CN111490617B - 一种永磁直驱风力发电机外转子结构 - Google Patents

一种永磁直驱风力发电机外转子结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种永磁直驱风力发电机外转子结构，涉及直驱风力发电机外转子技术领域，解决了现有风力发电机外转子所设置的散热结构无法有效的高效引入外界气流，在无高效引入外界气流情况下，风力发电机外转子内部热量交换效率不佳，其内部热量一直居高不下，使得永磁体磁极极易发生高温退磁现象的问题。一种永磁直驱风力发电机外转子结构，包括外转子磁轭，所述外转子磁轭内周面呈环形阵列状设置有十八块永磁体磁极。当外转子磁轭转动时，外界气流可从气流输入口部位进入外转子磁轭内周面内，与外转子磁轭内部进行热交换，从而大幅度降低外转子磁轭内部热量，提升外转子磁轭内部的散热效率。

Description

一种永磁直驱风力发电机外转子结构
技术领域
本发明属于直驱风力发电机外转子技术领域，更具体地说，特别涉及一种永磁直驱风力发电机外转子结构。
背景技术
目前，众所周知的风力发电机由定子、转子、轴承、端盖组成。外转子由前端盖、转子筒和永磁体构成。永磁体普遍采用表贴式方案，安装方便，永磁体受到电磁力的排斥力，使其更紧的贴在转子内表面，不发生移动。
例如申请号：CN201911127545.8本发明涉及一种永磁直驱风力发电机外转子结构，外转子结构包括内侧布有径向加强筋的前端盖、内侧布有凹槽的转子筒、后端盖和永磁体；永磁体镶嵌于转子筒内侧的凹槽内，转子筒外周设有加强筋。本发明结构简单、质量轻并且稳定性好，在保证风力发电机运行平稳基础上，质量相比传统外转子结构更轻，更安全可靠。
基于上述专利的检索，以及结合现有技术中的设备发现，现有风力发电机外转子所设置的散热结构无法有效的高效引入外界气流，在无高效引入外界气流情况下，风力发电机外转子内部热量交换效率不佳，其内部热量一直居高不下，使得永磁体磁极极易发生高温退磁现象。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种永磁直驱风力发电机外转子结构，以解决现有风力发电机外转子所设置的散热结构无法有效的高效引入外界气流，在无高效引入外界气流情况下，风力发电机外转子内部热量交换效率不佳，其内部热量一直居高不下，使得永磁体磁极极易发生高温退磁现象的问题。
本发明一种永磁直驱风力发电机外转子结构的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
一种永磁直驱风力发电机外转子结构，包括外转子磁轭，所述外转子磁轭内周面呈环形阵列状设置有十八块永磁体磁极；所述外转子磁轭包括有外转子轴套、环形块凸起、接轮毂法兰、气流输入口、底侧安装缺口、螺纹盲孔、顶侧安装缺口，所述外转子磁轭轴心部位设置有外转子轴套，且外转子轴套外周面上设置有接轮毂法兰，所述外转子磁轭外周面中间部位设置有一块环形块凸起，所述环形块凸起外周面呈环形阵列状开设有十八处气流输入口，且气流输入口与外转子磁轭内周面相连通，所述气流输入口内端底侧面和内端顶侧面均为倾斜面结构，且其之间呈十五度夹角；所述外转子磁轭外周面内部呈环形阵列状设置有十八组底侧弹性封闭机构和十八组顶侧弹性封闭机构；所述底侧弹性封闭机构和顶侧弹性封闭机构均通过紧固螺丝与外转子磁轭固定相连接。
进一步的，所述气流输入口内端底侧面相对于环形块凸起外周面部位开设有一处贯通环形块凸起外周面的底侧安装缺口，且底侧安装缺口内端底面与气流输入口内端底侧面处于水平状态，所述底侧安装缺口内端底面呈前后对称状共开设有两处螺纹盲孔，所述底侧安装缺口朝向外转子磁轭内周面的侧端面与气流输入口内端底侧面呈一百五十度夹角。
