CN110848086A - 永磁恒频风力发电机转子 - Google Patents

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李增生
赵小平
韩晨霞
崔晓艳
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    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

一种永磁恒频风力发电机转子,在壳体内设置有风机轴,风机轴的前端设置有风轮盘、后端设置有磁铁轮,风轮盘与风机轴之间设置有轴承,磁铁轮与风机轴之间设置有轴承,风轮盘上与风机叶片固定联接,风轮盘上设置有伺服电机,伺服电机的输出轴上设置有与磁铁轮相啮合的电机驱动齿轮,磁铁轮上设置有永久磁铁。由于本发明采用在与风机叶片联接的风轮盘上设置伺服电机,伺服电机输出轴上的电机驱动齿轮与磁铁轮4相啮合,由伺服电机控制磁铁轮相对与风轮盘以50转/秒恒速旋转。本发明具有结构简单、安全可靠性、使用寿命长、产品成本低等优点,可用于风力发电机。

Description

永磁恒频风力发电机转子
技术领域
本发明属于风力发电机技术领域,具体涉及到风力发电机的转子。
背景技术
随着工农业和交通运输业的快速发展、居民家用电器的普及以及农村用电量大幅度地上升,煤、石油、天然气的大量开采,储存量大量减少,开发新能源已成为当今全球科学家解决的技术问题。利用自然资源,采用水力发电、太阳能发电、风力发电已成为科学家开发研究的新课题。
风力发电已有一百五十多年的历史,科学家在分析了大气环流模型之后发现,大气低层的对流气团所包含的风能是非常巨大的,是人类可利用且取之不尽、用之不竭的再生能源之一。因此,在人类面临逐渐加剧的能源危机的情况下,对于风力发电的研究开发越来越具有重大和深远的现实意义了。在一些发达国家,风力发电在其国内的电力结构中已起到了举足轻重的作用。在我国,只有少数地区设有风力发电站,其总装机容量不到62000MW,占我国电力结构比率不及3%。传统的直驱永磁发电机及直驱电励磁发电机,其重量与体积越来越成了风力发电机单机容量往大发展的制约因素。
由于风力不恒定,使得发电并网困难,通常将风力发电整流对电瓶充电,再逆变才能并网,成本高。采用双馈系统,转子要绕线圈并加入调速电流,结构复杂,成本高,采用永磁恒频转子,可直接并网且成本低。
永磁风力发电机多采用定子斜槽或转子斜极来降低齿槽转矩。随着电机体积的增大,定子斜槽会降低电机槽利用率,增加斜槽的工艺困难度,进而增加风力发电机制造成本。转子斜极多采用分段式斜极结构,其磁极盒冲片数量随着分段数的增加而增加,这将会增加工艺复杂性及结构复杂性,进而增加风力发电机制造成本。近年来,随着海上风力发电机的火速发展,风火同价目标的到来,大容量、高可靠性、低成本成为风力发电机设计时需考虑的主要因数。
申请号为201510738036、发明名称为“一种永磁电机V形斜极的转子结构”,其主要缺点是:单元磁极种类较多,制造摸具数量大,生产成本大;单元磁极在筒体上用鸽尾槽定位,单元磁极用磁极压条在圆周上用螺栓安装固定,长时间运行后,鸽尾槽内的键经常出现窜动,螺栓出现松动,可靠性低;筒体上加工鸽尾槽,加工工艺困难。
申请号为201210452892.X、发明名称为“紧凑型永磁风力发电机转子”,磁极结构形式为直极式,将会使电机齿槽转矩增大,若电机采用定子斜槽将会产生附加轴向力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点,提供一种结构简单、容量大、安全可靠性、使用寿命长、产品成本低的永磁恒频风力发电机转子。
解决上述技术问题所采用的技术方案是:
在壳体内设置有风机轴,风机轴的前端设置有风轮盘、后端设置有磁铁轮,风轮盘与风机轴之间设置有轴承,磁铁轮与风机轴之间设置有轴承,风轮盘上与风机叶片固定联接,风轮盘上设置有伺服电机,伺服电机的输出轴上设置有与磁铁轮相啮合的电机驱动齿轮,磁铁轮上设置有永久磁铁。
本发明的永久磁铁为钕铁硼磁铁。
本发明具有如下优点:
由于本发明采用在与风机叶片联接的风轮盘上设置伺服电机,伺服电机输出轴上的电机驱动齿轮与磁铁轮相啮合,由伺服电机控制磁铁轮相对与风轮盘以50转/秒恒速旋转,实现转子50转/秒恒速旋转。本发明具有结构简单、安全可靠性、使用寿命长、产品成本低等优点,可用于风力发电机。
附图说明
图1是本发明实施例1的主主视图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明,但本发明不限于这些实施例。
实施例1
为了对本发明进一步理解,以风机叶片3进风方向为前方、出风方向为后方,对本发明的结构进一步进行描述。
在图1、图2、图3中,本实施例的永磁恒频风力发电机转子由壳体1、永久磁铁2、风机叶片3、磁铁轮4、风轮盘5、风机轴6、伺服电机7、电机驱动齿轮8联接构成。
在壳体1内固定安装有风机轴6,风机轴6的前端安装有风轮盘5、后端安装有磁铁轮4,磁铁轮4上加工有内齿,风轮盘5与风机轴6之间安装有轴承,磁铁轮4与风机轴6之间安装有轴承,风轮盘5和磁铁轮4相对于风机轴6转动。风轮盘5上固定联接安装有风机叶片3,在风力的作用下,风机叶片3带动风轮盘5转动。在风轮盘5上用螺纹紧固联接件固定联接安装有伺服电机7,伺服电机7的输出轴上用联接件固定联接安装有电机驱动齿轮8,电机驱动齿轮8与磁铁轮4相啮合,伺服电机7驱动磁铁轮4转动,伺服电机7控制磁铁轮4的转速。在磁铁轮4上安装有永久磁铁2,本实施例的永久磁铁2为钕铁硼磁铁,永久磁铁2为条形磁铁,永久磁铁2磁铁轮4上的排列次序与现有发电机转子上永久磁铁2的排列次序相同。
本发明的工作原理如下:
磁铁轮4相对与风轮盘5旋转,当风机叶片3转速增大、大于50转/秒时,磁铁轮4相对风轮盘5反向旋转,当风机叶片3转速减小、小于50转/秒时,磁铁轮4与风轮盘5同向旋转;当风机叶片3转速为50转/秒时,磁铁轮4相对风轮盘5静止。确保磁铁轮4相对定子的转速为50转/秒。

