定子双绕组电励磁风力发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风力发电机结构技术，特别涉及一种定子双绕组电励磁风力发电机。
【背景技术】
[0002]随着社会对能源和环境问题的持续关注，可再生能源的开发利用正呈现出加速发展的趋势。风能作为目前人类所掌握的开发应用技术最为成熟的可再生资源之一，凭借其可开发量、分布区域广、安全环保等优点，在社会经济可持续发展中发挥着重要的作用。
[0003]目前社会上已出现了各种结构的风力发电机，但是已有的风力发电机主要以双馈式发电机和永磁直驱或半直驱发电机为主，电机结构相对复杂，励磁电流调节不方便。其中，双馈式发电系统中常采用的发电机为转子交流励磁双馈发电机其缺点是仍然包括有滑环和电刷结构，使得风力发电机在恶劣的运行环境中较易出现故障；永磁发电机的缺点是永磁材料成本高，导致整机成本相对较高，以及在使用过程中会出现励磁调节困难及电机退磁的风险，其原因是永磁材料在高温、震动和过电流情况下，有可能永久退磁，致使发电机整体报废。另外，社会上出现的磁通切换发电机主要以永磁型以及混合励磁型为主，其应用场合主要以小型发电机为主，在大型的风力发电场合类似结构的发电机存在结构实施困难、绕组嵌线困难。
[0004]因此本领域迫切需要一种风力发电机，其励磁线圈具有结构、实施简单方便、便于克服绕组嵌线困难。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例旨在克服以上技术问题，提出一种具有结构新型、实施简单方便、便于克服绕组嵌线困难的定子双绕组电励磁风力发电机。
[0006]为解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种定子双绕组电励磁风力发电机，包括定子和转子，其中，
[0007]所述转子位于所述定子的内部，所述定子和所述转子之间设置有气隙，所述定子和所述转子均为凸极结构；
[0008]所述定子包括定子铁芯、机座和多个绕组；
[0009]所述定子铁芯包括定子轭、多个定子齿和多个定子槽；
[0010]所述机座位于所述定子铁芯的外部，所述定子齿之间为所述定子槽，每个所述定子槽中设置有所述绕组；
[0011]所述转子包括转子铁芯、转轴和转子支架；
[0012]所述转子支架的第一端连接在所述转轴上，所述转子支架的第二端连接在所述转子铁芯上，所述转轴通过所述转子支架带动所述转子转动。
[0013]根据本发明的第二方面，提供一种定子双绕组电励磁风力发电机，其中，所述绕组包括励磁绕组和电枢绕组，所述励磁绕组和所述电枢绕组分别设置在相邻的所述定子槽中。
[0014]根据本发明的第三方面，提供一种定子双绕组电励磁风力发电机，其中，每个所述定子槽中的所述绕组设置为左右双层分布。
[0015]根据本发明的第四方面，提供一种定子双绕组电励磁风力发电机，其中，所述励磁绕组的结构采用模具成形，使所述励磁绕组的线圈端部沿径向朝外弯曲。
[0016]根据本发明的第五方面，提供一种定子双绕组电励磁风力发电机，其中，所述转轴的内部设置为通孔结构，所述通孔结构内设置有与叶片轮毂连接的穿线管，所述转轴的驱动端设置有内花键。
[0017]根据本发明的第六方面，提供一种定子双绕组电励磁风力发电机，其中，所述定子的定子铁芯采用扇形硅钢片叠装而成，整个所述定子铁芯由6片所述扇形硅钢片拼成。
[0018]根据本发明的第七方面，提供一种定子双绕组电励磁风力发电机，其中，所述励磁绕组的端部绑扎与固定通过定子铁芯压圈上的连接螺杆进行绑扎固定。
[0019]根据本发明的第八方面，提供一种定子双绕组电励磁风力发电机，其中，所述励磁绕组和所述电枢绕组的连接方式采用集中串联。
[0020]本发明的定子双绕组电励磁风力发电机相比于现有技术具有如下优点:
[0021]1、该电机不需要永磁体作为励磁源，也不需要转子力矩限制器，降低了电机的造价成本，并且其结构简单，可靠性高，在电机运行维护方面具有天然优势；
[0022]2、该定子励磁线圈结构形式相比于传统的线圈结构形式具有如下优势:节省端部空间、减少电机尺寸、保证了励磁线圈的端部固定又为电枢线圈的装配让出了充足的装配及引线焊接的空间；
[0023]3、该电机的主要尺寸以及接口尺寸与传统永磁半直驱风力发电机可以保持一致或接近，意味着此风力发电机可以得到快速应用；
[0024]4、该电机采用定子24/转子14的齿比配合，有效地降低了电机的转矩脉动。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的定子双绕组电励磁风力发电机的轴向剖面图；
[0026]图2为本发明的定子双绕组电励磁风力发电机的定子和转子部分的轴向剖面图；
[0027]图3为本发明的定子双绕组电励磁风力发电机的定子嵌线轴向视图；
[0028]图4为本发明的定子双绕组电励磁风力发电机的定子励磁绕组三维模型。
[0029]附图标记说明:
[0030]1、定子1-1、定子轭1-2、定子齿
[0031]1-3、定子槽2、转子2-1、转子铁芯
[0032]2-2、转轴2-3、转子支架3、绕组
[0033]3-1、电枢绕组3-2、励磁绕组
[0034]3-2-1、励磁绕组的主体 3-2-2、励磁绕组的端部
[0035]4、机座5、定子铁芯压圈
[0036]6、连接螺杆7、连接块
【具体实施方式】
[0037]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构及技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0038]图1为本发明的定子双绕组电励磁风力发电机的轴向剖面图，如图1所示，本发明的定子双绕组电励磁风力发电机包括定子I和转子2，定子I和转子2均为凸极结构，且定子I和转子2之间设置有气隙。其中，定子I包括定子铁芯、机座4和多个绕组3。转子2位于定子I的内部，机座4位于定子铁芯的外部。转子2包括转子铁芯2-1、转轴2-2和转子支架2-3。其中，转子支架2-3的第一端连接在转轴2-2上，转子支架2-3的第二端连接在转子铁芯2-1上，在本发明的定子双绕组电励磁风力发电机使用过程中，转子2中设置的转轴2-2可以通过转子支架2-3来带动转子2发生转动。由于转子2中既不包括永磁体也不包括电枢绕组3-1，即转子2上没有设置永磁体和电枢绕组3-1，使得本发明的定子双绕组电励磁风力发电机结构简单，运行可靠，也提高了风电系统的稳定性。本发明的定子双绕组电励磁风力发电机中的机座4主要是支撑和固定铁芯、绕组3等部件，并且将定子1、转子2连接组装起来的结构件，同时起到方便设备安装，适应不同的设备及安装环境而调整安装尺寸的作用，另外本发明的机座4包含一个水循环冷却套，其水阻小，换热效率高。
[0039]如图2所示，定子铁芯包括定子轭1-1、多个定子齿1-2和多个定子槽1-3。相邻的定子齿1-2之间为定子槽1-3，每个定子槽1-3中设置有绕组3 ;
[0040]在定子槽1-3中设置的绕组3既包括励磁绕组3-2也包括电枢绕组3_1，并且励磁绕组3-2和电枢绕组3-1分别设置在相邻的两个定子槽1-3中，其中，绕组3的节距设置为2。另外，每个定子槽1-3中设置为左右双层分布。
[0041]本发明的进一步实施例中，定子I和转子2均由硅钢片叠压制成，这样设置的电机能够减少涡流损耗，提高电机效率。另外，本发明的定子铁芯采用扇形硅钢片叠压而成，并且整个定子I在圆周方向上由6片扇形硅钢片叠装而成，并且叠压扇形硅钢片方式采用半叠片方式。
[0042]图3为本发明的定子双绕组电励磁风力发电机的定子嵌线轴向视图，如图3所示，本发明的进一步实施例中，采用定子铁芯压