进一步的，所述气流输入口内端顶侧面相对于环形块凸起外周面部位开设有一处贯通环形块凸起外周面的顶侧安装缺口，且顶侧安装缺口内端底面与气流输入口内端顶侧面处于水平状态，所述顶侧安装缺口内端底面呈前后对称状共开设有两处螺纹盲孔，所述顶侧安装缺口朝向外转子磁轭内周面的侧端面与气流输入口内端顶侧面呈一百五十度夹角。
进一步的，十八块所述永磁体磁极与外转子磁轭内周面的十八处气流输入口开口端部位之间呈间隔状分布。
进一步的，所述底侧弹性封闭机构包括有底侧安装板、沉头孔A、底侧封闭橡胶薄片，所述底侧安装板顶端面呈前后对称状共开设有两处沉头孔A，所述底侧安装板左端面为弧形端面，其直径与环形块凸起外径相一致，所述底侧安装板右端面为倾斜端面，其与底侧安装缺口朝向外转子磁轭内周面的侧端面呈水平状态，所述底侧安装板右端面粘接有一张与其同水平状态的底侧封闭橡胶薄片，所述底侧封闭橡胶薄片左端面及右端面上均设置有粘附层，且底侧封闭橡胶薄片厚度为三毫米。
进一步的，所述底侧弹性封闭机构安装状态下，两处所述沉头孔A与底侧安装缺口内端底面所开设的两处螺纹盲孔之间通过紧固螺丝螺纹固定相连接，所述底侧安装板顶端面与气流输入口内端底侧面处于同一水平面，所述底侧封闭橡胶薄片与底侧安装缺口朝向外转子磁轭内周面的侧端面紧密相贴，所述底侧封闭橡胶薄片前端面及后端面分别与气流输入口内端前侧面及后侧面处于同一水平面。
进一步的，所述顶侧弹性封闭机构包括有顶侧安装板、沉头孔B、顶侧封闭橡胶薄片，所述顶侧安装板底端面呈前后对称状共开设有两处沉头孔B，所述顶侧安装板左端面为弧形端面，其直径与环形块凸起外径相一致，所述顶侧安装板右端面为倾斜端面，其与顶侧安装缺口朝向外转子磁轭内周面的侧端面呈水平状态，所述顶侧安装板右端面粘接有一张与其同水平状态的顶侧封闭橡胶薄片，所述顶侧封闭橡胶薄片左端面及右端面上均设置有粘附层，且顶侧封闭橡胶薄片厚度为三毫米。
进一步的，所述顶侧弹性封闭机构安装状态下，两处所述沉头孔B与顶侧安装缺口内端底面所开设的两处螺纹盲孔之间通过紧固螺丝螺纹固定相连接，所述顶侧安装板底端面与气流输入口内端顶侧面处于同一水平面，所述顶侧封闭橡胶薄片与顶侧安装缺口朝向外转子磁轭内周面的侧端面紧密相贴，所述顶侧封闭橡胶薄片前端面及后端面分别与气流输入口内端前侧面及后侧面处于同一水平面。
进一步的，所述底侧弹性封闭机构、顶侧弹性封闭机构、外转子磁轭安装配合状态下，所述底侧封闭橡胶薄片顶侧面与顶侧安装板底端面相接触贴合，所述顶侧封闭橡胶薄片底侧面与气流输入口内端底侧面相接触贴合。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明外转子磁轭外周面中间部位设置有一块环形块凸起，环形块凸起外周面呈环形阵列状开设有十八处气流输入口，且气流输入口与外转子磁轭内周面相连通，气流输入口内端底侧面和内端顶侧面均为倾斜面结构，且其之间呈十五度夹角，通过该十八处气流输入口的设置，利于当外转子磁轭转动时，外界气流可从气流输入口部位进入外转子磁轭内周面内，与外转子磁轭内部进行热交换，从而大幅度降低外转子磁轭内部热量，提升外转子磁轭内部的散热效率，且因十八块永磁体磁极与外转子磁轭内周面的十八处气流输入口开口端部位之间呈间隔状分布，故当外界气流从气流输入口部位进入外转子磁轭内周面内时，该气流将首先与永磁体磁极相接触，首先对永磁体磁极部位进行热交换，从而大幅度降低永磁体磁极发生高温退磁的风险。
