一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机。
【背景技术】
[0002]目前国内风力发电机组变桨系统采用的直流电机具有自身结构复杂、制造成本高、维修麻烦、维护成本高等缺点，导致其在风电市场上渐渐失去主导地位，也使得国内众多风力发电企业已逐步放弃使用变桨直流电机的风力发电机组变桨系统；另外变桨用永磁同步电机又存在最大转矩受永磁体去磁约束，抗震能力差，高转速受限制，功率较小，成本高和启动困难等缺点，应用范围不广。
【发明内容】
[0003]针对上述情况，本实用新型提供一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，它具有电机功率密度高、控制精度高、过载能力强等特点，并且结构简单，安装维护方便，运行安全可靠。
[0004]为了实现上述目的，一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，它包括转子、波形垫圈、前端盖、轴承A、机座、定子总成、接线盒、后端盖、制动器、联轴器、编码器、涡流离心风机、轴承B，所述转子穿过定子总成中心并经轴承A、轴承B分别于前端盖、后端盖轴向固定连接；波形垫圈固定于前端盖内并紧贴轴承A ;机座轴向两端分别与前端盖、后端盖固定连接，其内侧固定连接定子总成；接线盒经垫块与机座一侧固定连接，接线盒盖连接固定于接线盒外侧；涡流离心风机与机座另一侧固定连接；后端盖轴向外侧固定连接制动器；编码器经编码器安装盘与制动器固定连接；联轴器轴向两端分别与转子尾端及编码器固定连接。
[0005]为了实现结构、效果优化，其进一步的措施:接线盒包括由接地片C、接线柱、电容、外壳底座、公接插体、温控开关、接地片D、接线端子、电缆锁头、续流二极管构成；续流二极管并联于制动器电缆线的引出端；接线盒与涡流离心风机分别对称安装于机座两侧。
[0006]本实用新型一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，它包括转子、波形垫圈、前端盖、轴承A、机座、定子总成、接线盒、后端盖、制动器、联轴器、编码器、涡流离心风机、轴承B，转子穿过定子总成中心并经轴承A、轴承B分别于前端盖、后端盖轴向固定连接；波形垫圈固定于前端盖内并紧贴轴承A ;机座轴向两端分别与前端盖、后端盖固定连接，其内侧固定连接定子总成；接线盒经垫块与机座一侧固定连接，接线盒盖连接固定于接线盒外侧；涡流离心风机与机座另一侧固定连接；后端盖轴向外侧固定连接制动器；编码器经编码器安装盘与制动器固定连接；联轴器轴向两端分别与转子尾端及编码器固定连接的技术方案；它克服了永磁直流电机或者高压交流电机结构复杂、制造维护成本高、抗震能力差、输出功率小等缺点。
[0007]本实用新型相比现有技术所产生的有益效果:
[0008]1、本实用新型采用高电阻铝锰合金为导条及电机定转子冲片采用磁饱和系数更高的材料，解决了变桨系统要求电机过载能力强、过载倍数大、功率密度大等技术难题；
[0009]I1、本实用新型采用单相电容式涡流风机，有效解决了安装空间大和散热难的问题；
[0010]II1、本实用新型在制动器输出端并联增加一个续流二极管，确保制动器停止工作瞬间不会因电流过大而引起损坏，保障系统的运行安全；
[0011]IV、本实用新型在各相线圈下均匀埋设三个Pt10铂热电阻以及在出线位置埋设一个温度开关KTY，能及时有效的检测电机定子绕组的温升，当出现异常情况时可快速对电机采取保护措施，最大限度的保护电机不会受损；
[0012]V、本实用新型采用在冷却风机电路上串接斯密特温度开关，可保障在特定温度条件下冷却风机能正常运行；
[0013]V1、本实用新型在电机尾端经联轴器连接高精度混合式光电编码器，可实现对电机的运行速度和角度的精确闭环控制；
[0014]VI1、本实用新型能实现电机的大扭矩输出，抗震能力强，节约安装空间，维护快捷；并且结构简单、紧凑，极大降低了制造成本，使用寿命提高，运行安全可靠，易于普及推广。
[0015]本实用新型广泛适应于风力发电机组变桨系统的配套使用。
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型结构的剖视图。
[0018]图2为本实用新型接线盒内部结构示意图。
[0019]图3为本实用新型的左视图。
[0020]图4为本实用新型的主视图。
[0021]图5为本实用新型的电气原理图。
[0022]图中:1、转子，2、波形垫圈，3、前端盖，4、轴承Α，5、机座，6、定子总成，7、接线盒，8、接线盒盖，9、垫块，10、后端盖，11、接地片C，12、制动器，13、联轴器，14、编码器，15、编码器安装盘，16、涡流离心风机，17、轴承B，18、接线柱，19、电容，20、外壳底座，21、公接插体，
22、温控开关，23、接地片D，24、接线端子，25、电缆锁头，26、续流二极管。
【具体实施方式】
[0023]参照附图，本实用新型是这样实现的:一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，它包括转子1、波形垫圈2、前端盖3、轴承Α4、机座5、定子总成6、接线盒7、后端盖10、制动器12、联轴器13、编码器14、涡流离心风机16、轴承Β17，所述转子I穿过定子总成6中心并经轴承Α4、轴承Β17分别于前端盖3、后端盖10轴向固定连接；波形垫圈2固定于前端盖3内并紧贴轴承Α4 ;机座5轴向两端分别与前端盖3、后端盖10固定连接，其内侧固定连接定子总成6 ;接线盒7经垫块9与机座5 —侧固定连接，接线盒盖8连接固定于接线盒7外侧；祸流离心风机16与机座5另一侧固定连接；后端盖10轴向外侧固定连接制动器12 ;编码器14经编码器安装盘15与制动器12固定连接；联轴器13轴向两端分别与转子I尾端及编码器14固定连接；接线盒7与涡流离心风机16分别对称安装于机座5两侧。
