CN205986502U - 双馈风力发电机 - Google Patents

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廖恩荣
薛文彦
李更生
王恒俭
陈荷雅
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Abstract

本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，双馈风力发电机从内层到外层依次设置有内轴、外轴、转子铁芯、线圈、定子铁芯和机壳，并且，还包括连接外轴的第一变速器和连接内轴的第二变速器，用于分别控制外轴和内轴的输出转速；转子铁芯包括同轴设置的第一转子铁芯和第二转子铁芯，用于分别产生恒定的第一输出频率和第二输出频率，以适应不同电网的输出频率的需要，其中，第一转子铁芯连接外轴，第二转子铁芯连接内轴；第一转子铁芯和第二转子铁芯的一端或两端设置有固定连接外轴的散热片。本实用新型在适应不同电网的输出频率的需要的同时，能够保证电网输入的频率稳定，防止发电机对电网造成冲击，使发电机与电网脱离；并且散热效率高。

Description

双馈风力发电机
技术领域
本实用新型涉及风力发电机，尤其涉及一种双馈风力发电机。
背景技术
定速风电机组与电网相连接，电网对机组的稳定性会有要求，如果机组的频率不稳定，会对电网造成冲击，或者使机组与电网脱离。现在的变速恒频机组，是由双馈变流器或全功率变流器，即变速器，将机组中发电机输出的电能调频至电网所需的合适范围，控制励磁可以控制磁场(转速的频率与励磁频率的代数和可以计算为输出频率)，来保证电网输入的频率稳定。但发电机输出频率范围会受到变速器的限制，并且难以同时给要求不同输出频率范围的电网供电。而现有技术中，每个风力发电机仅仅能满足一种电网的输出频率的需求，如果存在多种输出频率的电网，就必须要增加至少一台风力发电机，大大增加了使用成本。并且散热装置多设置在机壳上，散热效率低。显然本领域迫切需要一款能克服上述缺陷的风力发电机。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种双馈风力发电机，其包括连接外轴的第一变速器和第一转子铁芯，连接内轴的第二变速器和第二转子铁芯，使得内轴和外轴能够分别产生恒定的第一输出频率和第二输出频率，以适应不同电网的输出频率的需要；并且第一转子铁芯和第二转子铁芯的一端或两端设置有散热片，能够增加发电机的散热效率。
为实现上述目的，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，双馈风力发电机从内层到外层依次设置有内轴、外轴、转子铁芯、线圈、定子铁芯和机壳，并且，还包括连接外轴的第一变速器和连接内轴的第二变速器，用于分别控制外轴和内轴的输出转速；转子铁芯包括同轴设置的第一转子铁芯和第二转子铁芯，用于分别产生恒定的第一输出频率和第二输出频率，以适应不同电网的输出频率的需要，其中，第一转子铁芯连接外轴，第二转子铁芯连接内轴；第一转子铁芯和第二转子铁芯的一端或两端设置有固定连接外轴的散热片。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，第一转子铁芯和第二转子铁芯的径向面上设置有第一散热通孔，第一转子铁芯和第二转子铁芯的侧面上设置有第二散热通孔，第一散热通孔和第二散热通孔相互连通。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，第一转子铁芯和第二转子铁芯的径向面上设置有第一磁钢槽，第一转子铁芯和第二转子铁芯的侧面上设置有第二磁钢槽，第一磁钢槽和第二磁钢槽相互连通。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，第一磁钢槽为多个沿周向均匀分布的V形槽。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，第二磁钢槽为多个相互平行设置的斜槽。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，内轴内部设置有水冷管道；散热片的内部设置有连通水冷管道的空腔。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，内轴内部设置有水冷管道；散热片的内部设置有连通水冷管道的盘管。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，外轴的径向面为齿轮型，相应地，第一转子铁芯的内周向面上设置有相匹配的凸起和凹槽。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，内轴的径向面为齿轮型，相应地，第二转子铁芯的内周向面上设置有相匹配的凸起和凹槽。
优选地，本实用新型提供一种双馈风力发电机，其中，第一转子铁芯和第二转子铁芯的一端或两端设置有排风扇；机壳为筒形水冷机座，水冷机座上设置有水冷槽；水冷槽连通水冷管道。
