专利名称：永磁体内嵌式大型变速风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种并网型的大型永磁风力发电机，具体是一种永磁体内嵌式 大型变速风力发电机，属于风力发电技术领域。
背景技术：
当前世界各国对新能源和可再生能源都十分重视。在绿色能源中，风能是 技术成熟经济性开发最好的可再生能源。在风能到电能的转化过程中，对生态环 境不产生破坏。与煤电相比，每1000KW风力发电机组每年能减少151.52吨二 氧化碳、9吨二氧化硫气体和6吨一氧化碳气体的排放。发展风力发电是可持续 发展的要求。
我国《可再生能源法》于2006年1月1日正式实施,这对我国可再生能源 的利用与开发将起巨大的推动作用。发展风力发电也是补充我国一次能源供应 不足,改善我国能源结构、保障能源安全的有效途径。发展风力发电，可推动我 国新能源与可再生能源技术及相关产业持续、快速、健康发展。发展风力发电 需要强有力的风力发电相关技术为支撑，以为我国迅速发展的风电场提供运行 可靠、成本低廉的新型大容量并网风力发电系统。
当前国内外运行的可变速风电系统中，双馈风力发电系统受到广泛重视， 但其变速范围受限制，部分转速下不能运行，使系统效率受到影响。近年来， 直驱永磁风力发电系统以其很宽的变速范围和极高的系统综合效率而受到市场 关注。由于这种机组的发电机是通过逆变器并网的，因而机组可以在最低转速 和最高转速范围内的任意点上运行，可获得非常良好的风能利用率；同时，由 于永磁发电机本身无需任何电励磁，效率也高于其它种类电机。这两个优点可 以大大提高风电机组年利用时间，获得更高的效益。
发明内容
3本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种永磁体内嵌式大型变速 风力发电机。本发明的永磁体安装方便，并具有较强的抗去磁能力，可减少制 造工时并增强永磁发电机的可靠性。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括定子、转子、主轴、后 端盖、前端盖，转子安装在主轴上，转子通过轴承、后端盖和前端盖支撑；主 轴通过法兰与原动机的驱动轴连接。其特征在于所述转子表面为叠片铁心形 成的圆面，转子包括转子铁心、永磁体、转子支架，转子铁心叠装在转子支 架上，转子铁心上开有与永磁体相匹配的槽，永磁体镶嵌在转子铁心的槽中。 转子支架套装在主轴上传递扭矩。
所述转子外圆光滑。
所述槽中永磁体的长度为转子表面磁极间距的0. 6至0. 75倍。 所述的永磁体两侧各有一个隔磁空隙。
所述隔磁空隙，其中可用非磁性适型材料填充，也可不用任何填充物。
所述隔磁间隙上部的过桥211的厚度为1. 5mm至3mm。
所述隔磁间隙之间(两个极的隔磁间隙)有一个径向拉梁，用以承载永磁 体及其外部铁心的离心力和周向力。
本发明永磁发电机与逆变器、系统控制器以及相应控制软件，配上塔筒、 风轮、变桨系统、偏航系统等，形成完整的变速风力发电机组。即本发明发电 机，发电机轴与风轮相联结，加上相应开关和控制策略，配上塔筒、风轮、变 桨系统、偏航系统、风标仪及其它电控系统，构成风力发电系统。
与现有技术相比，本发明的优点是
1. 永磁体安装更方便，便于批量生产。
2. 具有较强的抗去磁能力。嵌入结构附加了交轴磁路，使得电枢反应去磁 磁场不能直接作用于永磁体，而被永磁体表面的磁路所旁路，因而有较强的抗 去磁能力。
3. 髙效率。由于永磁体嵌入于转子矽钢片的内部，转子外圆光滑，因而电 机的气隙可以比较小，从而提高了永磁体的利用率。较高的磁负荷也提高了电 机的效率。
图1是表示本发明的结构示意图。
图2是本发明中转子剖面结构示意图。
图3是图2中转子永磁体嵌入结构的局部I剖视局部放大示意图。
图中1--定子，2—转子；3—主轴，4—后端盖，5—前端盖，6—法兰，
21—转子铁心，22—永磁体，23—转子支架，24-—隔磁间隙，211—过桥，212
一径向拉梁，213—外部铁心。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方 案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下 述的实施例。
如图1所示，图中有永磁发电机的定子l、永磁发电机的转子2、永磁发 电机的主轴3、永磁发电机后端盖4、永磁发电机的前端盖5、与永磁发电机连 接的原动机法兰6。图1说明总体结构布置，本发明永磁发电机为整体封闭结构。