Claims (2)

1.一种永磁恒频风力发电机转子,其特征在于:在壳体(1)内设置有风机轴(6),风机轴(6)的前端设置有风轮盘(5)、后端设置有磁铁轮(4),风轮盘(5)与风机轴(6)之间设置有轴承,磁铁轮(4)与风机轴(6)之间设置有轴承,风轮盘(5)上与风机叶片(3)固定联接,风轮盘(5)上设置有伺服电机(7),伺服电机(7)的输出轴上设置有与磁铁轮(4)相啮合的电机驱动齿轮(8),磁铁轮(4)上设置有永久磁铁(2)。
2.根据权利要求1所述的永磁恒频风力发电机转子,其特征在于:所述的永久磁铁(2)为钕铁硼磁铁。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3232003A1 (de) * 1982-03-22 1984-03-01 Konrad 8017 Ebersberg Gar Windrad zur windkrafterzeugung
CN101737266A (zh) * 2009-11-17 2010-06-16 沈阳华人风电科技有限公司 多发电机柔性组合的兆瓦级变速风力发电机组及控制方法
CN103104417A (zh) * 2013-01-19 2013-05-15 哈尔滨工程大学 大型风力发电机组的可调速轮毂装置
CN106917723A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 上海稳得新能源科技有限公司 大型感应子可带磁悬浮结构风力发电机组

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3232003A1 (de) * 1982-03-22 1984-03-01 Konrad 8017 Ebersberg Gar Windrad zur windkrafterzeugung
CN101737266A (zh) * 2009-11-17 2010-06-16 沈阳华人风电科技有限公司 多发电机柔性组合的兆瓦级变速风力发电机组及控制方法
CN103104417A (zh) * 2013-01-19 2013-05-15 哈尔滨工程大学 大型风力发电机组的可调速轮毂装置
CN106917723A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 上海稳得新能源科技有限公司 大型感应子可带磁悬浮结构风力发电机组

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