CN213937569U - 双馈风力发电机及风力涡轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双馈风力发电机及风力涡轮机，涉及风力发电技术领域。双馈风力发电机，包括定子和转子，所述定子包括定子绕组，所述转子包括转子绕组，所述定子绕组与所述转子绕组均采用铝制绕组，所述转子绕组通过铜铝转换接头与集电滑环电连接，所述定子绕组通过另一铜铝转换接头与发电机上的铜引线电缆电连接。本实用新型提供的双馈风力发电机及风力涡轮机，使用铝制绕组代替铜制绕组，铝的电阻率约为铜的电阻率的1.62倍，但质量密度仅是铜的质量密度的30％，因此，与传统的铜制绕组相比，实现与铜制绕组相似或相同的绕组电阻，可以显著降低总绕组的重量，从而显著降低生产成本。

Description

双馈风力发电机及风力涡轮机

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种双馈风力发电机及风力涡轮机。

背景技术

随着风电平价时代的到来，为降低机组度电成本，风力发电机组向大功率发展。功率增大后绕组的成本和重量随之攀升。

目前，双馈风力发电机的定子绕组和转子绕组的主要材料为铜，绕组重量在发电机中占比较大、绕组铜的成本占比亦较高。其中，功率高达兆瓦级的双馈风力发电机，耗费铜材高达几吨，制造成本高且重量大。

实用新型内容

本实用新型提供一种双馈风力发电机及风力涡轮机，用以解决现有技术中双馈风力发电机成本高重量大的缺陷。

本实用新型提供一种双馈风力发电机，包括定子和转子，所述定子包括定子绕组，所述转子包括转子绕组，所述定子绕组与所述转子绕组均采用铝制绕组，所述转子绕组通过铜铝转换接头与集电滑环电连接，所述定子绕组通过另一铜铝转换接头与发电机上的铜引线电缆电连接。

根据本实用新型的一个双馈风力发电机，所述定子绕组的各线圈之间和所述转子绕组的各线圈之间分别采用铝芯钎料通过钎焊焊接连接。

根据本实用新型的一个双馈风力发电机，所述铝芯钎料为片状或丝状。

根据本实用新型的一个双馈风力发电机，所述铜铝转换接头与所述转子绕组相连的一端采用铝制成，所述铜铝转换接头的另一端采用铜制成。

根据本实用新型的一个双馈风力发电机，所述铜铝转换接头采用铜制成的部分设有弯折段。

根据本实用新型的一个双馈风力发电机，所述铜铝转换接头呈管状或者接线端子状。

根据本实用新型的一个双馈风力发电机，所述铜铝转换接头的外表面包覆有绝缘层。

根据本实用新型的一个双馈风力发电机，还包括冷却器，所述冷却器为空冷冷却器或水冷冷却器。

根据本实用新型的一个双馈风力发电机，所述转子绕组的极间采用铝制母排连接。

本实用新型还提供了一种风力涡轮机，包括如上所述的双馈风力发电机。

本实用新型提供的双馈风力发电机及风力涡轮机，使用铝制绕组代替铜制绕组，铝的电阻率约为铜的电阻率的1.62倍，但质量密度仅是铜的质量密度的30％，因此，与传统的铜制绕组相比，实现与铜制绕组相似或相同的绕组电阻，可以显著降低总绕组的重量，从而显著降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的转子的结构示意图；

图2是本实用新型提供的定子的结构示意图；

图3是图2所示定子的端面局部结构图；

附图标记：

10：定子绕组； 11：铜引线电缆； 20：转子绕组；

21：转轴； 22：集电滑环； 23：转子铁芯；

30：铜铝转换接头。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的双馈风力发电机，包括定子和转子，其中，定子包括定子绕组10，转子包括转子绕组20，定子绕组10和转子绕组20分别采用铝制绕组。转子绕组20通过铜铝转换接头30与集电滑环22电连接，定子绕组10通过另一铜铝转换接头30与发电机上的铜引线电缆11电连接。

本实用新型实施例提供的双馈风力发电机，使用铝制绕组代替铜制绕组，铝的电阻率约为铜的电阻率的1.62倍，但质量密度仅是铜的质量密度的30％，因此，与传统的铜制绕组相比，实现与铜制绕组相似或相同的绕组电阻，可以显著降低总绕组的重量，从而显著降低生产成本。

具体地，如图1所示，转子还包括转轴21及套设于转轴21的集电滑环22，转子绕组20通过铜铝转换接头30与集电滑环22电连接。定子绕组10与发电机上的铜引线电缆11通过铜铝转换接头30电连接。需要说明的是，连接转子绕组20和集电滑环22的铜铝转换接头30与连接定子绕组10和发电机上铜引线电缆11的铜铝转换接头30结构可以相同，也可以不同。

如图3所示，定子绕组10与发电机上的铜引线电缆11处安装的铜铝转换接头30呈管状。该铜铝转换接头30的一端采用铝制成，另一端采用铜制成。用铝制成的一端套设并压接于定子绕组10，用铜制成的一端套设并压接于铜引线电缆11。其中，铜铝转换接头30的一端内径与铜引线电缆11的外径适配，另一端与定子绕组10的外径适配，以提高连接的稳固性。由于金属铝的导电率是金属铜的0.6倍，为保证定子绕组10与铜引线电缆11连接处具有稳固的电导率，其中铝制的定子绕组10外径大于铜引线电缆11，对应的，铜铝转换接头30的一端内径大于另一端内径，且内径较大的一端采用铝制成。为了提高连接的牢固性，在铜铝转换接头30的两端外周间隔设置有多个凹槽。安装铜铝转换接头30时，凹槽受挤压沿径向向内收缩，使铜铝转换接头30的内表面分别与定子绕组10和铜引线电缆11紧密接触。除此之外，铜铝转换接头30还可以接线端子状，对此不再详述。

