CN203691098U

CN203691098U - 极端条件下风力发电系统用线圈盘结构

Info

Publication number: CN203691098U
Application number: CN201320862517.2U
Authority: CN
Inventors: 李台
Original assignee: WINDPOWER ENERGY Co Ltd SHUNDE
Current assignee: Foshan Microsea Energy Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2023-12-25

Abstract

本实用新型公开了极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，包括由环氧树脂和玻纤布高压成型的线圈盘，线圈盘与发电机主轴同轴并位于主、从动磁钢盘之间，线圈盘上设有以盘中心为圆心均匀分布的多个线圈，线圈的外形为梯形，且线圈盘上相邻线圈之间沿线圈盘径向的间距始终相等，线圈盘一端的盘面上开设有安装槽，安装槽为盲孔结构，线圈置于安装槽内后用灌封料封装。该结构具有硬度高、不导电不导磁、耐高温性的特性，磁钢盘启动转矩小，由于梯形的线圈围绕线圈盘中心均匀分布，且相邻线圈之间沿线圈盘径向的间距始终相等，防止了电涡流，由于安装槽为盲孔结构，线圈盘更加牢固，同时线圈置于安装槽后用灌封料封装，增强了各线圈之间的绝缘性。

Description

极端条件下风力发电系统用线圈盘结构

技术领域

本实用新型涉及风力发电机技术领域，特别是极端条件下风力发电系统用线圈盘结构。

背景技术

风力发电系统是一种利用自然风力驱动叶片，通过叶片驱动发电机工作，将风能转变为电能的装置。

传统的风力发电机的发电装置一般为圆桶形结构，且采用径向通磁方式，主要包括定子和转子，定子上设有围绕定子中心均匀分布的线圈和用于引导磁力线的铁芯，转子上设置有磁钢，由叶片转动带动转子在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电动势，通过接线端子将该电动势引出并接入到回路中即可产生电流，但该结构由于采用铁芯引导磁力线，转子和定子间会产生齿槽效应，这就对启动风力要求较高，极大地限制了风力发电机的适用范围。

为了消除齿槽效应，无铁芯结构的风力发电机应用而生，其主要包括同轴设置于发电机主轴上的线圈盘及两个磁钢盘，线圈盘置于两个磁钢盘之间且其上设置有线圈，两个动磁钢盘相向的盘面上均匀的设有若干极性相反的磁钢以形成磁通，发电机风轮固定安装于发电机主轴上，工作时，由风轮在风力的驱动下旋转，并带动发电机主轴连同固定于发电机主轴上的主、从动磁钢盘一起转动，通过线圈盘与两个磁钢盘之间的相对转动，使线圈盘针对两个动磁钢盘之间的磁通作切割磁力线运动，从而在线圈盘上产生感应电动势。上述结构中线圈盘若采用导磁材料制作，则由于线圈盘与磁钢盘上的磁钢之间的磁吸力作用，使得磁钢盘与线圈盘之间的相对转动受阻，对启动风力的要求较高；线圈盘若采用导电材料制作，则其会产生电涡流而发热，一是损耗大，二是线圈盘发热温度升高，容易发软、烧熔，使风力发电机无法工作，然而现有的无铁芯结构的风力发电机的线圈盘普遍存在硬度较小、导磁导电的缺陷，极大地限制了风力发电机的适用范围，而且线圈盘上的线圈之间绝缘性低，其耐高电压性低，使其无法应用于高电压场合。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种硬度高、不导电不导磁、适用范围广泛的极端条件下风力发电系统用线圈盘结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，包括由环氧树脂和玻纤布高压成型的线圈盘，所述线圈盘与发电机主轴同轴并位于主、从动磁钢盘之间，线圈盘上设有以盘中心为圆心均匀分布的多个线圈，所述线圈的外形为梯形，且线圈盘上相邻线圈之间沿线圈盘径向的间距始终相等，线圈盘一端的盘面上开设有用于安装线圈的安装槽，所述安装槽为盲孔结构且其中部设置有用于定位线圈和防止线圈变形的凸块，线圈置于安装槽内后用灌封料封装。