本实用新型提供的一种双馈风力发电机一方面其包括连接外轴的第一变速器和第一转子铁芯，连接内轴的第二变速器和第二转子铁芯，使得内轴和外轴能够分别产生恒定的第一输出频率和第二输出频率，在适应不同电网的输出频率的需要的同时，能够保证电网输入的频率稳定，防止发电机对电网造成冲击，使发电机与电网脱离。另一方面，第一转子铁芯和第二转子铁芯的一端或两端设置有散热片，能够增加发电机的散热效率。并且，该散热结构与电动机内部结构缝隙小，空气热阻较小，热传导效率高，散热快。此外，内轴和外轴的结构不仅节省空间，提高了发电机的各部件的集成度。并且，内轴和外轴相互套叠使得发电机的转动更加稳定，不易抖动，具有优良的机械性能，从而能提高发电机的效率，使发电机可以达到更大的转矩和更高的极限转速。该双馈风力发电机不仅使用灵活节约成本，而且集成度高节约空间，发电机效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。
图1为本实用新型双馈风力发电机的结构示意图；
图2为本实用新型双馈风力发电机的散热片、内轴和外轴的剖面结构示意图。
附图标记说明：
1、内轴 2、外轴 3、机壳
4、第一变速器 5、第二变速器 6、第一转子铁芯
7、第二转子铁芯 8、散热片 9、定子铁芯
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型提出的一种双馈风力发电机，其中，双馈风力发电机从内层到外层依次设置有内轴1、外轴2、转子铁芯、线圈、定子铁芯9和机壳3，并且，还包括连接外轴2的第一变速器4和连接内轴1的第二变速器5，用于分别控制外轴2和内轴1的输出转速；转子铁芯包括同轴设置的第一转子铁芯6和第二转子铁芯7，用于分别产生恒定的第一输出频率和第二输出频率，以适应不同电网的输出频率的需要，其中，第一转子铁芯6连接外轴2，第二转子铁芯7连接内轴1；第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的一端或两端设置有固定连接外轴2的散热片8。
在本实施例中，第一变速器4和第二变速器5可以分别设置在机壳3的两个端盖上，其中，第一变速器4设置在第一转子铁芯6一侧的端盖上，第二变速器5设置在第二转子铁芯7一侧的端盖上，外轴2穿过第一变速器4，内轴1穿过第二变速器5。第一变速器4和第二变速器5也可以均设置在第一转子铁芯6和第二转子铁芯7之间。为方便第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的旋转，第一变速器4和第二变速器5不设置在转子铁芯上。第一变速器4和第二变速器5与第一转子铁芯6和第二转子铁芯7之间设置有空隙，不会产生摩擦。为方便第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的旋转，外轴2仅仅设置在第一转子铁芯6一侧，连接第一转子铁芯6和第一变速器4，穿出第一转子铁芯6一侧的机壳3。内轴1穿过外轴2，连接第二转子铁芯7和第二变速器5，并至少穿出第二转子铁芯7一侧的机壳3。当第一变速器4和第二变速器5也可以均设置在第一转子铁芯6和第二转子铁芯7之间且散热片8设置在第一转子铁芯6和第二转子铁芯7之间时，散热片8可以设置在第一变速器4和第二变速器5之间，也可以设置在第一变速器4和第二变速器5的任意一侧或两侧。如图2所示，散热片8可以设置在内轴和外轴上。
这样一方面连接外轴2的第一变速器4和第一转子铁芯6，连接内轴1的第二变速器5和第二转子铁芯7，使得内轴1和外轴2能够分别产生恒定的第一输出频率和第二输出频率，在适应不同电网的输出频率的需要的同时，能够保证电网输入的频率稳定，防止发电机对电网造成冲击，使发电机与电网脱离。另一方面，第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的一端或两端设置有散热片8，能够增加发电机的散热效率。并且，该散热结构与电动机内部结构缝隙小，空气热阻较小，热传导效率高，散热快。此外，内轴1和外轴2的结构不仅节省空间，提高了发电机的各部件的集成度。并且，内轴1和外轴2相互套叠使得发电机的转动更加稳定，不易抖动，具有优良的机械性能，从而能提高发电机的效率，使发电机可以达到更大的转矩和更高的极限转速。该双馈风力发电机不仅使用灵活节约成本，而且集成度高节约空间，发电机效率高。
本实施例进一步优选地，提供了一种双馈风力发电机，其中，第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的径向面上设置有第一散热通孔，第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的侧面上设置有第二散热通孔，第一散热通孔和第二散热通孔相互连通。
这样不仅节约空间集成度高，而且稳定性好节约能源效率高故障率低，该散热结构与电动机内部结构缝隙小，空气热阻较小，热传导效率高，散热快。另外，第一散热通孔和第二散热通孔相互连通，每条风道至少具有4个通风口，较2通风口的散热结构，散热效率更高，效果更好。此外，该散热结构能节约附加管道耗材，而且结构和工艺简单，成本低，解决了机座低碳钢防腐防锈等问题。
本实施例进一步优选地，提供了一种双馈风力发电机，其中，第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的径向面上设置有第一磁钢槽，第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的侧面上设置有第二磁钢槽，第一磁钢槽和第二磁钢槽相互连通。
这样可以根据需要在第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的任意位置设置磁钢，使用灵活应用范围广。并且，第二磁钢槽可以作为线圈槽使用，使得电机连接更加紧密和稳定，集成度高。
