专利名称：一种组合定转子结构的混合励磁永磁风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电机技术领域，特别涉及一种永磁风力发电机。
背景技术：
在风力发电系统中，电励磁电机以其良好的调磁能力而用于发电机 以利于负载电压的调节，但它有电刷滑环，限制了它在恶劣环境下的应用。而永磁同步发电 机采用永磁体励磁，省去了励磁绕组和容易出问题的集电环和电刷，具有结构简单，电机效 率高，运行可靠等一系列优点，但永磁电机的气隙磁场是由永磁体和磁路磁导决定的，电机 一经制成，其磁场很难调节，因此不适合应用在变速恒压风电系统中。 国家标准GB/T10760. 1-2003中有关于离网型永磁风力发电机在空载情况下起动 阻力矩值的限值规定，而且从实际应用情况来看，永磁风力发电机起动阻力矩越小，电机在 微风下越容易起动发电，提高了风能利用率。有文献指出采用定子闭口槽可有效减小起动 阻力矩，但是永磁电机选择闭口槽会给电机绕组嵌线带来很大困难，在实际电机生产中很 难采用。 由于直驱式风力发电机的转速为每分钟十几转到几十转，为了保持与高速电机具 有相同的额定功率，其必须采用较多的极数和较大的体积，而且直驱式风力发电机通常安 装在十几米甚至几十米的高塔上，电机过重又会增加机体整体运输、吊装的费用。
因此，为解决上述问题迫切需要一种新结构发电机应用于风力发电领域。
发明内容
1、发明目的本发明提供了一种组合定转子结构的混合励磁永磁风力发电机，目 的在于解决永磁风力发电机磁场不易调节、电机闭口槽不易实现、电机过重不易运输和吊 装等问题。
2、技术方案本发明是通过以下技术方案实施的 —种组合定转子结构的混合励磁永磁风力发电机，其包括机座，安装在机座上的 定子机壳及设置在定子机壳两端的前端盖和后端盖；转轴通过前端盖与后端盖上的轴承固 定在定子机壳的中部，转子和定子设置在定子机壳内，其特征在于定子机壳为导磁材料起 背轭作用，置于机座上；在转轴的周围沿径向依次设置组合式转子和组合式定子；所述的 组合式转子部分主要由永磁体磁极、铁磁极、磁极隔磁压板和转子支架构成；其中的转子支 架固定在电机的转轴上，用于支撑转子；电机磁极挂在转子支架上；每个电机磁极由永磁 体磁极和铁磁极组成，永磁体磁极又由永磁体和转子冲片构成；电机磁极与转子支架被分 为左右两部分，中间设置有转子轴向导磁构件、平键和转子轴向隔磁组件；所述的组合式定 子部分主要由定子齿模块、定子绕组、直流励磁线圈构成；定子绕组绕在定子齿模块上，同 样电机定子也被分为左右两部分，中间设有定子轴向导磁套筒和定子轴向隔磁套筒，直流 励磁线圈被安放在定子机壳、定子轴向导磁套筒和定子轴向隔磁套筒之间形成的槽中。
在组合式转子部分中，为了减小轴向漏磁，在永磁体磁极与铁磁极之间放置磁极 隔磁压板。 在组合式定子部分中，定子齿模块成"工"字型形状，由定子冲片叠压而成。
3、优点及效果本发明与已有技术相比，具有如下优点采用组合电机结构可节约用材量、降低成本，便于电机的运输、吊装以及故障时的拆卸维修；将混合励磁发电机用 于风电领域，利于实现变速恒压；本发明所提转子挂极结构可减小电机的转子损耗，且当某 块永磁体发生局部失磁时，易于更换新的磁极；本发明所述的定子结构，可实现闭口槽结 构，利于发电机起动阻力矩的降低，而不会带来电机绕组下线的困难；转子磁极隔磁压板的 采用，减少了轴向漏磁且有利于冲片的轴向压紧。
四
图1为本发明的转子结构示意图；
图2为本发明的转子磁极分布示意图； 图3为本发明转子的永磁体磁极和铁磁极的连接示意图；
图4为本发明的主要结构示意图；
图5为图4的侧视图； 图6为本发明定子齿模块的主要结构示意图。
五具体实施例方式
图中的标注1为转轴，2为永磁体，3为转子冲片，4为铁磁极隔磁压板，5为铁磁 极，6为转子轴向导磁构件，7为转子轴向隔磁组件，8为平键，9为转子支架，10为永磁体磁 极，11为轴承，12为前端盖，13为定子机壳，14为定子冲片，15为定子轴向导磁套筒，16为 直流励磁线圈，17为定子轴向隔磁套筒，18为后端盖，19为机座。
