CN101841209B - 直驱式风力发电机 - Google Patents

直驱式风力发电机 Download PDF

Info

Publication number
CN101841209B
CN101841209B CN2009101877274A CN200910187727A CN101841209B CN 101841209 B CN101841209 B CN 101841209B CN 2009101877274 A CN2009101877274 A CN 2009101877274A CN 200910187727 A CN200910187727 A CN 200910187727A CN 101841209 B CN101841209 B CN 101841209B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shell
brake
end housing
main shaft
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009101877274A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101841209A (zh
Inventor
赵炳胜
蔡晓峰
刘衍选
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang China Creative Wind Energy Co Ltd
Qingdao China Creative Wind Energy Co Ltd
Original Assignee
Shenyang China Creative Wind Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang China Creative Wind Energy Co Ltd filed Critical Shenyang China Creative Wind Energy Co Ltd
Priority to CN2009101877274A priority Critical patent/CN101841209B/zh
Publication of CN101841209A publication Critical patent/CN101841209A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101841209B publication Critical patent/CN101841209B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

一种直驱式风力发电机，属于风力发电技术领域。包括主轴、永磁转子、定子、外壳和制动器，外壳包括前端外壳、后端外壳和与两者分别连接的旋转外壳，主轴置于外壳内，且两端伸出前端外壳和后端外壳，所述的永磁转子内设有转子轴，转子轴通过第一、第二轴承安装在外壳内的主轴上，且一端伸出前端外壳，定子置于外壳内固定在旋转外壳上，制动器的刹车片固定在后端外壳上，其刹车盘固定在转子轴上，工作时，伸出前端外壳的转子轴与风轮轮毂连接，制动器通过液压泵与外部控制器连接。本发明中的发电机永磁转子和定子级数均为78级，因此该电机在低转速下即可达到预定功率。

Description

直驱式风力发电机
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种更易于将风能转化为电能的直驱式风力发电机组。
背景技术
在新能源开发中，风能发电技术已经逐渐进入商业化领域。在风力发电技术，用到的一个关键设备就是发电机。它的技术特征直接决定了整个风力发电机组的结构和传动形式。
风力发电技术，在本世纪初的三十年代，在丹麦、西班牙、德国就成功地研制了一些小型风力发电装置，这些风力发电所需要的装置，就是我们今天所说的风力发电机组的雏形。早期的机组包括风轮、传动装置、发电机和塔架结构及辅助部件等部分组成。其中，风轮是把风的动能转变为机械能的关键部分，它一般由两只(或三只)螺旋桨固定在叶轮上组成。当风吹向浆叶面时，桨叶工作面和背面的压差便会产生一个载荷，这个载荷的一个分量绕着轮毂轴线形成一个扭转力矩，便会驱动风机的风轮转动。传动装置，除了传递扭矩，还要把叶轮的低速旋转转化为发电机需要的高速旋转，因此传动装置除了轴承和联轴器外还有齿轮箱组成。发电机是整个发电机组的核心；而塔架作为整个风机的物理支撑，必须满足强度、刚度、和稳定性要求。同时有一定高度，这个高度是由该地区不同高度的风况决定的。辅助部件主要是为了实现在风向、风速发生变化时，对叶轮整体角度及叶轮桨叶角度的调节功能而存在的。
其中传统的发电机由于转子为级数较少的绕线结构，所以需要较的转速才能正常发电并且并网，以至于需要把风轮的低转速经过一个增速齿轮箱来连接；但齿轮箱是在目前MW级风力发电机组中故障率和损坏率都较高的部件，研制一种科学的由风轮直接驱动发电机的风力发电机组，已成为风电技术发展的一个趋势。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种直驱式风力发电机。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括主轴、永磁转子、定子、外壳和制动器，外壳包括前端外壳、后端外壳和与两者分别连接的旋转外壳，主轴置于外壳内，且两端伸出前端外壳和后端外壳，所述的永磁转子内设有转子轴，转子轴通过第一、第二轴承安装在外壳内的主轴上，且一端伸出前端外壳，定子置于外壳内固定在旋转外壳上，制动器的刹车片固定在后端外壳上，其刹车盘固定在转子轴上，工作时，伸出前端外壳的转子轴与风轮轮毂连接，制动器通过液压泵与外部控制器连接。
：所述的永磁转子为多级永磁体转子。所述的主轴为空心轴。所述的第一轴承为推力圆柱滚子轴承，第二轴承为圆柱孔调心滚子轴承。所述的后端外壳上还设有至少一个冷却风扇。在所述电机主轴及第一、第二轴承上均设有温度传感器，各温度传感器分别与外部控制器连接。
本发明的有益效果为：
传统的风力发电设备中发电机的级数比较少，它只有在一定转速下才能接近、达到额定功率。而本发明中的发电机转子部分采用多级永磁转子，其永磁转子和定子级数均为78级，因此该电机在低转速下即可达到预定功率。在风力发电机组中，不用齿轮箱来提速，直接与风轮轮毂相连，省略了齿轮箱，不仅可以减轻风机体积和重量、免去齿轮箱的成本和维护程序，还可以提高风机的寿命和转化效率，同时还可以降低噪声、减少风机整体的故障率。使结构简单。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明作进一步详述。
实施例1：如图1所示，本发明包括主轴3、转子轴10、永磁转子8、定子7、外壳和制动器4，外壳包括前端外壳9、后端外壳5和与两者分别连接的旋转外壳6，主轴3置于外壳内，且两端伸出前端外壳9和后端外壳5，其转子轴10通过第一、第二轴承安装在外壳内的主轴3上，定子7置于外壳内固定在旋转外壳6上，永磁转子8安装于定子7内的转子轴10上，制动器4的刹车片固定在后端外壳5上，其刹车盘固定在转子轴10上，工作时，伸出前端外壳9的转子轴10与风轮轮毂连接，制动器4通过液压泵与外部控制器连接。
其中永磁转子8为多级永磁体转子，永磁转子8和定子7级数相同，本例永磁转子8和定子7均选用78级。第一轴承2为推力圆柱滚子轴承，第二轴承11为圆柱孔调心滚子轴承，在后端外壳5上还设有冷却风扇1，根据工作环境及工作要求确定冷却风扇1的数量，至少为1个，本例沿后端外壳5圆周均匀设有3个冷却风扇1。电机主轴3为空心轴，在电机主轴3及第一、第二轴承上均设有与外部控制器连接的温度传感器，温度传感器将信号传送到外部传感器，以检测轴承温度。
本发明的工作原理：
本发明工作时，电机定子7通过变流器接入电网，通过转子轴10安装在风轮轮毂上，风轮带动转子轴10运转，从而带动永磁转子8旋转，定子7线圈中的每一根导线都在切割磁力线并直接产生正弦式交流电动势，再经定子7上的电缆将此电能传送到电网中。
在转子轴10端部安装的制动器4的刹车摩擦片，在工作时，通过液压泵来驱动其运动，产生相应力矩的刹车作用，发电机后端外壳5上装有冷却风扇1，在发电机自身散热达不到要求时，此冷却风扇1将启动，将多余热量带走。