本实施例进一步优选地，提供了一种双馈风力发电机，其中，第一磁钢槽为多个沿周向均匀分布的V形槽。这样发电机同时具有优良的机械性能和优良电磁性能。不仅能使得磁通能更多地通过主磁路导磁性能好，而且方便与磁钢匹配机械性能好，便于生产和安装。另外，提高了发电机的性能和运行效率，且降低了发电机的损耗。
本实施例进一步优选地，提供了一种双馈风力发电机，其中，第二磁钢槽为多个相互平行设置的斜槽。这样发电机同时具有优良的机械性能和优良电磁性能。不仅能使得磁通能更多地通过主磁路导磁性能好，而且方便与磁钢匹配机械性能好，便于生产和安装。另外，提高了发电机的性能和运行效率，且降低了发电机的损耗。
本实施例进一步优选地，提供了一种双馈风力发电机，其中，内轴1内部设置有水冷管道；散热片8的内部设置有连通水冷管道的空腔或盘管。这样不仅节约空间集成度高，而且稳定性好节约能源效率高故障率低，该散热结构与电动机内部结构缝隙小，空气热阻较小，热传导效率高，散热快。
本实施例进一步优选地，提供了一种双馈风力发电机，其中，外轴2的径向面为齿轮型，相应地，第一转子铁芯6的内周向面上设置有相匹配的凸起和凹槽。这样增加了第一转子铁芯6与外轴2的连接强度，使得发电机的转动更加稳定，不易抖动，具有优良的机械性能，从而能提高发电机的效率，使发电机可以达到更大的转矩和更高的极限转速。
本实施例进一步优选地，提供了一种双馈风力发电机，其中，内轴1的径向面为齿轮型，相应地，第二转子铁芯7的内周向面上设置有相匹配的凸起和凹槽。这样增加了第二转子铁芯7与内轴1的连接强度，使得发电机的转动更加稳定，不易抖动，具有优良的机械性能，从而能提高发电机的效率，使发电机可以达到更大的转矩和更高的极限转速。
本实施例进一步优选地，提供了一种双馈风力发电机，其中，第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的一端或两端设置有排风扇；机壳3为筒形水冷机座，水冷机座上设置有水冷槽；水冷槽连通水冷管道。
在本实施例中，当第一变速器4和第二变速器5也可以均设置在第一转子铁芯6和第二转子铁芯7之间且排风扇设置在第一转子铁芯6和第二转子铁芯7之间时，排风扇可以设置在第一变速器4和第二变速器5之间，也可以设置在第一变速器4和第二变速器5的任意一侧或两侧。这样第一转子铁芯6和第二转子铁芯7的一端或两端设置有排风扇，能够增加发电机的排风效率。并且，该散热结构与电动机内部结构缝隙小，空气热阻较小，热传导效率高，散热快。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种双馈风力发电机，其特征在于，所述双馈风力发电机从内层到外层依次设置有内轴、外轴、转子铁芯、线圈、定子铁芯和机壳，并且，
还包括连接所述外轴的第一变速器和连接所述内轴的第二变速器，用于分别控制外轴和内轴的输出转速；
所述转子铁芯包括同轴设置的第一转子铁芯和第二转子铁芯，用于分别产生恒定的第一输出频率和第二输出频率，以适应不同电网的输出频率的需要，其中，所述第一转子铁芯连接所述外轴，所述第二转子铁芯连接所述内轴；
所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的一端或两端设置有散热片。
2.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的径向面上设置有第一散热通孔，所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的侧面上设置有第二散热通孔，所述第一散热通孔和所述第二散热通孔相互连通。
3.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的径向面上设置有第一磁钢槽，所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的侧面上设置有第二磁钢槽，所述第一磁钢槽和所述第二磁钢槽相互连通。
4.根据权利要求3所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述第一磁钢槽为多个沿周向均匀分布的V形槽。
5.根据权利要求3所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述第二磁钢槽为多个相互平行设置的斜槽。
6.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述内轴内部设置有水冷管道；
所述散热片的内部设置有连通所述水冷管道的空腔。
7.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述内轴内部设置有水冷管道；
所述散热片的内部设置有连通所述水冷管道的盘管。
8.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述外轴的径向面为齿轮型，相应地，所述第一转子铁芯的内周向面上设置有相匹配的凸起和凹槽。
9.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述内轴的径向面为齿轮型，相应地，所述第二转子铁芯的内周向面上设置有相匹配的凸起和凹槽。
10.根据权利要求6所述的一种双馈风力发电机，其特征在于，
所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的一端或两端设置有排风扇；
所述机壳为筒形水冷机座，所述水冷机座上设置有水冷槽；
所述水冷槽连通所述水冷管道。
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