CN201414060Y - 一种兆瓦级永磁同步风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种兆瓦级永磁同步风力发电机。发电机包括冷却器、接线盒、管轴、传动轴、定子绕组、转子支撑板及辅板、风冷循环通道、外花键、转子磁钢和可拆卸运输支座，冷却器安装在电机的正上方与风冷循环通道连接，接线盒连接在电机尾端，内部有电机输出接线端子，管轴外部套传动轴，传动轴通过外花键驱动，传动轴与转子支撑板及辅板焊接成一体，圆周布有转子磁钢，可拆卸运输支座支撑整个发电机。本实用新型能够将风能转化为电能，解决了现有发电方式能源消耗大，化石能源紧缺，环境污染严重，发电成本高，经济性能差等问题。

Description

一种兆瓦级永磁同步风力发电机

(一)技术领域

本实用新型涉及一种发电机，具体是指一种兆瓦级永磁同步风力发电机。

(二)背景技术

随着环境与能源问题的日益严重，可再生能源的利用越来越受到人们的重视，其中风能具有分布广、储量大、利用方便等优点，是最具大规模开发利用前景的新能源之一。风力发电是风能的主要利用方式，目前风力发电正向着大容量的方向发展。大容量的同步发电机具有很好的发展前景，本实用新型采取了特殊设计方案，可以配合前端低传动比的齿轮箱，在低转速时仍能正常工作，另外永磁机无需励磁，效率高、能量密度大、稳定性好，同时随着永磁材料的发展，成本不断降低，因此永磁同步机风力发电系统具有良好的发展前景。

(三)发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种能够将风能转化为电能，解决现有发电方式能源消耗大，化石能源紧缺，环境污染严重，发电成本高，经济性能差等问题的兆瓦级永磁同步风力发电机。

本实用新型的目的是这样实现的：发电机包括冷却器1、接线盒2、管轴3、传动轴4、定子绕组5、转子支撑板及辅板6、风冷循环通道7、外花键9、转子磁钢11和可拆卸运输支座13，冷却器1安装在电机的正上方与风冷循环通道7连接，接线盒2连接在电机尾端，内部有电机输出接线端子，管轴3外部套传动轴4，传动轴4通过外花键9驱动，传动轴4与转子支撑板及辅板6焊接成一体，圆周布有转子磁钢11，可拆卸运输支座13支撑整个发电机。

本实用新型还有这样一些技术特征：

1、所述的发电机的前后端配有整机吊点12；

2、所述的发电机的两侧设置有连接定位法兰8；

3、所述的传动轴4设置在传动轴轴承10上。

本实用新型的原理为：风轮从风中吸收风能，产生旋转转化为机械能，经低传动比增速箱提高转速，通过外花键传递带动电机转子旋转，其中管轴传递前方轮毂转速，发电机传动轴与转子支撑板及辅板连接，在转子外圈固定有永磁铁块，其材料为钕铁硼(NdFeB)，永磁铁块磁极对称排布，共32极，形成16个极对数。旋转过程中，与定子绕组线圈形成相对运动，由法拉第电磁感应定律，在发电机定子绕组中产生三相交流电。

本实用新型的有益效果有：采用该实用新型发电节约能源，无污染，前端配合低传动比增速箱可以提高整台机组的寿命，发电机本身不需励磁电流、并网特性好的特点。并且具有在电网需要的时候可以发无功的优势。

(四)附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型吊点示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明：

本实用新型结构如图1，具体包括：冷却器1、接线盒2、管轴3、传动轴4、定子绕组5、转子支撑板及辅板6、风冷循环通道7、连接定位法兰8、外花键9、传动轴轴承10、转子磁钢11、整机吊点12和可拆卸运输支座13。结合图1，冷却器1稳固安装在电机的正上方与风冷循环通道7连接，工作时降低电机内部温度。接线盒2连接在电机尾端，内部有电机输出接线端子。管轴3外部套有传动轴4，传动轴4靠外花键9驱动，同时两端传动轴轴承10支撑整个转子，传动轴4与转子支撑板及辅板6焊接成一体，圆周布有转子磁钢11，工作时发电机靠连接定位法兰8固定来接受驱动端的机械能。在发电机的前后端配有整机吊点12，其中前端吊板和可拆卸运输支座13易于拆卸方便安装，便于运输。

