CN2620415Y - 风力异步发电机 - Google Patents

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姚陶生
庞卓卉
仝力
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Abstract

本实用新型为风力异步发电机，包含定子装配和转子装配，定子绕组由电气上相互独立的两套四极和六极绕组构成。定子绕组使用成型绕组。转子绕组采用由铜导条、铜导条两端与铜导条钎焊连接的铜端环构成的鼠笼式转子绕组。转轴两端的支撑处有主轴承，在转轴的传动端的支撑处还设有辅助滚珠轴承。在该风力异步发电机转子转轴上、位于前端盖内、外的位置上分别固定有内风扇和外风扇。以此形成电机的内部风路和外部风路。本实用新型所述的风力异步发电机结构设计合理，效率高，功率因数高，温升低，故障率低，使用安全可靠。是与风力发电机组配套的理想选择。

Description

风力异步发电机
技术领域
本实用新型涉及发电机，具体为一种风力异步发电机。
背景技术
风力发电是新能源发电中技术较成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电技术之一。发电机是风力发电技术中的关键部件或装置。虽然异步电动机可运行于发电机状态，但异步电动机用作发电机状态运行，在一般工业领域内应用极少。而在风力发电领域为满足性能上的特殊要求，通常采用异步发电机。而在风力发电领域使用的异步发电机特别是大功率的异步发电机并非直接将现有异步电动机运行于发电状态，其对异步发电机性能以及结构有特殊的要求。目前在有关的电机基础理论及其它实用文献中，涉及异步发电机特别是大功率的异步发电机结构方面的文献报道几乎没有。
发明内容
本实用新型解决现有异步发电机特别是大功率异步发电机在产品结构上发展不甚完备、成熟，不能完全适用于风力发电领域的问题，提供一种具有成熟结构特征的风力异步发电机。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：风力异步发电机，包含含有机座、定子铁心、定子绕组的定子装配和含有转轴、转子铁心、转子绕组的转子装配，定子绕组由电气上相互独立的两套绕组构成。绕组结构是发电机中最重要的结构，对异步发电机来说，在满足电压、功率、效率、功率因数等性能参数的要求下，它决定了电机的电磁结构、导线材料、绝缘材料的选择与消耗及使用性能，即决定了电机的制造工艺、制造成本和使用可靠性。风力发电机组的原动力(风力)具有明显的非恒定性，这是，风力发电与其它能源发电的主要区别之一。风力的非恒定性，使被拖动的发电机有不同的转速。本实用新型两套电气上相互独立的绕组，就是适应风力发电机组高、低转速两种工况；在相关控制装置的控制下，根据转速自动进行两套绕组间的切换。两套绕组采用常规的迭绕组结构。
转子绕组采用由铜导条、铜导条两端与铜导条钎焊连接的铜端环构成的鼠笼式转子绕组。鼠笼式转子绕组通常分铸铝和铜条两种结构。在异步发电机特别是风力异步发电机上未见使用铜导条鼠笼转子绕组的报道。铸铝转子绕组易出现铸造缺陷，影响转子成品率和发电机的转差率、效率等性能参数，使用故障率较高。而采用铜导条鼠笼转子绕组可避免铸铝鼠笼转子绕组的上述问题，使本实用新型所述风力异步发电机的使用可靠性更高。
转轴两端的支撑处有主轴承(主轴承通常采用滚柱轴承)，在转轴的传动端的支撑处还设有辅助滚珠轴承。该辅助滚珠轴承用以承受发电机使用条件下轴线最大倾斜5°带来的转子轴向力。
本实用新型所述的风力异步发电机结构设计合理，效率高，功率因数高，温升低，故障率低，使用安全可靠。是与风力发电机组配套的理想选择。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1、通风罩；2、外风扇；3、前外轴承盖；4、前封环；5、主轴承；6、辅助轴承；7、油管；8、前端盖；9、内风扇；10、机座；11、定子四极绕组；12、定子六极绕组；13、转子装配；14、定子铁心；15、涂封剂；16、吊环螺钉；17、引出线；18、后端盖；19、加油嘴；20、后内轴承盖；21、压板；22、顶杆；23、后外轴承盖。
具体实施方式
风力异步发电机，包含含有机座10、定子铁心14、定子绕组的定子装配和含有转轴、转子铁心、转子绕组的转子装配13，定子绕组由电气上相互独立的两套绕组11、12构成。
两套定子绕组11、12分别为四极绕组和六极绕组；风力发电机组低速时使用六极绕组；高速时使用四极绕组。
定子绕组使用成型绕组(即绕组导体截面为单一导体)。选择成型绕组，故障率低，使用可靠性高。
定子绕组匝间垫一层绝缘纸。绝缘纸对定子绕组匝间绝缘再行加强。这是针对电机匝间相对薄弱，容易产生烧损故障采取的针对性措施。
转子绕组采用由铜导条、铜导条两端与铜导条钎焊连接的铜端环构成的鼠笼式转子绕组。
转轴两端的支撑处有主轴承5，在转轴的传动端的支撑处还设有辅助滚珠轴承6。
在该风力异步发电机转子转轴上、位于前端盖8内、外的位置上分别固定有内风扇9和外风扇2。以此形成电机的内部风路和外部风路。电机机座上开有四条轴向通风沟，转子冲片上开有通风孔，这样，由机座上的通风沟、转子冲片上的通风孔以及内风扇构成电机的内部风路。内风扇是一离心风扇，入口吸入流经气隙和转子铁心上的通风孔的风，吹出后进入机座上的四条轴向通风沟，从机座另一端吹出。由内风扇形成的内部循环风将发电机产生的热量传递给机座，同时，发电机定子铁心与机座之间是过盈连接，将发电机定子热量通过热传导传递给机座；与电机前端盖8固定有通风罩1。外风扇也是一种离心风扇，风由通风罩的进风口吸入，由通风罩导入机座上的散热筋间，沿另一端吹出，带走机座的热量，从而冷却发电机。
该风力异步发电机的转轴两端的主轴承5采用NU2226滚柱轴承；辅助滚珠轴承6采用6226。辅助滚珠轴承6的外圈与轴承端盖有大间隙，用以避免间隙过小容易造成的轴承绕损故障。电机两端的轴承盖上设置了加油嘴19，以便用户在使用过程中补充润滑油脂。润滑油脂采用低温油脂，以适应-40度的环境条件。
该风力异步发电机的主要技术参数：
工作制：连续
种类：异步/双速(双绕组)
转子类型：鼠笼式
额定功率：660/180KW
额定电压：690V
同步转速：1500/1000r/min
额定转速：≥1518/1012r/min
额定频率50HZ
额定功率因数：＞0.89/0.83
额定功率下效率：＞96.3/92.9％
绕组接法：三角形接法12个接线端子
过载能力：1.1
最大温升(额定功率时)80K
长时间过载10％时最大温升125K
环境条件：电机能在下列条件下正常运行
海拔高度1000米以下；最高环境空气温度40℃；最低环境空气温度为-30℃。