本发明每处气流输入口内均安装有一组底侧弹性封闭机构和一组顶侧弹性封闭机构，且底侧弹性封闭机构、顶侧弹性封闭机构、外转子磁轭安装配合状态下，底侧封闭橡胶薄片顶侧面与顶侧安装板底端面相接触贴合，顶侧封闭橡胶薄片底侧面与气流输入口内端底侧面相接触贴合，当外界气流进入气流输入口内时，该气流将依次冲开底侧封闭橡胶薄片顶侧面与顶侧安装板底端面相接触贴合部位、顶侧封闭橡胶薄片底侧面与气流输入口内端底侧面相接触贴合部位，使得气流进入外转子磁轭内部，且底侧封闭橡胶薄片及顶侧封闭橡胶薄片左端面及右端面上均设置有粘附层，通过该粘附层的设置，当外界气流进入气流输入口内，与底侧封闭橡胶薄片和顶侧安装板相接触时，气流中可能包含有的灰尘颗粒等固体物质将经由粘附层所粘附阻拦，避免其随气流进入外转子磁轭内部。
附图说明
图1是本发明的前端轴视结构示意图。
图2是本发明的后端轴视结构示意图。
图3是本发明的侧视结构示意图。
图4是本发明的外转子磁轭前端轴视结构示意图。
图5是本发明的外转子磁轭侧视结构示意图。
图6是本发明的图5中C-C剖视结构示意图。
图7是本发明的图6中D处局部放大结构示意图。
图8是本发明的底侧弹性封闭机构结构示意图。
图9是本发明的底侧弹性封闭机构轴视结构示意图。
图10是本发明的顶侧弹性封闭机构结构示意图。
图11是本发明的顶侧弹性封闭机构轴视结构示意图。
图12是本发明的底侧弹性封闭机构与顶侧弹性封闭机构配合状态下结构示意图。
图13是本发明的图3中A-A剖视结构示意图。
图14是本发明的图13中B处局部放大结构示意图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
1、外转子磁轭；101、外转子轴套；102、环形块凸起；103、接轮毂法兰；104、气流输入口；105、底侧安装缺口；106、螺纹盲孔；107、顶侧安装缺口；2、永磁体磁极；3、底侧弹性封闭机构；301、底侧安装板；302、沉头孔A；303、底侧封闭橡胶薄片；4、顶侧弹性封闭机构；401、顶侧安装板；402、沉头孔B；403、顶侧封闭橡胶薄片；5、紧固螺丝；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如附图1至附图14所示：
本发明提供一种永磁直驱风力发电机外转子结构，包括有：外转子磁轭1，外转子磁轭1内周面呈环形阵列状设置有十八块永磁体磁极2；外转子磁轭1包括有外转子轴套101、环形块凸起102、接轮毂法兰103、气流输入口104、底侧安装缺口105、螺纹盲孔106、顶侧安装缺口107，外转子磁轭1轴心部位设置有外转子轴套101，且外转子轴套101外周面上设置有接轮毂法兰103，外转子磁轭1外周面中间部位设置有一块环形块凸起102，环形块凸起102外周面呈环形阵列状开设有十八处气流输入口104，且气流输入口104与外转子磁轭1内周面相连通，气流输入口104内端底侧面和内端顶侧面均为倾斜面结构，且其之间呈十五度夹角；外转子磁轭1外周面内部呈环形阵列状设置有十八组底侧弹性封闭机构3和十八组顶侧弹性封闭机构4；底侧弹性封闭机构3和顶侧弹性封闭机构4均通过紧固螺丝5与外转子磁轭1固定相连接。
其中，气流输入口104内端底侧面相对于环形块凸起102外周面部位开设有一处贯通环形块凸起102外周面的底侧安装缺口105，且底侧安装缺口105内端底面与气流输入口104内端底侧面处于水平状态，底侧安装缺口105内端底面呈前后对称状共开设有两处螺纹盲孔106，底侧安装缺口105朝向外转子磁轭1内周面的侧端面与气流输入口104内端底侧面呈一百五十度夹角。
