CN201584875U - 兆瓦级高压永磁同步风力发电机 - Google Patents
兆瓦级高压永磁同步风力发电机 Download PDFInfo
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Abstract
兆瓦级永磁同步风力发电机,属于电机技术领域。它解决了现有永磁风力发电机的温升过高的问题。它的定子的内表面和转子的外表面之间为气隙,转子铁心的外圆周表面有多个凸极,每个凸极根部的两侧各设置一个永磁体,每个永磁体的磁极方向呈切向设置在转子铁心上,每相邻的两个凸极上的两个相邻永磁体之间设置一个非导磁体,非导磁体上沿转子的轴向和径向分别设置多个散热孔,每个凸极的外圆周表面下埋有多个阻尼条,多个阻尼条与转子的轴向平行;还可将永磁体的磁极方向呈径向设置在转子铁心上,转子铁心上与每个凸极对应的永磁体槽内设置永磁体,每相邻的两个凸极之间设置一个非导磁体。本实用新型作为一种同步风力发电机。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种兆瓦级高压永磁同步风力发电机,属于电机技术领域。
背景技术
与传统的能源产业相比,风能是无污染、可再生,具有广阔的应用前景的新能源产业。如今利用风能发电已成为当今世界新能源研究方向的主流,但是,已经并网运行的永磁风力发电机在运行过程中存在温升过高的问题,这极易使永磁发电机内的永磁体发生不可逆退磁,导致发电机无法正常工作,并且维修成本昂贵,更严重的情况会使发电机烧毁,甚至***。
现有的永磁风力发电机在运行过程中温升过高的原因主要是:发电机输出的电压较低、电流较大,这使得损耗增加,导致电机的温升增高,同时散热冷却***的效率低,这缩短了电机的使用寿命,甚至会造成不可弥补的损失。
实用新型内容
本实用新型提供了一种兆瓦级高压永磁同步风力发电机,它解决了现有永磁风力发电机的温升过高的问题。
兆瓦级高压永磁同步风力发电机,它包括定子和转子,定子的内表面和转子的外表面之间为气隙,所述转子包括转子铁心、多个永磁体、多个非导磁体和多个阻尼条,转子铁心的外圆周表面有多个凸极,每个凸极根部的两侧各设置一个永磁体,每个永磁体的磁极方向呈切向设置在转子铁心上,每相邻的两个凸极上的两个相邻永磁体之间设置一个非导磁体,非导磁体上沿转子的轴向和径向分别设置多个散热孔,每个凸极的外圆周表面下埋有多个阻尼条,多个阻尼条与转子的轴向平行。
兆瓦级高压永磁同步风力发电机,它包括定子和转子,定子的内表面和转子的外表面之间为气隙,所述转子包括转子铁心、多个永磁体、多个非导磁体和多个阻尼条,转子铁心的外圆周表面有多个凸极,转子铁心上与每个凸极对应的一个永磁体槽内设置一个永磁体,每个永磁体的磁极方向呈径向设置在转子铁心上,每相邻的两个凸极之间设置一个非导磁体,非导磁体上沿转子的轴向和径向分别设置多个散热孔,每个凸极的外圆周表面下埋有多个阻尼条,多个阻尼条与转子的轴向平行。
本实用新型的优点是:
本实用新型在转子的非导磁体上设置了多个轴向和径向的散热孔,它使发电机的总体散热效率提高,有效的抑制了凸极转子铁心产生的热量向永磁体上的传导,可避免永磁体的高温退磁;在转子铁心内加入阻尼条,抑制了发电机输出的震荡,减小了对发电机***设备损害,从而减少了发电机的故障并提高了发电机的利用率。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图;图2是图1中转子的第一种形式的局部结构示意图;图3是图1中转子的第二种形式的局部结构示意图;图4是本实用新型在使用中与***设备的连接示意图,其中A为风轮,B为本实用新型所述的兆瓦级高压永磁同步风力发电机,C为整流单元,D为稳压单元,E为逆变单元,F为电网。
具体实施方式