本实施例包括定子l、转子2、主轴3、后端盖4、前端盖5，转子2安装 在主轴3上，转子2通过轴承、后端盖4和前端盖5支撑；主轴3通过法兰6 与原动机的驱动轴连接。其特征在于所述转子2表面为叠片铁心形成的圆面， 转子2包括转子铁心21、永磁体22、转子支架23，转子铁心21叠装在转子 支架23上，转子铁心21上开有与永磁体相匹配的槽，永磁体22镶嵌在转子铁 心21的槽中。转子支架23套装在主轴3上传递扭矩。
所述转子外圆光滑。
所述的永磁体22两侧各有一个隔磁空隙24。
所述隔磁空隙，其中可用非磁性适型材料填充，也可不用任何填充物。 所述隔磁间隙24上部的过桥211的厚度为1. 5mm至3mm。 所述隔磁间隙24之间(两个极的隔磁间隙)有一个径向拉梁212，用以承
载永磁体22及其外部铁心213的离心力和周向力。
发电机的定子1为外部自然风冷。发电机转子2安装在主轴3上。发电机
转子2通过轴承、后端盖4和前端盖5支撑。原动机的驱动轴通过法兰6与发
5电机主轴3连接，拖动发电机的转子2旋转，进而在定子1的绕组中感应出电 压发电。
如图2所示，为本发明发电机的转子剖面图。图中有转子铁心21，嵌入 的永磁体22，转子支架23，永磁发电机的主轴3。
如图3所示，图中有转子铁心21，嵌入的永磁体22，永磁体与转子铁心 间的隔磁间隙24。永磁体22镶嵌在转子铁心21预先开出的槽中，转子铁心21 则叠装在转子支架23上。转子支架23套装在主轴3上传递扭矩。
如图3所示，在镶嵌永磁体的槽中永磁体的两侧各有一个隔磁空隙24。其 中可用非磁性适型材料填充，也可不用任何填充物。这种间隔可以有效减小永 磁体22侧面的漏磁。隔磁间隙24上部的过桥211的厚度为1.5mm至3mm，以保 证在有足够的机械强度的同时，不使永磁体22漏磁过大。两个极的隔磁间隙24 之间有一个径向拉梁212以承载永磁体22及其外部铁心213的离心力和周向力。
这种永磁体的镶嵌结构有许多优点
1. 转子表面为叠片铁心形成的圆面，定子和转子间的气隙容易保证，因而 设计上可采用较小的气隙，以尽可能减少励磁，从而减少永磁体用量，降低成 本。
2. 由于转子铁心21上开有与永磁体相匹配的槽，永磁体安装方便，且不 会因同极下有多块永磁体而产生排斥造成安装的麻烦。
3. 交轴磁路有一定的导磁性。在发电机负载电流对气隙磁场产生去磁作用 时，去磁磁场的一部分通过交轴磁路导通，起到了一定的保护永磁体的作用。 因而抗去磁能力大大提高。
权利要求
1.一种永磁体内嵌式大型变速风力发电机，包括定子、转子、主轴、后端盖、前端盖，转子安装在主轴上，转子通过轴承、后端盖和前端盖支撑；主轴通过法兰与原动机的驱动轴连接，其特征在于所述转子表面为叠片铁心形成的圆面，所述转子包括转子铁心、永磁体、转子支架，转子铁心叠装在转子支架上，转子铁心上开有与永磁体相匹配的槽，永磁体镶嵌在转子铁心的槽中，转子支架套装在主轴上传递扭矩。
2. 如权利要求l所述的永磁体内嵌式大型变速风力发电机，其特征在于， 所述转子外圆光滑。
3. 如权利要求l所述的永磁体内嵌式大型变速风力发电机，其特征在于， 所述槽中永磁体的长度为转子表面磁极间距的0. 6至0. 75倍。
4. 如权利要求1或3所述的永磁体内嵌式大型变速风力发电机，其特征在 于，所述的永磁体两侧各有一个隔磁空隙。
5. 如权利要求4所述的永磁体内嵌式大型变速风力发电机，其特征在于， 所述隔磁空隙，其中用非磁性适型材料填充，或不用任何填充物。
6. 如权利要求5所述的永磁体内嵌式大型变速风力发电机，其特征在于， 所述隔磁间隙上部的过桥211的厚度为1. 5mm至3mm。
7. 如权利要求6所述的永磁体内嵌式大型变速风力发电机，其特征在于， 所述隔磁间隙之间有一个径向拉梁，用以承载永磁体及其外部铁心的离心力和 周向力。
全文摘要
本发明涉及一种永磁体内嵌式大型变速风力发电机，属于风力发电技术领域。本发明包括定子、转子、主轴、后端盖、前端盖，转子安装在主轴上，转子通过轴承、后端盖和前端盖支撑；主轴通过法兰与原动机的驱动轴连接，其特征在于所述转子表面为叠片铁心形成的圆面，所述转子包括转子铁心、永磁体、转子支架，转子铁心叠装在转子支架上，转子铁心上开有与永磁体相匹配的槽，永磁体镶嵌在转子铁心的槽中，转子支架套装在主轴上传递扭矩。本发明的永磁体安装方便，并具有较强的抗去磁能力，可减少制造工时并增强永磁发电机的可靠性。
文档编号H02K1/27GK101494397SQ20081003293
公开日2009年7月29日 申请日期2008年1月23日 优先权日2008年1月23日
发明者敏 赵 申请人:上海荟懿环保科技有限公司