一种叶片和发电机转子一体的风机结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种叶片和发电机转子一体的风机结构，包括，内定子、外转子、叶片，所述内定子相对风机机舱固定，所述外转子套在内定子上，并与叶片连接，与叶片同步转动。本实用新型将风力发电机的叶片直接安装在外转子上，省略了轮毂，简化了风机结构，并且组装过程简单，安装方便，有效降低了风机制造成本和简化了风机安装过程。
【专利说明】
一种叶片和发电机转子一体的风机结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及风力发电机，尤其是一种叶片和发电机转子一体的风机结构。
【背景技术】
[0002]风力发电机的转速较低，普通的发电机即使是多极的也必须通过齿轮箱增速才能以额定转速旋转。齿轮箱会降低风力机效率，易损且保养维护都较困难。为风力发电机专门设计制造的具有很多极的低速发电机可以用风轮直接带动发电，这种发电机称之为直驱式风力发电机。直驱式风力发电机是目前风力发电机发展的方向，但现有的直驱式风力发电机一般结构复杂，在组装时，需要先将叶片与轮毂连接，然后再将轮毂与发电机转子固定连接，这种组装方法过程繁琐，耗时长，在天气易于变化的风场，组装时间过长便以为着更易受天气变化的影响，并且轮毂制造成本高，不利于降低制造成本。
[0003]鉴于此提出本实用新型。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种省略轮毂的叶片和发电机转子一体的风机结构，有效简化风机结构，方便风机组装，降低风机制造成本。
[0005]为了实现该目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]—种叶片和发电机转子一体的风机结构，包括，内定子、外转子、叶片，所述内定子相对风机机舱固定，所述外转子套在内定子上，并与叶片连接，与叶片同步转动。
[0007]进一步，所述内定子包括，内定子铁芯和缠绕在内定子铁芯上的绕组;所述外转子包括，具有叶片安装结构的外转子磁轭、固定在外转子磁轭内圆面上的多个永久磁铁，所述多个永久磁铁组成内凸极结构;所述叶片通过叶片安装结构连接在外转子磁轭上。
[0008]进一步，所述外转子磁轭为环状结构，并套在内定子外侧，所述永久磁铁以环形阵列的方式固定在外转子磁轭内侧壁上，并与内定子之间留有一定空隙，所述叶片安装结构为沿外转子磁轭外侧壁径向凸出的法兰结构。
[0009]进一步，所述叶片可转动地与外转子磁轭连接，所述叶片安装结构的内部设有变桨装置，所述变桨装置与叶片连接以驱动叶片偏转。
[0010]进一步，所述内定子通过内定子支座与风机塔筒连接，所述内定子支座与风机塔筒的连接处设有驱动内定子支座相对风机塔筒旋转的偏航电机。
[0011 ]进一步，所述内定子的中心设有一主轴，所述主轴与内定子固定连接;所述外转子的一侧设有外转子支撑，所述外转子支撑的中心设有通孔与主轴配合，并在通孔与主轴之间安装有轴承。
[0012]进一步，所述外转子磁轭的前端还设有一锥形或半球形的导流罩。
[0013]采用本实用新型所述的技术方案后，带来以下有益效果:
[0014]本实用新型将风力发电机的叶片直接安装在外转子上，省略了轮毂，简化了风机结构，并且组装过程简单，安装方便，由于叶片安装在外转子上，直接驱动外转子转动，有效提高了发电效率，降低了风机制造成本。
【附图说明】
[0015]图1:本实用新型的结构剖视图；
[0016]图2:为图1中Y部分的结构剖视图；
[0017]其中:1、机舱2、塔筒3、叶片4、内定子5、外转子6、导流罩7、偏航电机8、变桨装置9、内定子支座10、主轴41、内定子铁芯42、绕组51、外转子磁轭52、永久磁铁53、叶片安装结构54、外转子支撑55、轴承81、变桨轴承82、变桨电机83、减速器84、小齿轮。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的描述。
[0019]如图1所示，一种叶片和发电机转子一体的风机结构，一般可包括竖立在地面上的塔筒2和安装在塔筒2顶部的机舱I，特别地，还包括，内定子4、外转子5、叶片3。所述内定子4相对风机机舱I固定，所述外转子5套在内定子4上，并与叶片3连接，与叶片3同步转动，当外转子5与内定子4相对转动时，产生电能。所述内定子4包括，内定子铁芯41和缠绕在内定子铁芯41上的绕组42，所述内定子铁芯41由硅钢片叠成，在内定子铁芯41的外圆周均匀分布着许多槽，用来嵌装绕组42;所述外转子5包括，具有叶片安装结构53的外转子磁轭51、固定在外转子磁轭51内圆面上的多个永久磁铁52，所述多个永久磁铁52组成内凸极结构；外转子5转动时，绕组42切割磁力线感生电势。所述叶片3通过叶片安装结构53连接在外转子磁轭51上。