其中，气流输入口104内端顶侧面相对于环形块凸起102外周面部位开设有一处贯通环形块凸起102外周面的顶侧安装缺口107，且顶侧安装缺口107内端底面与气流输入口104内端顶侧面处于水平状态，顶侧安装缺口107内端底面呈前后对称状共开设有两处螺纹盲孔106，顶侧安装缺口107朝向外转子磁轭1内周面的侧端面与气流输入口104内端顶侧面呈一百五十度夹角。
其中，十八块永磁体磁极2与外转子磁轭1内周面的十八处气流输入口104开口端部位之间呈间隔状分布，外界气流从气流输入口104部位进入外转子磁轭1内周面内时，该气流将首先与永磁体磁极2相接触，首先对永磁体磁极2部位进行热交换，从而大幅度降低永磁体磁极2发生高温退磁的风险。
其中，底侧弹性封闭机构3包括有底侧安装板301、沉头孔A302、底侧封闭橡胶薄片303，底侧安装板301顶端面呈前后对称状共开设有两处沉头孔A302，底侧安装板301左端面为弧形端面，其直径与环形块凸起102外径相一致，底侧安装板301右端面为倾斜端面，其与底侧安装缺口105朝向外转子磁轭1内周面的侧端面呈水平状态，底侧安装板301右端面粘接有一张与其同水平状态的底侧封闭橡胶薄片303，底侧封闭橡胶薄片303左端面及右端面上均设置有粘附层，且底侧封闭橡胶薄片303厚度为三毫米。
其中，底侧弹性封闭机构3安装状态下，两处沉头孔A302与底侧安装缺口105内端底面所开设的两处螺纹盲孔106之间通过紧固螺丝5螺纹固定相连接，底侧安装板301顶端面与气流输入口104内端底侧面处于同一水平面，底侧封闭橡胶薄片303与底侧安装缺口105朝向外转子磁轭1内周面的侧端面紧密相贴，底侧封闭橡胶薄片303前端面及后端面分别与气流输入口104内端前侧面及后侧面处于同一水平面。
其中，顶侧弹性封闭机构4包括有顶侧安装板401、沉头孔B402、顶侧封闭橡胶薄片403，顶侧安装板401底端面呈前后对称状共开设有两处沉头孔B402，顶侧安装板401左端面为弧形端面，其直径与环形块凸起102外径相一致，顶侧安装板401右端面为倾斜端面，其与顶侧安装缺口107朝向外转子磁轭1内周面的侧端面呈水平状态，顶侧安装板401右端面粘接有一张与其同水平状态的顶侧封闭橡胶薄片403，顶侧封闭橡胶薄片403左端面及右端面上均设置有粘附层，且顶侧封闭橡胶薄片403厚度为三毫米。
其中，顶侧弹性封闭机构4安装状态下，两处沉头孔B402与顶侧安装缺口107内端底面所开设的两处螺纹盲孔106之间通过紧固螺丝5螺纹固定相连接，顶侧安装板401底端面与气流输入口104内端顶侧面处于同一水平面，顶侧封闭橡胶薄片403与顶侧安装缺口107朝向外转子磁轭1内周面的侧端面紧密相贴，顶侧封闭橡胶薄片403前端面及后端面分别与气流输入口104内端前侧面及后侧面处于同一水平面。
其中，底侧弹性封闭机构3、顶侧弹性封闭机构4、外转子磁轭1安装配合状态下，底侧封闭橡胶薄片303顶侧面与顶侧安装板401底端面相接触贴合，顶侧封闭橡胶薄片403底侧面与气流输入口104内端底侧面相接触贴合，日常状态下，可有效的避免外界灰尘等固体物质通过气流输入口104部位进入外转子磁轭1内部。
使用时：
一、本发明外转子磁轭1外周面中间部位设置有一块环形块凸起102，环形块凸起102外周面呈环形阵列状开设有十八处气流输入口104，且气流输入口104与外转子磁轭1内周面相连通，气流输入口104内端底侧面和内端顶侧面均为倾斜面结构，且其之间呈十五度夹角，通过该十八处气流输入口104的设置，利于当外转子磁轭1转动时，外界气流可从气流输入口104部位进入外转子磁轭1内周面内，与外转子磁轭1内部进行热交换，从而大幅度降低外转子磁轭1内部热量，提升外转子磁轭1内部的散热效率，进一步的，十八块永磁体磁极2与外转子磁轭1内周面的十八处气流输入口104开口端部位之间呈间隔状分布，如附图14所示，外界气流从气流输入口104部位进入外转子磁轭1内周面内时，该气流将首先与永磁体磁极2相接触，首先对永磁体磁极2部位进行热交换，从而大幅度降低永磁体磁极2发生高温退磁的风险；
