[发明专利]用于操作电机的方法和设备

说明书

本申请是于2007年10月19日提交的专利申请(申请号为200710181618.2，发明名称“用于操作电机的方法和设备”)的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及电机，且更特定地涉及用于操作电机的方法和设备。

背景技术

一般地，风力涡轮发电机包括具有转子的涡轮机，转子包括具有多个叶片的可旋转轮毂组件。叶片经由转子将机械风能转换为驱动一个或者多个发电机的机械旋转转矩。发电机一般地，但不总是，通过齿轮箱旋转地联接到转子。齿轮箱提高用于发电机的转子的本来低的旋转速度，以有效地将旋转机械能变换为电能，其经由至少一个电气连接件馈给到实用电网。无齿轮直接驱动风力涡轮发电机也存在。转子、发电机、齿轮箱和其他部件典型地安装在壳体、或者舱体内，其位于可以为构架或者管状塔的基部的顶部上。

一些无齿轮直接驱动风力涡轮发电机构造包括双馈感应发电机(DFIG)。这种构造也可以包括电力变换器，其用于从连接件的一个到电力实用电网连接件将发电机激励电力输送到绕线发电机转子。在某些环境下，可能经历电网电压波动，其可以包括带有接近零伏的电压波动的低电压瞬态。一般地，电力变换器和发电机易于遭受电网电压波动。因此，这种电网电压波动可能对风力涡轮发电机的连续操作是有害的。

发明内容

一方面，提供用于操作电机的方法。该方法包括联接电机到电力系统，使得电力系统构造为输送至少一相电力到电机和从电机输送至少一相电力。该方法也包括构造电机，使得在电力系统的电压幅值在事先确定的范围外操作未确定的时间段的期间和随后，电机保持电联接到电力系统。

另一方面，提供用于电机的控制系统。电机构造为电联接到电力系统。电力系统构造为输送至少一相电力到电机和从电机输送至少一相电力。控制系统利于在电力系统的至少一个电压幅值在事先确定的范围外操作未确定的时间段的期间和随后，电机保持电联接到电力系统。

又一方面，提供风力涡轮机。风力涡轮机包括至少一个构造为电联接到电力系统的电力发电机。电力系统构造为输送至少一相电力到发电机和从发电机输送至少一相电力。风力涡轮机也包括至少一个构造为电联接到电力系统的控制系统。控制系统利于在电力系统的至少一个电压幅值在事先确定的范围外操作未确定的时间段的期间和随后，电机保持电联接到电力系统。

附图说明

图1为示范性的风力涡轮发电机的示意图；

图2为可以与图1中显示的风力涡轮发电机使用的示范性的电气和控制系统的示意图；

图3为可以与图2中显示的电气和控制系统相关的电网线路电压－时间图；

图4为可以与图2中显示的电气和控制系统使用的示范性的锁相环(PLL)调节器的方块图；

图5为可以与图4中显示的PLL调节器使用的示范性的PLL状态机的方块图；和

图6为作为由图5中显示的PLL状态机确定的PLL状态的函数产生的多个示范性的增益常数和频率界限值的表格图。

部件列表

风力涡轮发电机100

舱体102

塔104

转子106

转子叶片108

轮毂110

低速轴112

齿轮箱114

高速轴116

发电机118

定子120

转子122

控制系统200

控制器202

转速计204

定子同步开关206

定子总线208

电力变换组件210

转子总线212

系统电路断路器214

系统总线216

转子滤波器218

转子滤波器总线219

电力变换器220

电力变换器222

电力变换器总线223

线路滤波器224

线路总线225

线路接触器226

总线227

电路断路器228

变换电路断路器总线230

连接总线232

主变压器234

发电机侧总线236

电路断路器238

断路器侧总线240

电网总线242

DC链路244

正干线246

负干线248

电容器250

电压换能器252

电气导管254