作为上述技术方案的改进，所述安装槽的底部与线圈盘另一端的盘面之间的距离为2~5mm。

进一步，所述凸块与主、从动磁钢盘上的磁钢的形状、大小一致。

进一步，所述线圈盘的外缘和内缘上均设置有凸筋。

进一步，所述线圈盘通过线圈盘安装架固定安装于发电机主轴上，线圈盘靠近外边缘处开设有用于固定线圈盘安装架的螺栓安装孔。

进一步，所述线圈盘安装架包括与线圈盘通过螺栓连接的支架，及套接于发电机主轴上并与其通过螺丝连接的套筒。

进一步，所述安装槽采用雕刻方法设于线圈盘上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的线圈盘结构由于采用环氧树脂和玻纤布高压成型制得线圈盘，因而具有硬度高、不导电不导磁、耐高温性的特性，避免因线圈盘导磁而使线圈盘和磁钢盘之间产生磁吸力而阻碍磁钢盘的转动，使得磁钢盘在低转矩下即可启动旋转，由于梯形的线圈围绕线圈盘中心均匀分布，且线圈盘上相邻线圈之间沿线圈盘径向的间距始终相等，防止了电涡流，提高了发电量，由于线圈盘上用于安装线圈的安装槽为盲孔结构且其中部设置有凸块，使得线圈盘不易被作用于线圈上的安培力损坏，线圈盘更加牢固可靠，同时线圈置于安装槽后用灌封料封装，增强了各线圈之间的绝缘性，提高了整个线圈盘的耐高电压性能。本实用新型是结构简单，可以应用于高电压、高温的环境下，磁钢盘可以在风速较低的情况下启动，适用范围广。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型安装于风力发电机上的立体示意图；

图2是本实用新型安装于风力发电机上的剖视图；

图3是本实用新型中的线圈盘的结构示意图

图4是线圈安装于线圈盘上的俯视图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是本实用新型中的线圈的俯视图；

图7是本实用新型中的线圈的侧视图。

具体实施方式

参照图1至图7，本实用新型的极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，包括由环氧树脂和玻纤布高压成型的线圈盘31，由于环氧树脂对金属材料和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能好，绝缘性好，其变定收缩率小，硬度高，柔韧性较好；而玻纤布具有良好的覆盖功能，能够保证表面结构的均匀，其抗拉性能强，绝缘性好，因此，经过环氧树脂和玻纤布高压成型制得的线圈盘31具有硬度高、不导电不导磁、耐高温的特性，避免因线圈盘导磁而使线圈盘和磁钢盘之间产生磁吸力而阻碍磁钢盘的转动，使得磁钢盘在低转矩下即可启动旋转，所述线圈盘31与发电机主轴1同轴并位于主、从动磁钢盘21、22之间，线圈盘31上设有以盘中心为圆心均匀分布的多个线圈32，所述线圈32的外形为梯形，且线圈盘31上相邻线圈32之间沿线圈盘31径向的间距D始终相等，防止了电涡流，提高了发电量，所述线圈盘31一端的盘面上开设有用于安装线圈32的安装槽311，优选地，所述安装槽311采用雕刻方法设于线圈盘31上，雕刻工艺成熟，加工效率高，质量好，可以保证各安装槽311均匀地分布线圈盘31上以使线圈32均匀地安装于线圈盘31，提高发电效率。所述安装槽311为盲孔结构且其中部设置有用于定位线圈32和防止线圈32变形的凸块312，优选地，所述安装槽311的底部与线圈盘31另一端的盘面之间的距离B为2~5mm，上述结构由于采用盲孔结构的安装槽311，并在安装槽311中部设置凸块312，大大提高了线圈盘31的强度，使得线圈盘31不易被作用于线圈32上的安培力损坏，同时由于凸块312对线圈32的支撑和定位作用，使得线圈32在安培力的作用下不易变形和移动。进一步，为了提高磁能利用率，提高发电效率，所述凸块312与主、从动磁钢盘21、22上的磁钢23的形状、大小一致。所述线圈32置于安装槽311内后用灌封料封装，上述灌封料将线圈32封装在安装槽311内，增强了各线圈32之间的绝缘性，提高了整个线圈盘31的耐高电压性能，使得其可以应用于高电压环境下。

