一种中速永磁风力发电机结构的制作方法

本发明属于疯了发电机技术领域，具体涉及一种中速永磁风力发电机结构。

背景技术：

风力发电机组主传动链系统结构按主齿轮箱划分，分为直驱型和增速型结构。直驱型风力发电机组传动部件少，机组可靠性高，由于机组转速低，发电机直径大，对永磁体消耗量大，成本高，随着功率等级的提升，发电机直径增幅较大，对发电机制造工艺要求高，且无法满足陆上运输要求。增速型风力发电机组，通过齿轮箱提升发电机转速，涉及到传动部件多，主要有：主轴、齿轮箱、联轴器、发电机，机组可靠性低，由于齿轮箱以及发电机为柔性联接，齿轮箱发电机对中性差，齿轮箱输出轴为高速旋转部件，受力特性复杂，实际运行故障率高。

通过去掉高速级部分，降低齿轮箱故障率，cn103210214提出了中速集成方案，齿轮箱与发电机采用集成式设计，避免了齿轮箱不对中情况，保留直驱永磁在电能质量的性能，降低直驱发电机重量和成本。

对于中速集成方案，cn103210214和cn101865084方案中齿轮箱输出轴采用长轴，穿过发电机达到传动系的末端，再反向将扭矩通过联轴器传递给发电机转子。缺点是齿轮箱输出长主轴结构导致刚度降低，对装配对中性要求高，输出轴受载变形大，联轴器产生的变形回复力大，导致对联轴器产品性能要求高，成本高。

中速集成方案另一种考虑方式为去掉发电机轴承，cn202832992和cn203951312方案中，提供了一种将齿轮箱输出轴直接安装在发电机转轴内的方案。缺点是齿轮箱输出轴将承受整个发电机重量，齿轮箱输出轴尺寸大，由于齿轮箱输出轴为太阳轮输出，根据行星轮系特性，太阳轮必须要进行浮动设计，实现均载特性，使得齿轮箱输出轴浮动产生的振动都将直接传递至发电机端，导致发电机气隙变化，影响输出电能质量，甚至导致电机扫膛。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，刚性好，能保证整个联轴器只传递扭矩，便于检修的中速永磁风力发电机结构，它还可以降低整个发电机定子绕组以及定子绕组与永磁体之间气隙的温度。

本发明采用的技术方案为：一种中速永磁风力发电机结构，包括发电机定子组件、发电机转子组件、主轴、联轴器、齿轮箱壳体及齿轮箱输出轴，所述主轴的一端固定安装在齿轮箱壳体上，主轴的另一端通过轴承支撑发电机转子组件内孔中；所述发电机定子组件固定安装在齿轮箱外壳上；联轴器的一端与齿轮箱输出轴连接，联轴器的另一端连接发电机转子组件;其特征是：所述发电机定子组件包括外壳、定子绕组、端部支撑板及密封板，外壳的一端法兰与齿轮箱壳体连接；所述端部支撑板外缘固定安装在外壳的另一端；端部支撑板内缘与密封板连接，所述密封板上设有迷宫式密封结构i，联轴器另一端的端面上设有迷宫式密封结构ⅱ，迷宫式密封结构ⅱ与迷宫式密封结构i配合形成迷宫式密封。

上述的中速永磁风力发电机结构中，所述外壳的截面为方形，外壳的一端设有法兰，法兰与齿轮箱壳体连接；所述定子绕组固定于外壳内表面上。

上述的中速永磁风力发电机结构中，所述的端部支撑板内端面上安装有通风组件，所述的通风组件包括挡风板、进风风机和排风风机，所述的端部支撑板上设有多个安装风机的通孔，通孔对应于发电机定子组件和发电机转子组件之间的气隙设置；多个通孔分成两组，一组通孔内安装进风风机，另一组通孔内安装排风风机，安装进风风机和排风风机的通孔之间设有挡风板，挡风板焊接在外壳上。

上述的中速永磁风力发电机结构中，所述的端部支撑板内端面与定子绕组留有间隙，端部支撑板的内端面上焊接有通风管道，通风管道为直角弯管结构，通风管道对应于进风风机安装，与进风风机连通。

上述的中速永磁风力发电机结构中，通风管道侧壁的格栅板结构，格栅板结构的出风口面积小于进风口面积。

上述的中速永磁风力发电机结构中，所述发电机转子组件包括转子支架及永磁体，转子支架与联轴器链接，转子支架通过轴承安装在主轴上，转子支架的肋板上设有减载孔；所述的永磁体固定在转子支架上。