[0024]如图2所示，本实用新型的接线盒7包括由接地片C11、接线柱18、电容19、外壳底座20、公接插体21、温控开关22、接地片D23、接线端子24、电缆锁头25、续流二极管26构成；续流二极管26并联于制动器12电缆线的引出端，有效防止了瞬间电流对于控制器的冲击，保障制动器的安全以及整个系统的安全性。
[0025]本实用新型对电机的定转子冲片采用磁饱和系数更高的材料，使得在相同体积和质量情况下输出功率及力矩最大，有效提升电机重量与体积密度比；并将转子I内的导条由普通纯铝更改为高电阻铝锰合金(锰含量达到1.02%)，增加转子I鼠笼电阻率，改善了电机的启动性能；有效解决变桨系统对电机高功率密度、大转矩输出、过载倍数高的特殊要求。
[0026]本实用新型将电机用的冷却风机采用单相电容式涡流风机可节约安装空间，因安装变桨电机的位置空间受到限制，采用单相电容式涡流风机可满足系统对电机长度方向上的安装要求；现有变桨电机的冷却风机大多从电机开始工作时就启动运行，在电机温度较低时，冷却风机一直处于运行状态，造成了很大的浪费；本实用新型在冷却风机电路中加装一个斯密特温度开关，利用该开关的特性，可保证当电机机壳温度达到50°C时冷却风机开始启动并正常工作，以满足电机散热的要求，大大降低了电能的损耗。
[0027]如图5所示，本实用新型在制动器12引出端位置并联增加一个型号为IN4001的续流二极管26，有效防止了瞬间电流对于控制器的冲击，保障制动器12的安全以及整个系统的安全；因为电机制动器12断电瞬间其电流会达到其额定电流的2?3倍，如果直接将制动器12接入控制器，该瞬间电流可能导致该控制器因电流冲击而受损。
[0028]如图5所示，本实用新型依照电机定子线圈的发热特点，在其各相线圈下均匀埋设三个PtlOO铂热电阻以及在出线位置埋设一个温度开关KTY，并且实时输出电阻值(可转化为对应温度值)以及开关通断信号，能够及时有效的检测电机定子绕组的温升，当出现异常情况可快速反应对电机进行保护，最大限度保护电机不受损。
[0029]本实用新型采用了德国原装进口的混合式光电编码器14进行信号的实时监测，为保障电机的整体长度满足系统的安装要求，将原测定桨叶角度的增量型编码器和测定电机旋转速度的绝对值式编码器采用混合式光电编码器14进行取代，并利用联轴器13进行连接，使得整个电机安装维护方便快捷。
【主权项】
1.一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，其特征在于它包括转子(I)、波形垫圈(2)、前端盖(3)、轴承A (4)、机座(5)、定子总成(6)、接线盒(7)、后端盖(10)、制动器(12)、联轴器(13)、编码器(14)、涡流离心风机(16)、轴承B (17)，所述转子(I)穿过定子总成(6)中心并经轴承A (4)、轴承B (17)分别于前端盖(3)、后端盖(10)轴向固定连接；波形垫圈(2)固定于前端盖(3)内并紧贴轴承A (4);机座(5)轴向两端分别与前端盖(3)、后端盖(10)固定连接，其内侧固定连接定子总成(6);接线盒(7)经垫块(9)与机座(5 ) 一侧固定连接，接线盒盖(8 )连接固定于接线盒(7 )外侧；祸流离心风机(16 )与机座(5)另一侧固定连接；后端盖(10)轴向外侧固定连接制动器(12);编码器(14)经编码器安装盘(15)与制动器(12)固定连接；联轴器(13)轴向两端分别与转子(I)尾端及编码器(14)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，其特征在于所述接线盒(7)包括由接地片C (11)、接线柱(18)、电容(19)、外壳底座(20)、公接插体(21)、温控开关(22)、接地片D (23)、接线端子(24)、电缆锁头(25)、续流二极管(26)构成。
3.根据权利要求2所述的一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，其特征在于所述续流二极管(26)并联于制动器(12)电缆线的引出端。
4.根据权利要求1所述的一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，其特征在于接线盒(7)与涡流离心风机(16)分别对称安装于机座(5)两侧。
【专利摘要】一种基于风力发电机组变桨系统的低压交流变频电机，它包括转子、前端盖、轴承A、机座、定子总成、接线盒、后端盖、制动器、编码器、涡流离心风机、轴承B，转子穿过定子总成中心并经轴承A、轴承B分别于前端盖、后端盖轴向固定连接；机座轴向两端分别与前端盖、后端盖固定连接，其内侧固定连接定子总成；接线盒经垫块与机座一侧固定连接，涡流离心风机与机座另一侧固定连接；后端盖轴向外侧固定连接制动器；编码器经编码器安装盘与制动器固定连接；联轴器轴向两端分别与转子尾端及编码器固定连接；它克服了已有电机结构复杂、制造维护成本高、抗震能力差、输出功率小等缺点；广泛适应于风力发电机组变桨系统的配套使用。
【IPC分类】H02K11-00, H02K7-10, H02K5-22
【公开号】CN204361837
【申请号】CN201420797681
【发明人】朱刚, 付志良, 彭足运, 李志勇, 李敏, 王君
【申请人】江麓机电集团有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月17日