Claims (10)

1、一种风力异步发电机，包含含有机座(10)、定子铁心(14)、定子绕组的定子装配和含有转轴、转子铁心、转子绕组的转子装配(13)，其特征为：定子绕组由电气上相互独立的两套绕组(11)、(12)构成。
2、如权利要求1所述的风力异步发电机，其特征为：两套定子绕组(11)、(12)分别为四极绕组和六极绕组。
3、如权利要求1或2所述的风力异步发电机，其特征为：定子绕组使用成型绕组。
4、如权利要求1或2所述的风力异步发电机，其特征为：定子绕组匝间垫一层绝缘纸。
5、如权利要求1或2所述的风力异步发电机，其特征为：转子绕组采用由铜导条、铜导条两端与铜导条钎焊连接的铜端环构成的鼠笼式转子绕组。
6、如权利要求1或2所述的风力异步发电机，其特征为：转轴两端的支撑处有主轴承(5)，在转轴的传动端的支撑处还设有辅助滚珠轴承(6)。
7、如权利要求5所述的风力异步发电机，其特征为：转轴两端的支撑处有主轴承(5)，在转轴的传动端的支撑处还设有辅助滚珠轴承(6)。
8、如权利要求1或2所述的风力异步发电机，其特征为：在该风力异步发电机转子转轴上、位于前端盖(8)内、外的位置上分别固定有内风扇(9)和外风扇(2)。
9、如权利要求5所述的风力异步发电机，其特征为：在该风力异步发电机转子转轴上、位于前端盖(8)内、外的位置上分别固定有内风扇(9)和外风扇(2)。
10、如权利要求7所述的风力异步发电机，其特征为：在该风力异步发电机转子转轴上、位于前端盖(8)内、外的位置上分别固定有内风扇(9)和外风扇(2)。
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