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专利号: 2019112488818
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双转子磁通切换风力发电机,其特征在于:主要包括定子(5)、外转子(9)和内转子(6),内转子(6)外同轴套有定子(5),定子(5)外同轴套有外转子(9),三者同轴心安装,所述内转子(6)和外转子(9)均由呈凸极结构的铁心组成;所述定子(5)由定子铁心、定子外层永磁体(4-1)、定子内层永磁体(4-2)、外层励磁绕组(8-1)、内层励磁绕组(8-2)、隔磁套筒(10)、定子外层绕组(2)和定子内层绕组(3)构成,定子铁心外侧和定子铁心内侧凸极齿的数量相等且中心线重合,定子(5)为内侧外侧双凸极结构,定子外层绕组(2)和定子内层绕组(3)分别安装在定子铁心外侧和定子铁心内侧凸极齿上;内外凸极齿的数量与所述定子内层永磁体(4-2)、定子外层永磁体(4-1)的数量相等,定子铁心凸极齿的径向中心线与所述定子内层永磁体(4-2)、定子外层永磁体(4-1)的径向中心线重合;所述外层励磁绕组(8-

1)、内层励磁绕组(8-2)置于定子铁心两个相邻凸极齿之间的位置处,且相邻的两个励磁绕组内通入的励磁电流方向相反;隔磁套筒(10)将定子(5)分割为两个独立的磁路;所述定子铁心外侧,外转子(9)以及定子外层绕组(2)构成外三相磁通切换发电机;所述定子铁心内侧,内转子(6)以及定子内层绕组(3)构成内三相双凸极磁通切换发电机;定子外层绕组(2)和定子内层绕组(3)串联或者并联发电或独立发电;

定子内层绕组(3)和定子外层绕组(2)均由12个集中电枢线圈沿圆周方向依次布置,所述外转子(9)为凸极结构,极数为22,内转子(6)也为凸极结构,极数为10;

定子外层绕组(2)布置如下,第一集中电枢线圈211和第七集中电枢线圈213径向相对,第四集中电枢线圈212和第十集中电枢线圈214径向相对,第一、第四、第七、第十集中电枢线圈顺序串联后组成A相电枢绕组,第二集中电枢线圈221和第八集中电枢线圈223径向相对,第五集中电枢线圈222和第十一集中电枢线圈224径向相对,第二、第五、第八、第十一集中电枢线圈顺序串联后组成B相电枢绕组,第三集中电枢线圈231和第九集中电枢线圈233径向相对,第六集中电枢线圈232和第十二集中电枢线圈234径向相对,第三、第六、第九、第十二集中电枢线圈顺序串联后组成C相电枢绕组;

定子内层绕组(3)上的A、B、C三相电枢绕组的径向位置与外定子上的A、B、C三相电枢绕组的径向位置一一对应,连接方式与定子外层绕组(2)相同;

所述定子外层永磁体(4-1)和定子内层永磁体(4-2)切向充磁,材料为钕铁硼,所述定子铁心内侧和定子铁心外侧两个相邻凸极齿内的永磁体充磁方向相反;

定子外层绕组(2)和定子内层绕组(3)按照一定的方式进行串联或者并联连接,使之能够单独或联合产生三相交流电势;

定子铁心中间加入隔磁套筒(10),使得隔磁套筒(10)内外磁场不会在定子铁心发生耦合,从而不会影响内外磁通切换电机的性能,并且这种隔磁套筒(10)的设置使得内转子(6)和外转子(9)按不同的方向旋转或不同的角速度旋转;

定子铁心分别设有内层励磁绕组(8-2)和外层励磁绕组(8-1),内层励磁绕组(8-2)和外层励磁绕组(8-1)中通入方向可调节的直流电,实现风力发电机气隙磁场增磁或弱磁控制。

2.一种应用权利要求1所述的双转子磁通切换风力发电机的发电系统,其特征在于:包括双转子磁通切换风力发电机,发电机侧变流器(13),网侧变流器(14);双转子磁通切换风力发电机的定子外层绕组(2)和定子内层绕组(3)通过发电机侧变流器(13)和网侧变流器(14)与电网相连;双转子磁通切换风力发电机的内层励磁绕组(8-2)和外层励磁绕组(8-1)与直流励磁电源连接。