图2中输入转速通过花键轴4端外花键9将转速传递给电机，使电机旋转发电；同时该电机可接受增速前的轮毂转速，通过管轴3传递到电机后端。为整机发电量的控制提供参数；图中可拆卸运输支脚13用于运输，连接定位法兰8用于发电机的固定；整机吊点12为本实用新型发电机的吊装的作用点；接线盒2为该电机输出电源的接口处；考虑到该发电机可能工作在相对密闭环境中，本身发电后，产生的热量不易散发，特别设计了冷却器1。本实用新型能够利用自然风发电，本身效率高，环保节能无污染，具有很好的经济性能。

本实用新型考虑了自身吊装和运输问题，本实施例是在发电机前端设有3个吊点，后端对应有两个方便拆卸的吊点，发电机的底部配有四个可拆卸支座，便于运输和安装。

风力发电机组工作载荷复杂，对发电机的结构形式提出了较高的要求，为了节省空间，同时考虑到配合前端的低传动比的增速箱，本实用新型采用了前端法兰式连接，该结构形式通过法兰端止口定位，连接可靠，并且方便安装和维护。

风力发电机组工作环境随季节温度变化大，本实用新型充分考虑的上述因素，在发电机上部配有冷却循环系统，发电机轴承配有温度传感器，通过主控的直接控制来保证该发电机处于适合的工作温度范围内。

为了解决电机和齿轮箱同轴度要求高的问题，齿轮箱的输出轴端和电机的输入轴端采用外花键形式，两花键用花键套连接。

本实用新型的制动器放在电机后端，在整个风力发电机的控制过程中作为执行机构。

考虑到发电机效率及并网过程中通过全功率变频器的功率损失，为达到并网功率1.5Mw，本实用新型功率定为1650kw。额定电压690V，额定电流1590A，额定频率40Hz，额定功率因数0.9，电机的极对数为16极，额定转速150rpm，电机防护等级IP54，电机本身的工作温度范围为-10度到50度之间，为了保证电机的正常工作范围，冷却方式采用强制风冷，当发电机工作温度达到50度以上时，冷却风扇转动达到使电机降温的目的。作为制动系统的执行机构制动器选用BASK3000-MSxxS-100。为形成控制闭环，在转子传动轴两端轴承及定子绕组上个配有温度传感器。

Claims (4)

1、一种兆瓦级永磁同步风力发电机，其特征在于发电机包括冷却器(1)、接线盒(2)、管轴(3)、传动轴(4)、定子绕组(5)、转子支撑板及辅板(6)、风冷循环通道(7)、外花键(9)、转子磁钢(11)和可拆卸运输支座(13)，冷却器(1)安装在电机的正上方与风冷循环通道(7)连接，接线盒(2)连接在电机尾端，内部有电机输出接线端子，管轴(3)外部套传动轴(4)，传动轴(4)通过外花键(9)驱动，传动轴(4)与转子支撑板及辅板(6)焊接成一体，圆周布有转子磁钢(11)，可拆卸运输支座(13)支撑整个发电机。

2、根据权利要求1所述的一种兆瓦级永磁同步风力发电机，其特征在于所述的发电机的前后端配有整机吊点(12)。

3、根据权利要求1所述的一种兆瓦级永磁同步风力发电机，其特征在于所述的发电机的两侧设置有连接定位法兰(8)。

4、根据权利要求1所述的一种兆瓦级永磁同步风力发电机，其特征在于所述的传动轴(4)设置在传动轴轴承(10)上。

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