CN1719025A - 分体式永磁同步风力发电机 - Google Patents

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陈亦栋
张其智
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Abstract

本发明涉及一种分体式永磁同步风力发电机，包括塔架，塔架的上端通过轴承接有回转体，回转体固接于机舱的内腔中，在回转体上固接有定子支架和中心轴，中心轴上通过轴承接有转盘，转盘上固接有转子外壳，转子外壳的叶片端为流线型，转盘上通过轮毂固接有叶片，在定子支架的圆周面上镶嵌有均匀分布的定子铁芯，定子铁芯上缠绕有三相线圈绕组，在转子外壳对应于定子铁芯和三相线圈绕组部位的环面内侧镶嵌有永磁磁体，永磁磁体与定子铁芯之间留有气隙，定子支架和转子外壳都分别是分体的，其分体的数量至少是两体，分体之间用螺栓和内螺纹圆柱销装配为一体。这种分体式永磁同步风力发电机，结构简单，便于运输和安装，对风能的利用率高，故障率低。

Description

分体式永磁同步风力发电机
技术领域
本发明涉及一种风力发电机，更具体说是一种分体式永磁同步风力发电机。
背景技术
目前的大功率并网型风力发电机，主要是采用同步发电机、异步发电机、双速异步发电机或双馈异步发电机，整个发电机是一个整体，外部形状呈流线形。
采用同步发电机时，要求风力机的转速十分稳定，为此，必须采用结构复杂的速度调节器来自动维持风力机的转速恒定，这就使整个风力发电装置变得十分复杂。
不论是采用同步发电机还是各种异步发电机，其共同的弊端是：1、要由叶片带动升速机构，由升速机构带动发电机发电，而升速机构体积庞大，运行中经常会出现漏油、损齿、损坏箱体等现象，一旦出现上述现象，轻则发生跑冒滴漏，污染环境，重则停机检修，不能发电；2、在低风速时发电效率很低，在高风速时又不能充分利用风能；3、运行时噪音大。
随着技术的不断进步，大功率并网型风力发电机的单机功率越来越大，其体积则越来越大、重量越来越重，又由于整个发电机是一个整体，必须使用超大型的运输工具和起重设备才能进行运输和安装，既增加了成本，又给运输和安装带来诸多的不便。
流线形的外部形状，由于其湍流和尾流较小，因此当风力作用到风叶上时，对整个风力发电机的作用力几乎是单方向的，当遇到大风天时，塔架上所承受的单方向作用力会很大，稳定性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、便于运输和安装、并网型的分体式永磁同步风力发电机。
为了实现上述的目的，所提供的分体式永磁同步风力发电机，包括塔架，塔架的上端通过轴承接有回转体，回转体固接于机舱的内腔中，在回转体上固接有定子支架和中心轴，中心轴上通过轴承接有转盘，转盘上固接有转子外壳，转子外壳的叶片端为流线型，转盘上通过轮毂固接有叶片，在定子支架的圆周面上镶嵌有均匀分布的定子铁芯，定子铁芯上缠绕有三相线圈绕组，在转子外壳对应于定子铁芯和三相线圈绕组部位的环面内侧镶嵌有均匀分布的永磁磁体，永磁磁体与定子铁芯之间留有气隙，其结构特点是定子支架和转子外壳都分别是分体的，其分体的数量至少是两体，分体之间用螺栓和内螺纹圆柱销装配为一体。
上述的定子支架和转子外壳的分体数量可以相同，也可以不相同。
上述的机舱的后段呈半球壳形。
本发明所提供的分体式永磁同步风力发电机，是由叶片直接带动转子外壳转动，镶嵌在转子外壳内侧面上的永磁磁体随之同步转动，定子中的三相线圈绕组切割磁力线，产生感应电动势，再通过配备的高效率“交直交”变流器，使由叶片带动的转子的转速随风速的大小可以在大的范围内变化，在高风速时能输出最大功率，在低风速时能提高发电效率，有效的提高了风能的利用率，年发电量比相同容量的其它类型的风力发电机组提高25％-40％。由于省去了体积庞大、结构繁杂的升速机构，一方面使整个风力发电机组的体积和重量比相同容量的其它类型的风力发电机组降低20％-25％，并降低了噪音，另一方面机件的减少必然降低发生故障的几率，提高了发电机组运行的可靠性。定子支架和转子外壳采用分体结构，使用通用的运输工具和起重设备就能进行运输和安装，既降低了运输和安装费用，方便了运输，又降低了安装难度。机舱后段设计为呈半球壳形，使得风流到达机舱后段时，能产生大的湍流和尾流，对整个风力发电机产生一反方向的作用力，于是，作用到塔架上的力就很小，有效的增加了塔架的稳定性，增强了抗风能力。
附图说明
本发明的实施例结合附图加以说明，其中：
图1是实施例所述的分体式永磁同步风力发电机外形示意图；
图2是实施例所述的分体式永磁同步风力发电机的内部结构示意图；
图3是定子支架和转子外壳的分体结构示意图；
图4是图3的A-A剖视图。
图中：1为塔架，2为回转体，3为定子支架，4为转子外壳，5为中心轴，6为叶片，7为定子铁芯，8为三相线圈绕组，9为永磁磁体，10为气隙，11为螺栓，12为内螺纹圆柱销，13为机舱，14为转盘，15为轴承，16为轴承，17为轮毂。
具体实施方式
参照附图，实施例所述的分体式永磁同步风力发电机，包括塔架1，塔架1的上端通过轴承15接有回转体2，回转体2固接于机舱13的内腔中，机舱13的后段呈半球壳形，在回转体2上固接有定子支架3和中心轴5，中心轴5上通过轴承16接有转盘14，转盘14上固接有转子外壳4，转子外壳4的叶片端为流线型，转盘14上通过轮毂17固接有叶片6，在定子支架3的圆周面上镶嵌有均匀分布的定子铁芯7，定子铁芯7上缠绕有三相线圈绕组8，在转子外壳4对应于定子铁芯7和三相线圈绕组8部位的环面内侧镶嵌有永磁磁体9，永磁磁体9与定子铁芯7之间留有气隙10，定子支架3和转子外壳4都分别分为四个分体，分体之间用螺栓11和内螺纹圆柱销12装配为一体。
在本实施例中，转子外壳4上镶嵌有均布的96块铷铁硼永磁磁体，定子铁芯7用0.5mm的硅钢片叠压成型，圆周面上做成360个平行槽，槽间相距1度，三相线圈绕组8跨距5槽，气隙10为3mm。工作时，三相线圈绕组8产生频率为6Hz-20Hz的电流输出，送入“交直交”变流器，由该变流器输出频率为50Hz的标准交流电，输送至电网。