上述的中速永磁风力发电机结构中，所述联轴器包括法兰i、连接管和法兰ⅱ，法兰i和法兰ⅱ分别安装在连接管的两端，法兰i通过螺栓与齿轮箱输出轴连接，法兰ⅱ通过螺栓与转子支架链接；所述的连接管采用玻璃钢制成，联轴器上设有制动盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构简单，刚性好；而且本发明检修时，其端部支撑板內缘螺栓链接的密封板可以拆卸下来，工人进入到发电机定子组件内部进行维护，具有维护方便的优点；本发明的端部支撑板上设有风机，风机分为两组，一组向外壳内进风，另一组向外排风，与电机气隙构成一个冷却风循环风道，可以降低整个发电机定子绕组以及定子绕组与永磁体之间气隙的温度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的发电机内部冷却管道布局结构示意图。

图3是本发明的发电机总体结构示意图。

图4是本发明的冷却风道结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1-4所示，本发明包括发电机定子组件2、发电机转子组件3、主轴9、联轴器7、轴承6、齿轮箱壳体1及齿轮箱输出轴11。所述发电机定子组件2包括外壳2.1、定子绕组2.2、端部支撑板2.3及密封板2.4，所述外壳2.1的截面为方形，外壳2.1的一端设有法兰，法兰与齿轮箱壳体1连接。所述定子绕组2.2通过热套或者螺栓链接的方式固定于外壳2.1的内表面上。所述端部支撑板2.3的外缘通过螺栓固定安装在外壳2.1的另一端；端部支撑板2.3内缘通过螺栓与密封板2.4连接，所述密封板2.4上设有迷宫式密封结构i5。所述的密封板2.4能够拆卸下来，方便工人进入到发电机定子组件3内部进行维护，如测量所述定子绕组2.2与所述永磁体3.1间气隙，观察所述定子绕组2.2端部情况，检查所述前后轴承6油脂泄漏情况。

所述主轴9的一端通过螺栓与齿轮箱壳体1链接，所述主轴9通过轴承6支撑在发电机转子组件3中心孔内，发电机转子组件3能够绕主轴9转动。所述联轴器7包括法兰i7.1、连接管7.2和法兰ⅱ7.3，法兰i7.1和法兰ⅱ7.3分别安装在连接管7.2的两端，所述的连接管7.2采用玻璃钢制成，具有绝缘功能，联轴器7上设有制动盘，用于制动。联轴器7的法兰i7.1通过螺栓与齿轮箱输出轴11连接。

所述发电机转子组件3包括永磁体3.1和转子支架3.2，所述的转子支架3.2通过螺栓与联轴器7的法兰ⅱ连接，转子支架3.2设有中心孔，转子支架3.2通过所述轴承6安装在主轴9上。所述转子支架3.2肋板上设有减载孔，用于减轻其重量。所述发电机永磁体3.1通过螺栓连接的方式或者表贴方式固定于转子支架3.2上。联轴器7的法兰ⅱ7.3上设有迷宫式密封结构ⅱ7.4，迷宫式密封结构ⅱ7.4与迷宫式密封结构i5配合形成迷宫式密封。

所述端部支撑板2.3开有4个安装风机用的通孔13，通孔13对应于发电机定子组件2和发电机转子组件3之间的气隙设置，通孔13内安装有风机8。四个风机8分成两组，每组两个，一组设置在外壳2.1的上部两个角处，为进风风机8.2，向外壳2.1内进风。另一组设置在外壳2.1的下部两个角处，为排风风机8.1，向外壳2.1外排风。所述发电机定子组件2的端部支撑板2.3与定子绕组2.2之间留有一定轴向空间距离，所述的端部支撑板2.3的内端面焊接有两个通风管道4，通风管道4为直角弯管结构，两个通风管道4分别安装在外壳2.1上部的两个角处，两个通风管道4分别与两个进风风机8.2连通。通风管道4的侧壁为格栅板结构，格栅板结构的出风口面积小于进风口面积。两个进风风机8.2与两个通风机8.1之间分别设有一个挡风板12，挡风板12焊接在外壳2.1上。

所述端部支撑板2.3上端两个进风风机8.2从外向外壳2.1内部吸风，风从端部支撑板2.3内端面上的通风管道4进入，经过通风管道格栅板14流入发电机定子绕组2.2与永磁体3.1之间气隙。所述端部支撑板2.3下端两个排风风机8.1从外壳2.1内部向外排风，将经过发电机定子绕组2.2上端气隙的热空气排出，挡风板12用于阻止进风风机8.2吸入的风直接被排风风机8.1直接排出。所述发电机外壳2.1为方形结构，所述定子绕组2.2为环形结构，电机外壳2.1四个角处与定子绕组2.2形成的腔隙利于对定子绕组2.2内空气流动。