CN102142750A - 嵌套式鼠笼型直驱风力发电机结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种嵌套式鼠笼型直驱风力发电机结构，其内、外定子和集成的鼠笼转子结构相当于在单定子结构的发电机内部增加一台发电机，形成第一气隙和第二气隙，构成两个发电机共用一个转子结构，单位体积输出的功率大大提高。转子部分由内外转子集成为一体，与两个转子结构电机相比，组件少，结构简单，增强刚性。转子采用双侧轴承筒状支撑，与单轴承杯状支撑电机相比，提高了转子的刚度，增强了第一气隙和第二气隙的均匀度，提高了电机整体性能。转子采用双侧轴承筒状支撑，减少了转子对前端轴承的冲击，降低轴承故障率，提高轴承寿命。
Description
技术领域
本发明涉及直驱风力发电机技术领域，具体涉及一种嵌套式鼠笼型直驱风力发电机结构。
背景技术
风力发电机正朝着高可靠性、减少组件、增强集成度的直驱风力发电机方向发展，在现有直驱风力发电机中，大多采用永磁同步发电机，由一个定子和一个永磁转子组成，普遍存在着体积大、重量重、稀土永磁用量多、转子加工制造安装工艺复杂、成本高的缺陷，在制造较大功率的永磁发电机时，必须相应比例的增加定子和转子的体积，上述缺陷尤其明显和突出，而且还存在运输困难的问题，风场都是在偏远的山区，外径太大的大型直驱电机从出厂到安装地，很可能不能顺利通过一些桥梁和涵洞。因此，对于直驱式风力发电机还需要研究新的结构以获得较高的功率密度和经济实用性。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构紧凑、体积小、重量轻、便于加工制造、成本低、功率密度高的嵌套式鼠笼型直驱风力发电机结构，以解决现有大型永磁直驱风力发电机的上述缺陷和问题。
本发明的技术方案如下：
一种嵌套式鼠笼型直驱风力发电机结构，包括静轴、后端轴承组件、转子筒体支撑环、内定子支撑架、内定子、后端盖、外定子、机座、转子外圈铁心槽内鼠笼条、集成转子外层铁心、集成转子外圈鼠笼条阻尼环、转子支撑筒体、集成转子内层铁心、转子内圈铁心槽内鼠笼条、集成转子外圈鼠笼条阻尼环及前端轴承组件；
筒形的机座通过后端盖固定到空心的静轴上，外定子固定在机座内壁；内定子通过内定子支撑架固定在静轴上；转子支撑筒体与转子筒体支撑环连成一体并通过后端轴承组件及前端轴承组件支撑在静轴上，集成转子外层铁心固定于转子支撑筒体外壁，集成转子内层铁心固定于转子支撑筒体内壁；
外定子与集成转子外层铁心形成第一气隙，转子外圈铁心槽内鼠笼条安装在集成转子外层铁心外圈的槽内，集成转子外圈鼠笼条阻尼环的端面与各个转子外圈铁心槽内鼠笼条的端部焊接成一体；内定子与集成转子内层铁心形成第二气隙，转子内圈铁心槽内鼠笼条安装在集成转子内层铁心内圈的槽内，集成转子外圈鼠笼条阻尼环的端面与各个转子内圈铁心槽内鼠笼条的端部焊接成一体。
本发明的有益技术效果是：
（一）本发明采用了特殊的嵌套式电机结构，体积小，结构紧凑，相同体积条件下功率密度高，有效解决现有大型永磁直驱风力发电机的缺陷和制造加工运输中的问题。
（二）转子采用鼠笼式结构，结构简单，制造加工工艺简单，降低成本；省去了永磁式转子磁钢固定难，磁钢发热等问题，大大降低了电机的故障率。
（三）转子部分由内外转子集成为一体，与两个转子结构电机相比，组件少，结构简单，增强刚性。
（四）转子采用双侧轴承筒状支撑，与单轴承杯状支撑电机相比，提高了转子的刚度，增强了第一气隙和第二气隙的均匀度，提高了电机整体性能。
