CN201515291U - 一种直驱式风力发电机 - Google Patents

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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。本实用新型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

一种直驱式风力发电机
技术领域
本实用新型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。
实用新型内容
针对上述存在的技术问题，本实用新型提供一种直驱式风力发电机。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型包括主轴、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。
本实用新型的有益效果为：
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。而本实用新型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为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本实用新型作进一步详述。
实施例1：如图1所示，本实用新型包括主轴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。
本实用新型的工作原理：
本实用新型工作时，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 (6)

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，且两端伸出前端外壳和后端外壳，其特征在于：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。
2.根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于：所述的永磁转子为多级永磁体转子。
3.根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于：所述的主轴为空心轴。
4.根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于：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。
5.根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于：所述的后端外壳上还设有至少一个冷却风扇。
6.根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于：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。
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Commission number: 5W101586

Conclusion of examination: The patent rights are maintained on the basis of the claim 1-5 submitted by the patent holder in April 30, 2011.

Decision date of declaring invalidation: 20110729

Decision number of declaring invalidation: 16993

Denomination of utility model: Direct driven wind generator

Granted publication date: 20100623

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

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Granted publication date: 20100623

Termination date: 20180929

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