专利名称：高防护等级直流并网型2mw永磁直驱风力发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电机，特别是涉及高防护等级直流并网型永磁直驱风力发 电系统。
背景技术：
大型风力发电机组是在野外使用的架在数十米高空的大型设备，一旦风力发电机 出现故障，由于要用大型吊车将其吊装到地面上才能修理，所以其维修费用是非常高的，可 达地面电机的数倍，过程又可能长，大大影响发电量。因此，风力发电机在运行期间对风力 发电机的防护等级提出严格要求，降低故障，保证使用期限就显得尤为重要。目前风电装备中使用最多的机型是双馈机和异步机，而这两种机型都装有变速 箱，在风沙、沙尘暴频发地区，虽然在制造过程中采取了密封措施，但是也不可避免地要吹 到变速箱里去，这部分的故障率、返修率都很高。变速箱一旦损坏，维修起来成本惊人。另 外，由于风电场往往在野外，因此，大型吊车拆卸变速箱的费用极高，这对企业来说都是经 营上的风险。即便是新一代永磁直驱风力发电机，也因清一色由欧洲人为主设计师，均采用 大直径外转子永磁直驱机型，或悬臂大直径内转子永磁直驱机型。这两种结构的机型先天 性防护等级较低，提高防护等级的难度也很大。在高温地区的环境条件下，由于高温影响， 发电机及机组内的并网设施电子元器件也易发生故障，影响风电机组的安全运行。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供 一种高防护等级直流并网型永磁直驱风力发电系统。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现高防护等级直流并网型风力发 电系统，包括风轮、永磁直驱发电机，升压变压器、整流器、直流局域网、高压逆变器以及总 控制器，其特征在于所述的永磁直驱发电机由风轮联轴直接驱动与升压变压器连接，升 压变压器输出端连接整流器、整流器输出端整流后的高压直流电连接直流局域网、直流局 域网远程连接高压逆变器，所述的总控制器分别连接调控风轮、永磁直驱发电机、升压变压 器、整流器、直流局域网和高压逆变器。所述的永磁直驱发电机为内转子永磁直驱发电机，前后双轴承支承，发电机所有 部件密封于定子外壳内。所述的内转子永磁直驱风力发电机的内转子外壁，螺钉压紧定位磁钢，高密度纤 维布、环氧树脂胶环绕封闭转子外表面。所述的内转子永磁直驱风力发电机的转子轴为空心轴。与现有技术相比，本实用新型应用了永磁直驱风力发电机无齿轮箱变速，直驱发 电的技术，彻底消除了对齿轮箱防尘防沙的难题，内转子永磁直驱风力发电机双轴承支承， 可将发电机所有部件密封于定子机外壳内、内转子中空轴通风散热的特点，和内转子外壁 螺钉加高密度纤维布环氧树脂固定密封磁钢技术，保证了发电机的防沙、防尘、散热和磁钢的失磁、腐蚀的高防护。
图1为本实用新型的系统原理图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1所示，高防护等级直流并网型永磁直驱发电系统包括风轮1、永磁直驱发电 机2，升压变压器3、整流器4、直流局域网5、高压逆变器6以及总控制器7，永磁直驱发电机 2由风轮1联轴直驱动，与升压变压器3连接，升压变压器3输出端连接整流器4、整流器4 输出端整流后的高压直流电连接直流局域网5、直流局域网5远程连接高压逆变器6，高压 逆变器6接入交流大电网8，总控制器7分别连接调控风轮1、永磁直驱发电机2、升压变压 器3、整流器4、直流局域网5和高压逆变器6。
风轮直径 82m 叶片数3叶片
叶片材料 复合材料 额定功率 2000KW 额定转速20r/min
工作转速范围 12—20r/min 电机最高频率18Hz 电机输出电压650VAC~~900VAC本实用新型的发电系统中，永磁直驱发电机为内转子永磁直驱发电机，在采取前 后双轴承支承技术措施后，发电机所有部件可以密封于定子外壳内，为发电机的防尘、防潮 大幅提高防护等级。永磁直驱风力发电机的内转子外壁，螺钉压紧定位磁钢，高密度纤维 布、环氧树脂胶环绕封闭转子外表面，在已被定子外壳密封的定子磁钢上环氧树脂密封，为 磁钢进一步提高防护等级。内转子永磁直驱风力发电机的转子轴为空心轴，只要选取的中 空轴孔内的容积足够大，孔内空气流动快温度也就不会过度升高，中孔轴保证了磁钢的温 度始终不超过允许温度，不会因过热造成退磁。风力发电机在现场A亦就是在风电场，发出的电流经升压整流后，连接到直流局 域网，直流局域网可以远距离连接建在环境条件好的高压逆变器控制室B，将直流变换成与 电网同压、同相、同频交流电后，并入交流电网，可以提高风力发电机与交流大电网的安全 等级。
权利要求1.一种高防护等级直流并网型2MW永磁直驱风力发电系统，包括风轮、永磁直驱发电 机，升压变压器、整流器、直流局域网、高压逆变器以及总控制器，其特征在于所述的永磁 直驱发电机由风轮联轴直接驱动与升压变压器连接，升压变压器输出端连接整流器、整流 器输出端整流后的高压直流电连接直流局域网、直流局域网远程连接高压逆变器，所述的 总控制器分别连接调控风轮、永磁直驱发电机、升压变压器、整流器、直流局域网和高压逆 变器。
2.如权利要求1所述的一种高防护等级直流并网型2MW永磁直驱风力发电系统，其特 征在于所述的永磁直驱发电机为内转子永磁直驱发电机，前后双轴承支承，发电机所有部 件密封于定子外壳内。
3.如权利要求2所述的一种高防护等级直流并网型2MW永磁直驱风力发电系统，其特 征在于所述的内转子永磁直驱风力发电机的内转子外壁，螺钉压紧定位磁钢，高密度纤维 布、环氧树脂胶环绕封闭转子外表面。
4.如权利要求2所述的一种高防护等级直流并网型2MW永磁直驱风力发电系统，其特 征在于所述的内转子永磁直驱风力发电机的转子轴为空心轴。
5.如权利要求2所述的一种高防护等级直流并网型2MW永磁直驱风力发电系统，其特 征在于风轮直径 82m 叶片数3叶片叶片材料 复合材料 额定功率 2000KW 额定转速20r/min工作转速范围12—20r/min 电机最高频率18Hz 电机输出电压650VAC>~900VAC
专利摘要本实用新型涉及一种高防护等级直流并网型2MW永磁直驱风力发电系统，包括风轮、永磁直驱风力发电机、升压变压器、整流器、直流局域网、高压逆变器以及总控制器。所述的永磁直驱风力发电机由风轮联轴直接驱动，永磁直驱风力发电机连接升压变压器，升压变压器连接整流器，整流器输出端整流后的高压直流电连接直流局域网、直流局域网远程连接高压逆变器，总控制器分别连接调控风轮、永磁直驱发电机、升压变压器、整流器、直流局域网和高压逆变器。与现有技术相比，本实用新型的风力发电机以及部分电子元器件所组成的发电系统，可以免除不利气候环境的影响，防护等级大幅度提高，使恶劣气候环境下的风力发电机组少出故障或不出故障。
文档编号H02K1/27GK201884207SQ20102057387
公开日2011年6月29日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者吕先明, 徐建新, 李勇, 柳东亚, 梁虎岑, 武树森, 王丛利, 贾大江, 郑健, 高建宏 申请人:上海万德风力发电股份有限公司