（五）转子采用双侧轴承筒状支撑，减少了转子对前端轴承的冲击，降低轴承故障率，提高轴承寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明包括静轴1、后端轴承组件2、转子筒体支撑环3、内定子支撑架4、内定子5、后端盖6、外定子7、机座8、转子外圈铁心槽内鼠笼条9、集成转子外层铁心10、集成转子外圈鼠笼条阻尼环11、转子支撑筒体12、集成转子内层铁心13、转子内圈铁心槽内鼠笼条14、集成转子外圈鼠笼条阻尼环15及前端轴承组件16。
如图1所示，筒形的机座8通过后端盖6固定到空心的静轴1上，外定子7固定在机座8内壁。内定子5通过内定子支撑架4固定在静轴1上。本实施例中的内、外定子与普通大型电机定子相同，均包括扇形冲片叠压成的贴心和安装于铁心槽内的绕组。内外定子槽数相等，极对数相同。
如图1所示，转子支撑筒体12与转子筒体支撑环3连成一体，两者通过后端轴承组件2及前端轴承组件16支撑在静轴1上，集成转子外层铁心10固定于转子支撑筒体12外壁，集成转子内层铁心13固定于转子支撑筒体12内壁。本发明的转子环形支撑筒由前后两个轴承支撑，实现转子刚度高、气隙均匀、轴承冲击小、故障率低。
如图1所示，外定子7与集成转子外层铁心10形成第一气隙，转子外圈铁心槽内鼠笼条9安装在集成转子外层铁心10外圈的槽内，集成转子外圈鼠笼条阻尼环11的端面与各个转子外圈铁心槽内鼠笼条9的端部焊接成一体。内定子5与集成转子内层铁心13形成第二气隙，转子内圈铁心槽内鼠笼条14安装在集成转子内层铁心13内圈的槽内，集成转子外圈鼠笼条阻尼环15的端面与各个转子内圈铁心槽内鼠笼条14的端部焊接成一体。集成的转子由前端轮毂17带动低速运转，实现转子刚度高、气隙均匀、轴承冲击小、故障率低。其余定子部分和机座静轴组件最终由机舱底座18固定不动。
本发明的内、外定子和集成的鼠笼转子结构相当于在单定子结构的发电机内部增加一台发电机，形成第一气隙和第二气隙，构成两个发电机共用一个转子结构，其单位体积输出的功率大大提高。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种嵌套式鼠笼型直驱风力发电机结构，其特征在于：包括静轴（1）、后端轴承组件（2）、转子筒体支撑环（3）、内定子支撑架（4）、内定子（5）、后端盖（6）、外定子（7）、机座（8）、转子外圈铁心槽内鼠笼条（9）、集成转子外层铁心（10）、集成转子外圈鼠笼条阻尼环（11）、转子支撑筒体（12）、集成转子内层铁心（13）、转子内圈铁心槽内鼠笼条（14）、集成转子外圈鼠笼条阻尼环（15）及前端轴承组件（16）；
筒形的机座（8）通过后端盖（6）固定到空心的静轴（1）上，外定子（7）固定在机座（8）内壁；内定子（5）通过内定子支撑架（4）固定在静轴（1）上；转子支撑筒体（12）与转子筒体支撑环（3）连成一体并通过后端轴承组件（2）及前端轴承组件（16）支撑在静轴（1）上，集成转子外层铁心（10）固定于转子支撑筒体（12）外壁，集成转子内层铁心（13）固定于转子支撑筒体（12）内壁；
外定子（7）与集成转子外层铁心（10）形成第一气隙，转子外圈铁心槽内鼠笼条（9）安装在集成转子外层铁心（10）外圈的槽内，集成转子外圈鼠笼条阻尼环（11）的端面与各个转子外圈铁心槽内鼠笼条（9）的端部焊接成一体；内定子（5）与集成转子内层铁心（13）形成第二气隙，转子内圈铁心槽内鼠笼条（14）安装在集成转子内层铁心（13）内圈的槽内，集成转子外圈鼠笼条阻尼环（15）的端面与各个转子内圈铁心槽内鼠笼条（14）的端部焊接成一体。
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