Claims (4)

1、一种分体式永磁同步风力发电机，包括塔架(1)，塔架(1)的上端通过轴承(15)接有回转体(2)，回转体(2)固接于机舱(13)的内腔中，在回转体(2)上固接有定子支架(3)和中心轴(5)，中心轴(5)上通过轴承(16)接有转盘(14)，转盘(14)上固接有转子外壳(4)，转子外壳(4)的叶片端为流线型，转盘(14)上通过轮毂(17)固接有叶片(6)，在定子支架(3)的圆周面上镶嵌有均匀分布的定子铁芯(7)，定子铁芯(7)上缠绕有三相线圈绕组(8)，在转子外壳(4)对应于定子铁芯(7)和三相线圈绕组(8)部位的环面内侧镶嵌有永磁磁体(9)，永磁磁体(9)与定子铁芯(7)之间留有气隙(10)，其特征是定子支架(3)和转子外壳(4)都分别是分体的，其分体的数量至少是两体，分体之间用螺栓(11)和内螺纹圆柱销(12)装配为一体。
2、根据权利要求1所述的分体式永磁同步风力发电机，其特征是定子支架(3)和转子外壳(4)的分体数量相同。
3、根据权利要求1所述的分体式永磁同步风力发电机，其特征是定子支架(3)和转子外壳(4)的分体数量不相同。
4、根据权利要求1或2所述的分体式永磁同步风力发电机，其特征是机舱(13)的后段呈半球壳形。
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