二、如附图14所示，每处气流输入口104内均安装有一组底侧弹性封闭机构3和一组顶侧弹性封闭机构4，且底侧弹性封闭机构3、顶侧弹性封闭机构4、外转子磁轭1安装配合状态下，底侧封闭橡胶薄片303顶侧面与顶侧安装板401底端面相接触贴合，顶侧封闭橡胶薄片403底侧面与气流输入口104内端底侧面相接触贴合，当外界气流进入气流输入口104内时，该气流将依次冲开底侧封闭橡胶薄片303顶侧面与顶侧安装板401底端面相接触贴合部位、顶侧封闭橡胶薄片403底侧面与气流输入口104内端底侧面相接触贴合部位，使得气流进入外转子磁轭1内部，且底侧封闭橡胶薄片303及顶侧封闭橡胶薄片403左端面及右端面上均设置有粘附层，通过该粘附层的设置，当外界气流进入气流输入口104内，与底侧封闭橡胶薄片303和顶侧安装板401相接触时，气流中可能包含有的灰尘颗粒等固体物质将经由粘附层所粘附阻拦，避免其随气流进入外转子磁轭1内部。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：包括外转子磁轭(1)，所述外转子磁轭(1)内周面呈环形阵列状设置有十八块永磁体磁极(2)；所述外转子磁轭(1)包括有外转子轴套(101)、环形块凸起(102)、接轮毂法兰(103)、气流输入口(104)、底侧安装缺口(105)、螺纹盲孔(106)、顶侧安装缺口(107)，所述外转子磁轭(1)轴心部位设置有外转子轴套(101)，且外转子轴套(101)外周面上设置有接轮毂法兰(103)，所述外转子磁轭(1)外周面中间部位设置有一块环形块凸起(102)，所述环形块凸起(102)外周面呈环形阵列状开设有十八处气流输入口(104)，且气流输入口(104)与外转子磁轭(1)内周面相连通，所述气流输入口(104)内端底侧面和内端顶侧面均为倾斜面结构，且其之间呈十五度夹角；所述外转子磁轭(1)外周面内部呈环形阵列状设置有十八组底侧弹性封闭机构(3)和十八组顶侧弹性封闭机构(4)；所述底侧弹性封闭机构(3)和顶侧弹性封闭机构(4)均通过紧固螺丝(5)与外转子磁轭(1)固定相连接。
2.根据权利要求1所述一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：所述气流输入口(104)内端底侧面相对于环形块凸起(102)外周面部位开设有一处贯通环形块凸起(102)外周面的底侧安装缺口(105)，且底侧安装缺口(105)内端底面与气流输入口(104)内端底侧面处于水平状态，所述底侧安装缺口(105)内端底面呈前后对称状共开设有两处螺纹盲孔(106)，所述底侧安装缺口(105)朝向外转子磁轭(1)内周面的侧端面与气流输入口(104)内端底侧面呈一百五十度夹角。
3.根据权利要求1所述一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：所述气流输入口(104)内端顶侧面相对于环形块凸起(102)外周面部位开设有一处贯通环形块凸起(102)外周面的顶侧安装缺口(107)，且顶侧安装缺口(107)内端底面与气流输入口(104)内端顶侧面处于水平状态，所述顶侧安装缺口(107)内端底面呈前后对称状共开设有两处螺纹盲孔(106)，所述顶侧安装缺口(107)朝向外转子磁轭(1)内周面的侧端面与气流输入口(104)内端顶侧面呈一百五十度夹角。
