直驱式双凸极永磁风力发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种直驱双凸极永磁风力发电机。
【背景技术】
[0002]风力发电系统主要可分为恒速恒频CSCF发电系统和变速恒频VSCF发电系统。CSCF发电系统和VSCF系统的主要区别在于发电机的转速是否随风速的变化而变化。目前，VSCF发电系统在风速领域应用更为广泛，而在今后风电机组发展中将有较大的发展空间。VSCF发电系统主要有双馈式和直驱式两种，在双馈式系统中，双向变频器的使用增加了控制难度，且齿轮变速箱的存在使系统故障更高、成本增加、效率高，电机转速低，气动力矩大，并可减轻机组的重量和降低故障率。随着永磁材料性价比的不断提高，直驱式永磁风力发电系统是今后VSCF发电系统的主要形式，具有十分广泛的应用前景。
[0003]风能是能量密度降低的一种能源，由风能驱动的风力机风轮工作在较低转速，传统的同步或异步发电机由于极数限制，需要在风力机和发电机之间采用增速齿轮提高转速。因此，直驱式永磁风力发电机具有重量轻，效率高、动态响应快、安装方便，维护费用低等一系列优点。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题而提供一种结构简单、控制灵活，且具有功率密度高、效率高、功率因数高等优点的直驱式双凸极永磁风力发电机。
[0005]双凸极永磁电机(DoublySalient Permanent Magnetic Machine，DSPM)，顾名思义，DSPM电机的定子和转子均为双凸极结构，这种电机的转子铁芯(14)和转子凸极(13)上既无绕组，也无磁钢，因转子上无绕组，故只有铁耗，无铜耗，结构简单、坚固，适合高速、高温运行，并具有高的效率和高的功率密度。
[0006]本实用新型为一种高效的直驱式双凸极永磁风力发电机，为此，采用了转轴(7)、凸极转子(5)，配有绕组(11)和永磁钢(4)的凸极定子(3)，前、后轴承(9)，前端盖￠)，后端盖(I)和机壳(2)，并按照一定结构连接，其特征在于，定子内圆的凸极数为30，转子铁芯(14)压套在转轴(7)上，转子外圆凸极数为20;转轴支承于前、后轴承(9)内，前后轴承固定在前、后端盖出、1)上；转轴前端的法兰盘与风轮法兰盘直驱连接，由风力直接驱动发电机旋转发电。
【附图说明】
[0007]图1为30/20极直驱式双凸极永磁风力发电机纵截面图。
[0008]图中1-后端盖；2_机壳；3_带绕组的凸极定子；4_永磁钢；5_凸极转子；6_前端盖；7_转轴；8_连接风轮的法兰盘；9_轴承。
[0009]图2为30/20极直驱式双凸极永磁风力发电机的定子横截面图。图中10-定子磁轭；11-定子线圈；12_定子齿部。
[0010]图3为30/20极直驱式双凸极永磁风力发电机的转子横截面图，图中13-转子凸极；14-转子铁芯。
【具体实施方式】
[0011]如图1、图2、图3所示，该直驱式双凸极永磁风力发电机由配有绕组11和永磁钢4的凸极定子3，凸极转子5，转轴7，前、后轴承9，前端盖6，后端盖I和机壳2组成。
[0012]定子铁芯和转子铁芯均采用0.5mm厚的冷轧硅钢片冲制叠压成，定子铁芯10压套于机壳2内，转子铁芯14压套在转轴7上，转轴的两端支承于前、后轴承9，前、后轴承固定在前、后端盖I和6内，前、后端盖I和6与机壳2用细栓组合形成发电机整体。转轴的前端配有连接风轮的法兰盘8，以便在风力的作用下直接驱动发电机发电。
[0013]定子磁轭上配置10块NdFeB永磁钢，按切向磁通均布于定子外周，定子凸极上绕有集中绕组，相邻凸极上的绕组绕向相反，三相绕组的具体绕法如图2所示。
[0014]基于DSPM电机的工作原理，以及其定子极数、转子极数与相数的一定关系，我们选用了定子极数Ps= 30，转子极数1\= 20。转子凸极与定子凸极之间的气隙应均匀，确保同心度和0.7mm的气隙长度。
【主权项】
1.一种直驱式双凸极永磁风力发电机，包括转轴(7)、凸极转子(5)，配有绕组(11)和永磁钢(4)的凸极定子(3)，前、后轴承(9)，前端盖￠)，后端盖(I)和机壳(2)，其特征在于，所以定子内圆的凸极数为30，转子铁芯(14)压套在转轴(7)上，转子外圆凸极数为20 ;转轴支承于前、后轴承(9)内，前后轴承固定在前、后端盖(6、I)上；转轴前端的法兰盘与风轮法兰盘直驱连接。
2.根据权利要求1所述的直驱式双凸极永磁风力发电机，其特征在于:每个定子凸极(12)上绕有集中绕组(11)，相邻凸极上的绕组绕向相反，串联连接。
3.根据权利要求1所述的直驱式双凸极永磁风力发电机，其特征在于:转子铁芯(14)和转子凸极(13)上既无绕组，也无磁钢。
4.根据权利要求1所述的直驱式双凸极永磁风力发电机，其特征在于:凸极定子(3)压套在机壳(2)内，沿定子的外周均布10块NdFeB永磁钢(4)，磁钢的磁通呈切向励磁分布。
【专利摘要】本实用新型涉及一种直驱式双凸极永磁风力发电机，包括转轴(7)，凸极转子(5)，配有绕组(11)和永磁钢(4)的凸极定子(3)，前、后轴承(9)，前端盖(6)，后端盖(1)和机壳(2)；定子铁芯压套在机壳(2)内，沿定子内圆的凸极数为30，每个定子凸极上绕有集中绕组(11)，相邻凸极上的绕组绕向相反，串联连接，沿定子外圆的磁轭部均布10块NdFeB永磁钢，其极性呈切向励磁分布；凸极转子(5)有20个凸极(13)，转子铁芯压套在转轴(7)上，转子上无绕组、无磁钢，结构简单、坚固。
【IPC分类】H02K3-28, H02K21-30
【公开号】CN204538929
【申请号】CN201520061903
【发明人】邓隐北, 郭学梅, 张子亮, 唐庆伟
【申请人】河南亮明科技有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年1月29日