撑所述内转子。