可以理解的是，铜铝转换接头30的外表面包覆有绝缘层，绝缘层用于对铜铝转换接头30起绝缘作用。比如，绝缘层可以为云母带，云母带缠绕在铜铝转换接头30的外表面，防止发生漏电。又如，绝缘层为绝缘套，套接在铜铝转换接头30的外壁。除此之外，绝缘层还可以为其他具有同等功能的绝缘件。铜铝转换接头30与定子绕组10和铜引线电缆11进行连接时，为了确保铜铝转换接头30分别与定子绕组10、铜引线电缆11接触良好，需要去除定子绕组10与铜引线电缆11外表面的绝缘漆，为了提高电器的安全性，绝缘层的长度需要大于铜铝转换接头30的长度，以确保绝缘层的两端可将去除绝缘漆的定子绕组10与铜引线电缆11包覆，防止发生漏电或短路。

如图1所示，转子绕组20与集电滑环22之间的铜铝转换接头30包括铝制段和铜制段。铜制段与铝制段固定连接，铝制段的另一端与转子绕组20焊接固定，集电滑环22与铜制段焊接固定相连。具体地，铝制段和铜制段焊接为一体，可靠性高，能有效实现转子绕组20与集电滑环22的电连接。其中，铜的材质比铝硬，在铜制段构造弯折部，便于排布。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的双馈风力发电机，采用铝制绕组作为定子绕组10和转子绕组20，双馈风力发电机的其他结构不做变化，借助铜铝转换接头30即可实现铝制绕组的电连接，组装方便，装配难度不受影响的同时大幅降低生产成本。

本实用新型实施例提供的双馈风力发电机，定子绕组10的各线圈之间和转子绕组20的各线圈之间分别采用钎焊焊接连接。其中，本实用新型实施例提供的双馈风力发电机，采用铝制成，传统焊接铜制绕组的钎焊焊料难以满足铝制绕组的焊接需求。为此，定子绕组10和转子绕组20的线圈之间分别采用铝芯钎料钎焊焊接。为避免焊接不实留有间隙，根据不同的规格，选择丝状或片状的铝芯钎料进行焊接。在进行钎焊焊接时需严格控制焊接温度，以免焊接效果太差。

另外，本实用新型实施例提供的双馈风力发电机，还包括冷却器，冷却器可以采用空冷冷却器或者水冷冷却器。以空冷冷却器为例，冷却器包括壳体，在壳体的底部设有若干风口，壳体设有相对设置的出风口与进风口，在进风口处安装过滤棉。过滤棉可以设置多层，避免外部冷空气中的杂质影响铝制绕组的电性能。

在上述任一实施例的基础上，转子绕组20的极间采用铝制母排连接。如图1所示，转子绕组20绕制在转子铁芯23上，待绕制完成后稳定性好，转子铁芯23套设于转轴21，集电滑环22安装在转轴21上，通过转轴21带动转子铁芯23及其上绕制的转子绕组20一起转动，从而产生感应电势。

本实用新型实施例提供的铝制母排包括中性环，中性环设于转轴21与转子绕组20之间，中性环起到平衡电势的作用。其中，中性环采用工业用铝制成，能够进一步减重。为了连接转子绕组20与铝制中性环，铝制母排还设置有极间连接线，极间连接线采用铝制连接线，铝制连接线的一端与铝制绕组连接，铝制连接线的另一端与铝制中性环连接，从而便于将铝制绕组与铝制中性环连接起来。

为了连接方便以及保证连接后的可靠性，本实用新型提供的发电机转子，所述铝制连接线与所述铝制绕组以及所述铝制中性环10均焊接固定，具体而言，铝制连接线一端与铝制绕组焊接，铝制连接线的另一端与铝制中性环10焊接。

除此之外，本实用新型实施例还提供一种风力涡轮机，采用如上所述的双馈风力发电机。该风力涡轮机还包括塔架、位于塔架顶部的机舱，双馈风力发电机安装在机舱内。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双馈风力发电机，包括定子和转子，其特征在于，所述定子包括定子绕组，所述转子包括转子绕组，所述定子绕组与所述转子绕组均采用铝制绕组，所述转子绕组通过铜铝转换接头与集电滑环电连接，所述定子绕组通过另一铜铝转换接头与发电机上的铜引线电缆电连接。

2.根据权利要求1所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述定子绕组的各线圈之间和所述转子绕组的各线圈之间分别采用铝芯钎料通过钎焊焊接连接。

3.根据权利要求2所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述铝芯钎料为片状或丝状。

4.根据权利要求1所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述铜铝转换接头与所述转子绕组相连的一端采用铝制成，所述铜铝转换接头的另一端采用铜制成。

5.根据权利要求4所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述铜铝转换接头采用铜制成的部分设有弯折段。

6.根据权利要求4或5所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述铜铝转换接头呈管状或者接线端子状。

7.根据权利要求4所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述铜铝转换接头的外表面包覆有绝缘层。

8.根据权利要求1所述的双馈风力发电机，其特征在于，还包括冷却器，所述冷却器为空冷冷却器或水冷冷却器。

9.根据权利要求1所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述转子绕组的极间采用铝制母排连接。

10.一种风力涡轮机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的双馈风力发电机。

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