4.根据权利要求1所述一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：十八块所述永磁体磁极(2)与外转子磁轭(1)内周面的十八处气流输入口(104)开口端部位之间呈间隔状分布。
5.根据权利要求1所述一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：所述底侧弹性封闭机构(3)包括有底侧安装板(301)、沉头孔A(302)、底侧封闭橡胶薄片(303)，所述底侧安装板(301)顶端面呈前后对称状共开设有两处沉头孔A(302)，所述底侧安装板(301)左端面为弧形端面，其直径与环形块凸起(102)外径相一致，所述底侧安装板(301)右端面为倾斜端面，其与底侧安装缺口(105)朝向外转子磁轭(1)内周面的侧端面呈水平状态，所述底侧安装板(301)右端面粘接有一张与其同水平状态的底侧封闭橡胶薄片(303)，所述底侧封闭橡胶薄片(303)左端面及右端面上均设置有粘附层，且底侧封闭橡胶薄片(303)厚度为三毫米。
6.根据权利要求5所述一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：所述底侧弹性封闭机构(3)安装状态下，两处所述沉头孔A(302)与底侧安装缺口(105)内端底面所开设的两处螺纹盲孔(106)之间通过紧固螺丝(5)螺纹固定相连接，所述底侧安装板(301)顶端面与气流输入口(104)内端底侧面处于同一水平面，所述底侧封闭橡胶薄片(303)与底侧安装缺口(105)朝向外转子磁轭(1)内周面的侧端面紧密相贴，所述底侧封闭橡胶薄片(303)前端面及后端面分别与气流输入口(104)内端前侧面及后侧面处于同一水平面。
7.根据权利要求5所述一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：所述顶侧弹性封闭机构(4)包括有顶侧安装板(401)、沉头孔B(402)、顶侧封闭橡胶薄片(403)，所述顶侧安装板(401)底端面呈前后对称状共开设有两处沉头孔B(402)，所述顶侧安装板(401)左端面为弧形端面，其直径与环形块凸起(102)外径相一致，所述顶侧安装板(401)右端面为倾斜端面，其与顶侧安装缺口(107)朝向外转子磁轭(1)内周面的侧端面呈水平状态，所述顶侧安装板(401)右端面粘接有一张与其同水平状态的顶侧封闭橡胶薄片(403)，所述顶侧封闭橡胶薄片(403)左端面及右端面上均设置有粘附层，且顶侧封闭橡胶薄片(403)厚度为三毫米。
8.根据权利要求7所述一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：所述顶侧弹性封闭机构(4)安装状态下，两处所述沉头孔B(402)与顶侧安装缺口(107)内端底面所开设的两处螺纹盲孔(106)之间通过紧固螺丝(5)螺纹固定相连接，所述顶侧安装板(401)底端面与气流输入口(104)内端顶侧面处于同一水平面，所述顶侧封闭橡胶薄片(403)与顶侧安装缺口(107)朝向外转子磁轭(1)内周面的侧端面紧密相贴，所述顶侧封闭橡胶薄片(403)前端面及后端面分别与气流输入口(104)内端前侧面及后侧面处于同一水平面。
9.根据权利要求7所述一种永磁直驱风力发电机外转子结构，其特征在于：所述底侧弹性封闭机构(3)、顶侧弹性封闭机构(4)、外转子磁轭(1)安装配合状态下，所述底侧封闭橡胶薄片(303)顶侧面与顶侧安装板(401)底端面相接触贴合，所述顶侧封闭橡胶薄片(403)底侧面与气流输入口(104)内端底侧面相接触贴合。
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