CN201656590U - 一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机 - Google Patents

Abstract

一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机，属于风力发电机领域。现有小型垂直轴永磁同步风力发电机转速较低、极数较少、起动阻转矩较大、频率很低，并且与风轮匹配性差。本实用新型包括定子、转子、后端盖、前端盖和上、下两个轴承，其特点是定子铁芯采用斜槽结构，定子绕组采用每极每相槽数q＜1的双层短距分数槽绕组；转子采用多极表面径向瓦片形钕铁硼永磁体转子磁路结构，转筒外圆柱而上设置有与极数相同数量的浅槽，磁钢固定安装于浅槽，转轴设置轴伸端穿过前端盖，轴伸端与风轮的安装位置对应。本实用新型简化了发电机组结构，改善了发电机电势波形，起动快，提高了发电机性能和风能利用效率。

Description

一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机 

技术领域

本实用新型属于风力发电机领域，尤其与一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机有关。 

背景技术

风力发电机常见有交流异步发电机、双馈异步发电机和永磁同步发电机。小型永磁同步风力发电机按安装型式分水平轴(卧式)和垂直轴(立式)两种，按是否配用增速箱分直驱(风轮直接驱动)和非直驱(配用增速箱)两种。目前，小型垂直轴永磁同步风力发电机大都采用内置式转子磁路结构，转速较低、极数较少、起动阻转矩较大、频率很低，并且与风轮匹配性差。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服现有小型垂直轴永磁同步风力发电机转速较低、极数较少、起动阻转矩较大、频率很低，并且与风轮匹配性差的缺陷，提供一种结构简单、运行可靠、效率高、与风轮匹配性好的小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机。为此，本实用新型采用以下技术方案： 

一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机，包括定子、转子、后端盖、前端盖和上、下两个轴承，定子由机壳、安装于机壳内的带绕组定子铁芯组成，后端盖和前端盖安装于机壳两端，下轴承安装于后端盖，上轴承安装于前端盖，转子包括转轴、磁钢和固定套装于转轴的转筒，转轴由上轴承和下轴承支撑安装，其特征是：所述的定子铁芯采用斜槽结构，以消除齿谐波电动势对电压波形的影响，定子绕组采用每极每相槽数q＜1的双层短距分数槽绕组，以减小由发电机齿槽效应产生的阻转矩，从而降低发电机起动阻转矩，使得风轮在风速较低时能迅速起动，尽快发电；所述的转子采用多极表面径向瓦片形钕铁硼永磁体转子磁路结构，所述的转筒外圆柱面上设置有与极数相同数量的浅槽，所述的磁钢固定安装于所述的浅槽，所述的转轴设置轴伸端穿过所述的前端盖，轴伸端与风轮的安装位置对应，风轮可以与转轴直接匹配，省却了增速箱和联轴器等零部件。 

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征： 

所述的每极每相槽数q为4/5。 

所述的下轴承为角接触球轴承。 

所述的转子极数范围为20～40。 

使用本实用新型可以达到以下有益效果： 

1、定子采用每极每相槽数q＜1的双层短距分数槽绕组和斜槽结构，改善了发电机电势波形，起动快，提高了发电机性能，发电效率高。 

2、发电机转轴与风轮直接匹配，省却了增速箱和联轴器等零部件，简化了发电机组结构，提高了风能利用效率。 

附图说明

图1是本实用新型主视方向的剖视图。 

图2是本实用新型中转子的主视图。 

图3是本实用新型中转子的俯视图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。 

如图1～图3所示，本实用新型包括定子、转子、后端盖11、前端盖10、上轴承8和下轴承9，后端盖11安装于机壳1下端，前端盖10安装于机壳1上端，下轴承9安装于后端盖11，上轴承8安装于前端盖10，定子由机壳1、安装于机壳内的带绕组定子铁芯2组成，定子铁芯2采用斜槽结构，定子铁芯2的斜槽中嵌绕定子绕组3构成带绕组定子铁芯，定子绕组3采用每极每相槽数q为4/5的双层短距分数槽绕组；转子采用多极表面径向瓦片形钕铁硼永磁体转子磁路结构，包括转轴5、磁钢7和转筒4，转轴5由上轴承8和下轴承9支撑安装，转筒4由低碳钢经精密铸造而成，其套装于转轴5，使用键6进行圆周方向限位达到固定套装，转筒4的外圆柱面上设置有20条浅槽，浅槽沿转筒外圆柱面圆周方向平均间隔分布，浅槽采用铣削加工，磁钢7为瓦片形并通过螺钉或用结构胶固定于转筒4外圆柱面的浅槽中形成20极，磁钢材料采用价格适中、磁能积、剩磁、矫顽力很高的超强磁体钕铁硼永磁材料，转轴5设置轴伸端12穿过所述的前端盖10，轴伸端12与风轮的安装位置对应；上轴承8采用带密封圈的深沟球轴承，下轴承9为角接触球轴承。 

上述技术方案中，定子绕组3每极每相槽数q还可以为3/4。转筒4的外圆柱面上的浅槽数量还可以为30、36、40等等20～40之间的任意偶数整数条。 

Claims (4)

1.一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机，包括定子、转子、后端盖(11)、前端盖(10)、上轴承(8)和下轴承(9)，定子由机壳(1)、安装于机壳内的带绕组定子铁芯(2)组成，后端盖(11)和前端盖(10)安装于机壳(1)两端，下轴承(9)安装于后端盖(11)，上轴承(8)安装于前端盖(10)，转子包括转轴(5)、磁钢(7)和固定套装于转轴的转筒(4)，转轴(5)由上轴承(8)和下轴承(9)支撑安装，其特征在于：所述的定子铁芯(2)采用斜槽结构，定子绕组(3)采用每极每相槽数q＜1的双层短距分数槽绕组；所述的转子采用多极表面径向瓦片形钕铁硼永磁体转子磁路结构，所述的转筒(4)外圆柱面上设置有与极数相同数量的浅槽，所述的磁钢(7)固定安装于所述的浅槽，所述的转轴(5)设置轴伸端(12)穿过所述的前端盖(10)，轴伸端(12)与风轮的安装位置对应。

2.根据权利要求1所述的一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机，其特征在于：所述的每极每相槽数q为4/5。

3.根据权利要求1所述的一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机，其特征在于：所述的转子极数范围为20～40。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种小型直驱垂直轴永磁同步风力发电机，其特征在于：所述的下轴承(9)为角接触球轴承。 

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