下面结合附图对本发明进行具体说明 图1为转子结构示意图；作为组合式转子部分，它包括永磁体磁极10、铁磁极5、铁 磁极隔磁压板4、转子支架9，转子支架9固定在电机转轴1上，用于支撑转子，电机磁极挂 在转子支架9上。电机磁极与转子支架9被分为左右两部分，中间通过转子轴向导磁构件 6、转子轴向隔磁组件7和平键8相连。每个电机磁极由永磁体磁极10和铁磁极5组成，永 磁体磁极10又由永磁体2和转子冲片3构成。为了减小轴向漏磁，在永磁体磁极10与铁 磁极5之间放置磁极隔磁压板4。 图2为本发明的转子磁极分布示意图；图中也显示了左右两部分组合式转子形成 的磁极分布示意图，由转子轴向隔磁组件7将两部分隔开。 图3为本发明转子的永磁体磁极10和铁磁极5的连接示意图；它们都通过凹槽插 接固定在转子支架9上。 图4为本发明的总装图；图中显示，包括定子机壳13、机座19、转轴1、轴承11、组 合式转子、组合式定子。定子机壳13为导磁材料，起背轭作用，置于机座19上。电机转轴l 通过前端盖12与后端盖18上的轴承11固定在定子机壳13的中部，在转轴1的周围沿径 向依次设置组合式转子、组合式定子。组合式定子部分包括定子齿模块、定子绕组、直流励 磁线圈16，定子齿模块成"工"字型由定子冲片14叠压而成，见图6所示，"工"字型的设计 便于安装固定定子绕组；定子绕组绕在"工"型定子齿模块上。同样电机定子也被分为左右 两部分，中间通过定子轴向导磁套筒15和定子轴向隔磁套筒17相连，直流励磁线圈16被 安放在定子机壳13、定子轴向导磁套筒15和定子轴向隔磁套筒17之间形成的槽中。图5 为图4的侧视图；图中显示了定子机壳13固定在机座19之上，定子机壳13上的吊环用于
4起重吊装。 见图6所示，定子齿模块成"工"字型由定子冲片14叠压而成，上端带有凸起，与 定子机壳13的凹槽相匹配，定子齿模块固定在定子机壳13上。 本发明的这种结构上的设计可节约用材量、降低成本，便于电机的运输、吊装以及 故障时的拆卸维修；同时易于实现变速恒压，也可减小电机的转子损耗。永磁体磁极10和 铁磁极5的连接方式是以凹槽插接固定的方式，这种结构是当某块永磁体发生局部失磁 时，易于更换新的磁极。定子齿模块成"工"字型由定子冲片14叠压而成的结构，可实现闭 口槽结构，利于发电机起动阻力矩的降低，而不会带来电机绕组下线的困难。转子磁极隔磁 压板4的采用，减少了轴向漏磁且有利于冲片的轴向压紧。
权利要求
一种组合定转子结构的混合励磁永磁风力发电机，其包括机座(19)，安装在机座(19)上的定子机壳(13)及设置在定子机壳(13)两端的前端盖(12)和后端盖(18)；转轴(1)通过前端盖(12)与后端盖(18)上的轴承(11)固定在定子机壳(13)的中部，转子和定子设置在定子机壳(13)内，其特征在于定子机壳(13)为导磁材料起背轭作用，置于机座(19)上；在转轴(1)的周围沿径向依次设置组合式转子和组合式定子；所述的组合式转子部分主要由永磁体磁极(10)、铁磁极(5)、磁极隔磁压板(4)和转子支架(9)构成；其中的转子支架(9)固定在电机的转轴(1)上，用于支撑转子；电机磁极挂在转子支架(9)上；每个电机磁极由永磁体磁极(10)和铁磁极(5)组成，永磁体磁极(10)又由永磁体(2)和转子冲片(3)构成；电机磁极与转子支架被分为左右两部分，中间设置有转子轴向导磁构件(6)、平键(8)和转子轴向隔磁组件(7)；所述的组合式定子部分主要由定子齿模块、定子绕组、直流励磁线圈(16)构成；定子绕组绕在定子齿模块上，同样电机定子也被分为左右两部分，中间设有定子轴向导磁套筒(15)和定子轴向隔磁套筒(17)，直流励磁线圈(16)被安放在定子机壳(13)、定子轴向导磁套筒(15)和定子轴向隔磁套筒(17)之间形成的槽中。
2. 根据权利要求1所述的一种组合定转子结构的混合励磁永磁风力发电机，其特征在 于在组合式转子部分中，为了减小轴向漏磁，在永磁体磁极(10)与铁磁极(5)之间放置磁 极隔磁压板(4)。
3. 如权利要求1所述一种组合定转子结构的混合励磁永磁风力发电机，其特征在于 在组合式定子部分中，定子齿模块成"工"字型形状，由定子冲片(14)叠压而成。
全文摘要
本发明特别涉及一种永磁风力发电机。它包括定子机壳、机座、转轴、轴承、组合式转子、组合式定子，其特征在于电机定子机壳为导磁材料起背轭作用，置于机座上电机转轴通过前端盖与后端盖上的轴承固定在定子机壳的中部，在转轴的周围沿径向依次设置组合式转子、组合式定子。组合式转子、组合式定子都分为左右两部分，组合式转子通过一个转子支架固定在电机的转轴上；组合式定子部分由定子齿模块成“工”字型形状，定子绕组绕在定子齿模块上，直流励磁线圈被安放在中间隔开的机壳、定子轴向导磁套筒和定子轴向隔磁套筒之间形成的槽中。本发明的目的在于解决永磁风力发电机磁场不易调节、电机闭口槽不易实现、电机过重不易运输和吊装等问题。
文档编号H02K1/22GK101752916SQ20091024889
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者吴延忠, 唐任远, 安忠良 申请人:沈阳工业大学