具体实施方式一:下面结合图1、图2和图4说明本实施方式,本实施方式包括定子1和转子2,定子1的内表面和转子2的外表面之间为气隙,所述转子2包括转子铁心2-1、多个永磁体2-2、多个非导磁体2-3和多个阻尼条2-4,转子铁心2-1的外圆周表面有多个凸极2-1-1,每个凸极2-1-1根部的两侧各设置一个永磁体2-2,每个永磁体2-2的磁极方向呈切向设置在转子铁心2-1上,每相邻的两个凸极2-1-1上的两个相邻永磁体2-2之间设置一个非导磁体2-3,非导磁体2-3上沿转子2的轴向和径向分别设置多个散热孔2-3-1,每个凸极2-1-1的外圆周表面下埋有多个阻尼条2-4,多个阻尼条2-4与转子2的轴向平行。
由于发电机在风速变化时,其绕组内的电压电流会形成一个震荡的过程,对外接电力电子器件会产生冲击,易产生电子器件的损坏。在发电机的转子2上增加阻尼条2-4可以对该震荡过程增加阻力,形成阻尼震荡,从而形成一定的缓冲作用,解决了发电机运行时的震动问题。
本实施方式所述的兆瓦级高压永磁同步风力发电机在使用时,可以通过增加定子1上缠绕的定子绕组的匝数来提高发电机的电压输出,控制输出电压在6000伏,使发电机的输出电流减小,可降低发电机的损耗和发热,延长电机的使用寿命,并提高短路负载能力;增加定子1上缠绕的定子绕组的匝数来提高发电机的直流母线电压,还可以减少电力电子变流器、直流母线电压的损耗,并省掉并网使用时的升压变压器,降低了风力发电的成本,并且维护简单,可以进一步减少后期维护成本。当作为高压永磁发电机组使用时,不仅比传统风力发电机减少许多元件,而且提高了风力发电机在过载及高压电网扰动下的运行能力,因此维护起来简单。同时相比于同功率等级的感应发电机,定子绕组产生的热量大幅降低。尤其对于大型风力发电场合,使用本实用新型可提高整体运行经济效益。
具体实施方式二:下面结合图2说明本实施方式,本实施方式与实施方式一的不同之处在于它还包括绝热体2-5,所述绝热体2-5设置在每个永磁体2-2与凸极转子铁心2-1的接触面之间。其它组成及连接关系与实施方式一相同。
发电机温升过高易造成永磁体2-2的不可逆退磁,致使发电机无法正常工作。绝热体2-5采用新型无机纤维状纳米绝热材料,可以有效抑制转子铁心2-1产生的热量传导到永磁体2-2上,其极佳的绝热性能可进一步避免永磁体2-2高温退磁,从而减少故障提高风力发电机利用率。
具体实施方式三:下面结合图2说明本实施方式,本实施方式与实施方式一或二的不同之处在于所述非导磁体2-3上的轴向和径向的散热孔2-3-1相通。其它组成及连接关系与实施方式一或二相同。
非导磁体2-3上的轴向和径向的散热孔2-3-1相通能够更进一步提高发电机的总体散热效率。
具体实施方式四:下面结合图1、图3和图4说明本实施方式,本实施方式包括定子1和转子2,定子1的内表面和转子2的外表面之间为气隙,所述转子2包括转子铁心2-1、多个永磁体2-2、多个非导磁体2-3和多个阻尼条2-4,转子铁心2-1的外圆周表面有多个凸极2-1-1,转子铁心2-1上与每个凸极2-1-1对应的一个永磁体槽内设置一个永磁体2-2,每个永磁体2-2的磁极方向呈径向设置在转子铁心2-1上,每相邻的两个凸极2-1-1之间设置一个非导磁体2-3,非导磁体2-3上沿转子2的轴向和径向分别设置多个散热孔2-3-1,每个凸极2-1-1的外圆周表面下埋有多个阻尼条2-4,多个阻尼条2-4与转子2的轴向平行。
由于发电机在风速变化时,其绕组内的电压电流会形成一个震荡的过程,对外接电力电子器件会产生冲击,易产生电子器件的损坏。在发电机的转子2上增加阻尼条2-4可以对该震荡过程增加阻力,形成阻尼震荡,从而形成一定的缓冲作用,解决了发电机运行时的震动问题。