Claims (1)

1.一种直驱式风力发电机，包括主轴、永磁转子、定子、外壳和制动器，外壳包括前端外壳、后端外壳和与两者分别连接的旋转外壳，主轴置于外壳内，主轴为空心轴且两端伸出前端外壳和后端外壳，后端外壳上还设有至少一个冷却风扇，永磁转子为多级永磁体转子，所述的永磁转子内设有转子轴，转子轴通过第一、第二轴承安装在外壳内的主轴上，且转子轴一端伸出前端外壳，所述的电机主轴及第一、第二轴承上均设有温度传感器，各温度传感器分别与外部控制器连接，定子置于外壳内固定在旋转外壳上，其特征在于：制动器的刹车片固定在后端外壳上，其刹车盘固定在转子轴上，工作时，伸出前端外壳的转子轴与风轮轮毂连接，制动器通过液压泵与外部控制器连接，所述的第一轴承为推力圆柱滚子轴承，第二轴承为圆柱孔调心滚子轴承。
CN2009101877274A 2009-09-29 2009-09-29 直驱式风力发电机 Expired - Fee Related CN101841209B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101877274A CN101841209B (zh) 2009-09-29 2009-09-29 直驱式风力发电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101877274A CN101841209B (zh) 2009-09-29 2009-09-29 直驱式风力发电机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101841209A CN101841209A (zh) 2010-09-22
CN101841209B true CN101841209B (zh) 2012-11-07