[0020]所述外转子磁轭51为环状结构，并套在内定子4外侧，外转子磁轭51由导磁良好的铁质材料制成，所述永久磁铁52以环形阵列的方式固定在外转子磁轭51内侧壁上，并与内定子4之间留有一定空隙，这种结构的优点之一是永久磁铁固定较容易，不会因为离心力而脱落。在外转子磁轭51的外侧壁上设有叶片安装结构53与叶片3连接，所述叶片安装结构53为沿外转子磁轭51外侧壁径向凸出的法兰结构，该法兰结构可以通过焊接的方式固定在外转子磁轭51的侧壁上。
[0021]所述叶片3可转动地与外转子磁轭51连接，具体的，叶片3与变桨轴承81连接，变桨轴承81安装在法兰结构内，使叶片3可相对外转子磁轭51偏转，在叶片安装结构53的内部还设有变桨装置8，所述变桨装置8包括变桨电机82、减速器83，小齿轮84，所述小齿轮84通过减速器83与变桨电机82连接，由变桨电机82驱动旋转，所述变桨轴承81的内周侧设有与小齿轮84啮合的齿，当小齿轮84转动时，变桨轴承81的内圈同时转动，并带动叶片3实现偏转。
[0022]优选地，所述内定子4通过内定子支座9与风机的塔筒2连接，所述内定子支座9与塔筒2的连接处设有驱动内定子支座9相对风机塔筒2旋转的偏航电机7，内定子支座9与内定子4固定连接，两者不可相对转动。
[0023]所述内定子4的中心设有一主轴10，所述主轴10—端与内定子支座9固定连接，内定子4固定安装在主轴10上;所述外转子5的一侧设有外转子支撑54，在外转子支撑54的中心设有通孔与主轴10配合，并在通孔与主轴10之间安装有轴承55，使外转子5可在主轴10上自由旋转。通过主轴10，外转子5保证了与内定子4的同心转动，并且主轴10也起到了支撑内定子4和外转子5的作用。
[0024]优选地，所述外转子磁轭51的前端还设有一锥形的或半球形的导流罩6，用于减小空气阻力，并引导空气向叶片3方向流动。
[0025]—般的，在机舱I内还设有电气柜、控制系统、润滑系统和设置在机舱外的测风装置。
[0026]本实用新型的工作原理为:叶片安装在外转子上，带动外转子同步旋转，在风力作用下，叶片驱动外转子相对内定子转动，使内定子上的绕组切割磁力线感生电势，当风场变化时，变桨装置可以调节叶片的迎风角度，使外转子维持在较佳转速上，偏航电机可调节叶片迎风方向，使叶片始终正对来风方向，保证风机的高效发电。
[0027]以上所述为本实用新型的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种叶片和发电机转子一体的风机结构，包括，内定子、外转子、叶片，其特征在于:所述内定子相对风机机舱固定，所述外转子套在内定子上，并与叶片连接，与叶片同步转动。2.根据权利要求1所述的一种叶片和发电机转子一体的风机结构，其特征在于:所述内定子包括，内定子铁芯和缠绕在内定子铁芯上的绕组;所述外转子包括，具有叶片安装结构的外转子磁轭、固定在外转子磁轭内圆面上的多个永久磁铁，所述多个永久磁铁组成内凸极结构;所述叶片通过叶片安装结构连接在外转子磁轭上。3.根据权利要求2所述的一种叶片和发电机转子一体的风机结构，其特征在于:所述外转子磁轭为环状结构，并套在内定子外侧，所述永久磁铁以环形阵列的方式固定在外转子磁轭内侧壁上，并与内定子之间留有一定空隙，所述叶片安装结构为沿外转子磁轭外侧壁径向凸出的法兰结构。4.根据权利要求3所述的一种叶片和发电机转子一体的风机结构，其特征在于:所述叶片可转动地与外转子磁轭连接，所述叶片安装结构的内部设有变桨装置，所述变桨装置与叶片连接以驱动叶片偏转。5.根据权利要求1所述的一种叶片和发电机转子一体的风机结构，其特征在于:所述内定子通过内定子支座与风机塔筒连接，所述内定子支座与风机塔筒的连接处设有驱动内定子支座相对风机塔筒旋转的偏航电机。6.根据权利要求1所述的一种叶片和发电机转子一体的风机结构，其特征在于:所述内定子的中心设有一主轴，所述主轴与内定子固定连接;所述外转子的一侧设有外转子支撑，所述外转子支撑的中心设有通孔与主轴配合，并在通孔与主轴之间安装有轴承。7.根据权利要求1所述的一种叶片和发电机转子一体的风机结构，其特征在于:所述外转子磁轭的前端还设有一锥形或半球形的导流罩。
【文档编号】H02K1/12GK205714575SQ201620578807
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】鲁志平, 张羽, 刘峰, 张磊, 程学文, 冯克瑞
【申请人】北京普华亿能风电技术有限公司