本实施方式所述的兆瓦级永磁同步风力发电机在使用时,可以通过增加定子1上缠绕的定子绕组的匝数来提高发电机的电压输出,控制输出电压在6000伏,使发电机的输出电流减小,可降低发电机的损耗和发热,延长电机的使用寿命,并提高短路负载能力;增加定子1上缠绕的定子绕组的匝数来提高发电机的直流母线电压,还可以减少电力电子变流器、直流母线电压的损耗,并省掉并网使用时的升压变压器,降低了风力发电的成本,并且维护简单,可以进一步减少后期维护成本。当作为高压永磁发电机组使用时,不仅比传统风力发电机减少许多元件,而且提高了风力发电机在过载及高压电网扰动下的运行能力,因此维护起来简单。同时相比于同功率等级的感应发电机,定子绕组产生的热量大幅降低。尤其对于大型风力发电场合,使用本实用新型可提高整体运行经济效益。
具体实施方式五:下面结合图3说明本实施方式,本实施方式与实施方式四的不同之处在于它还包括绝热体2-5,所述绝热体2-5设置在每个永磁体2-2与转子铁心2-1的接触面之间。其它组成及连接关系与实施方式四相同。
发电机温升过高易造成永磁体2-2的不可逆退磁,致使发电机无法正常工作。绝热体2-5采用新型无机纤维状纳米绝热材料,可以有效抑制转子铁心2-1产生的热量传导到永磁体2-2上,其极佳的绝热性能可进一步避免永磁体2-2高温退磁,从而减少故障提高风力发电机利用率。
具体实施方式六:下面结合图3说明本实施方式,本实施方式与实施方式四或五的不同之处在于所述非导磁体2-3上的轴向和径向的散热孔2-3-1相通。其它组成及连接关系与实施方式四或五相同。
非导磁体2-3上的轴向和径向的散热孔2-3-1相通能够更进一步提高发电机的总体散热效率。
Claims (6)
1.一种兆瓦级高压永磁同步风力发电机,它包括定子(1)和转子(2),定子(1)的内表面和转子(2)的外表面之间为气隙,其特征在于:所述转子(2)包括转子铁心(2-1)、多个永磁体(2-2)、多个非导磁体(2-3)和多个阻尼条(2-4),转子铁心(2-1)的外圆周表面有多个凸极(2-1-1),每个凸极(2-1-1)根部的两侧各设置一个永磁体(2-2),每个永磁体(2-2)的磁极方向呈切向设置在转子铁心(2-1)上,每相邻的两个凸极(2-1-1)上的两个相邻永磁体(2-2)之间设置一个非导磁体(2-3),非导磁体(2-3)上沿转子(2)的轴向和径向分别设置多个散热孔(2-3-1),每个凸极(2-1-1)的外圆周表面下埋有多个阻尼条(2-4),多个阻尼条(2-4)与转子(2)的轴向平行。
2.根据权利要求1所述的兆瓦级高压永磁同步风力发电机,其特征在于:它还包括绝热体(2-5),所述绝热体(2-5)设置在每个永磁体(2-2)与凸极转子铁心(2-1)的接触面之间。
3.根据权利要求1或2所述的兆瓦级高压永磁同步风力发电机,其特征在于:所述非导磁体(2-3)上的轴向和径向的散热孔(2-3-1)相通。
4.一种兆瓦级高压永磁同步风力发电机,它包括定子(1)和转子(2),定子(1)的内表面和转子(2)的外表面之间为气隙,其特征在于:所述转子(2)包括转子铁心(2-1)、多个永磁体(2-2)、多个非导磁体(2-3)和多个阻尼条(2-4),转子铁心(2-1)的外圆周表面有多个凸极(2-1-1),转子铁心(2-1)上与每个凸极(2-1-1)对应的一个永磁体槽内设置一个永磁体(2-2),每个永磁体(2-2)的磁极方向呈径向设置在转子铁心(2-1)上,每相邻的两个凸极(2-1-1)之间设置一个非导磁体(2-3),非导磁体(2-3)上沿转子(2)的轴向和径向分别设置多个散热孔(2-3-1),每个凸极(2-1-1)的外圆周表面下埋有多个阻尼条(2-4),多个阻尼条(2-4)与转子(2)的轴向平行。
5.根据权利要求4所述的兆瓦级高压永磁同步风力发电机,其特征在于:它还包括绝热体(2-5),所述绝热体(2-5)设置在每个永磁体(2-2)与转子铁心(2-1)的接触面之间。
6.根据权利要求4或5所述的兆瓦级高压永磁同步风力发电机,其特征在于:所述非导磁体(2-3)上的轴向和径向的散热孔(2-3-1)相通。
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