进一步，为了增强线圈盘31的强度，所述线圈盘31的外缘和内缘上设置有凸筋314。为了方便安装线圈盘31，所述线圈盘31通过线圈盘安装架4固定安装于发电机主轴1上，线圈盘31的外边缘处开设有用于固定线圈盘安装架4的螺栓安装孔313，本实施例中，所述螺栓安装孔313开设在线圈盘31外缘的凸筋314上。上述结构将线圈盘31与线圈盘安装架4之间的连接点设置在离安装槽311较近的位置处，缩短了作用于线圈32上的安培力的力臂，大大减小了线圈盘31所受的扭力矩，延长了本实用新型的使用寿命，优选地，所述线圈盘安装架4包括与线圈盘31通过螺栓连接的支架42，及套接于发电机主轴1上并与其通过螺丝连接的套筒41，上述的螺丝、螺栓连接结构，方便线圈盘31的拆装维修，在此，线圈盘安装架4、线圈盘31分别位于从动磁钢盘22的两侧，为了避免从动磁钢盘22的转动受到干涉，所述线圈盘安装架4与线圈盘31之间必须保持一定的间隙，上述结构可以通过螺栓与多个螺母配合来实现，安装时，用螺栓与其中一个螺母螺纹配合锁紧线圈盘安装架4，用另外两个螺母与上述螺栓上的螺纹配合来锁紧线圈盘31。进一步，为了加强套筒41与支架42之间的连接强度，所述套筒41与支架42之间设置有加强筋43。

参照图1，一种使用本实用新型的风力发电机，所述主动磁钢盘21通过螺栓与从动磁钢盘22连接固定成为一体，所述主动磁钢盘21套接在发电机主轴1上且其中心轴孔内设有前、后轴承61、62，所述前、后轴承61、62之间设置有轴承内隔套63。风力发电机的风轮5固定安装于主动磁钢盘21对应线圈盘31的另一侧上，工作时，线圈盘31固定不动，风轮5在风力推动下转动，并带动主动磁钢盘21转动，主动磁钢盘21通过螺栓带动从动磁钢盘22同步绕发电机主轴1转动，从而使线圈盘31针对其两侧的主、从动磁钢盘21、22之间的磁通作切割磁力线运动。该结构采用线圈盘31及发电机主轴1不运转，主动磁钢盘21通过前、后轴承61、62可转动地套接在发电机主轴1上的结构，摒弃了无铁芯风力发电机以风轮带动发电机主轴及带有磁钢的磁钢盘转动的结构，消除了悬臂效应，而且由于轴承的外圈转动，轴承的内圈紧固在发电机主轴上不转动，其启动阻力矩小，降低了对启动风力的要求，扩大了发电机的使用范围。

当然，本实用新型除了上述实施方式之外，还可以有其它结构上的变形，这些等同技术方案也应当在其保护范围之内。

Claims

1.极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，其特征在于：包括由环氧树脂和玻纤布高压成型的线圈盘（31），所述线圈盘（31）与发电机主轴（1）同轴并位于主、从动磁钢盘（21、22）之间，线圈盘（31）上设有以盘中心为圆心均匀分布的多个线圈（32），所述线圈（32）的外形为梯形，且线圈盘（31）上相邻线圈（32）之间沿线圈盘（31）径向的间距始终相等，线圈盘（31）一端的盘面上开设有用于安装线圈（32）的安装槽（311），所述安装槽（311）为盲孔结构且其中部设置有用于定位线圈（32）和防止线圈（32）变形的凸块（312），线圈（32）置于安装槽（311）内后用灌封料封装。

2.根据权利要求1所述的极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，其特征在于：所述安装槽（311）的底部与线圈盘（31）另一端的盘面之间的距离为2~5mm。

3.根据权利要求1所述的极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，其特征在于：所述凸块（312）与主、从动磁钢盘（21、22）上的磁钢（23）的形状、大小一致。

4.根据权利要求1至3任一所述的极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，其特征在于：所述线圈盘（31）的外缘和内缘上均设置有凸筋（314）。

5.根据权利要求1至3任一所述的极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，其特征在于：所述线圈盘（31）通过线圈盘安装架（4）固定安装于发电机主轴（1）上，线圈盘（31）靠近外边缘处开设有用于固定线圈盘安装架（4）的螺栓安装孔（313）。

6.根据权利要求5所述的极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，其特征在于：所述线圈盘安装架（4）包括与线圈盘（31）通过螺栓连接的支架（42），及套接于发电机主轴（1）上并与其通过螺丝连接的套筒（41）。

7.根据权利要求1所述的极端条件下风力发电系统用线圈盘结构，其特征在于：所述安装槽（311）采用雕刻方法设于线圈盘（31）上。