Family

ID=42744401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101877274A Expired - Fee Related CN101841209B (zh) 2009-09-29 2009-09-29 直驱式风力发电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101841209B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO331965B2 (no) * 2010-09-29 2012-05-14 Rolls Royce Marine As Elektrisk permanentmagnetmotor
CN101986532A (zh) * 2010-11-16 2011-03-16 沈阳工业大学 1.5和2兆瓦级中转子低速永磁同步风力发电机
CN102629793A (zh) * 2012-04-13 2012-08-08 国电联合动力技术(连云港)有限公司 一种适用于兆瓦级直驱风力机组的电机
CN103580414A (zh) * 2012-08-09 2014-02-12 武汉新威奇科技有限公司 一种用于电动螺旋压力机的三相异步电动机
CN102943747B (zh) * 2012-11-30 2015-05-13 威特龙消防安全集团股份公司 风力发电机组机械刹车散热通风装置
CN107387172B (zh) * 2017-08-17 2023-12-12 上海大学 立式双级永磁气悬浮orc余热发电机
CN113294443B (zh) * 2021-06-25 2024-05-17 东方电气集团东方电机有限公司 轴承装置及风力发电设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781276B1 (en) * 1998-12-15 2004-08-24 Bonus Enegy A/S Generator for a windmill, stator module for use in such a generator and use of such a generator
CN101222159A (zh) * 2007-12-24 2008-07-16 湘潭电机股份有限公司 散热筋直驱永磁同步单轴承风力发电机
CN101344074A (zh) * 2007-07-10 2009-01-14 西门子公司 风力涡轮机及其安装方法和用于调整空气间隙的方法
CN201515291U (zh) * 2009-09-29 2010-06-23 沈阳华创风能有限公司 一种直驱式风力发电机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781276B1 (en) * 1998-12-15 2004-08-24 Bonus Enegy A/S Generator for a windmill, stator module for use in such a generator and use of such a generator
CN101344074A (zh) * 2007-07-10 2009-01-14 西门子公司 风力涡轮机及其安装方法和用于调整空气间隙的方法
CN101222159A (zh) * 2007-12-24 2008-07-16 湘潭电机股份有限公司 散热筋直驱永磁同步单轴承风力发电机
CN201515291U (zh) * 2009-09-29 2010-06-23 沈阳华创风能有限公司 一种直驱式风力发电机

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙洗兵、刘兰远.浅谈德国HSW-250T风力发电机制动系统.《林业机械与木工设备》.2002,第30卷(第7期),33-34.
张耀洲.水平轴风力发电机刹车系统设计原理.《山东科学》.1993,第6卷(第4期),19-23.
水平轴风力发电机刹车系统设计原理;张耀洲;《山东科学》;19931231;第6卷(第4期);19-23 *
浅谈德国HSW-250T风力发电机制动系统;孙洗兵、刘兰远;《林业机械与木工设备》;20020731;第30卷(第7期);33-34 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101841209A (zh) 2010-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101839218B (zh) 直驱式风力发电机组
CN101841209B (zh) 直驱式风力发电机
CN201515291U (zh) 一种直驱式风力发电机
CN102364094A (zh) 一种双向风筒式磁悬浮风力发电装置
CN101001036B (zh) 变速恒频风电机及其励磁控制系统
CN103986278A (zh) 异联电机
CN101205874B (zh) 具有自供电系统的发电装置
CN201159138Y (zh) 一种直驱式垂直轴风力发电机
US20230033170A1 (en) Cooling of active elements of electrical machines
CN102410142A (zh) 风力发电机
CN1976178B (zh) 变速恒频励磁控制系统
CN201513295U (zh) 一种直驱式风力发电机组
CN100508364C (zh) 串联式双转子发电机
CN112302876A (zh) 一种双向垂直轴框架式风力发电机组
CN217080670U (zh) 一种双风轮风力发电机
CN201004589Y (zh) 串联式双转子风力发电机及其变速变频励磁系统
CN215672544U (zh) 一种采用磁悬浮轴承的风力发电机
CN213144659U (zh) 一种大功率水平垂直轴风电机组
CN115506949A (zh) 风力发电装置
CN1976180B (zh) 变速变频风电机及其励磁控制系统
CN200983569Y (zh) 串联双转子风力发电机变速变频励磁系统
CN100495899C (zh) 双转子变速变频发电机
CN200987111Y (zh) 串联永磁变速恒频励磁双转子风电机
CN100535434C (zh) 变速变频风电机励磁控制系统
CN100492869C (zh) 双转子风力发电励磁控制方法及其控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160523

Address after: 110027 Shenyang economic and Technological Development Zone, Liaoning Road, No. twelve, No. 3

Patentee after: Shenyang China Creative Wind Energy Co., Ltd.

Patentee after: Qingdao China Creative Wind Energy Co., Ltd.

Address before: 110027 Shenyang economic and Technological Development Zone, Liaoning Road, No. twelve, No. 3

Patentee before: Shenyang China Creative Wind Energy Co., Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121107

Termination date: 20180929