專利名稱：風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電機技術領域，具體是一種風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機。
背景技術：
在能源消耗日益增長瀕臨枯竭，環(huán)境污染日漸嚴重的今天，作為可再生綠色能源的風電成為世界各國普遍重視的能源，風力發(fā)電技術也成為各國學者競相研究的熱點。目前商用大型風力發(fā)電機組一般為水平軸風力發(fā)電機，它由風輪、增速齒輪箱、發(fā)電機、偏航裝置、控制系統(tǒng)、塔架等部件組成。其中控制系統(tǒng)包括控制槳距變化的變槳系統(tǒng)。 變槳距調節(jié)能夠按最佳參數(shù)運行，額定風速以下具有較高的風電利用系數(shù)，功率曲線飽滿， 額定風速以上功率輸出穩(wěn)定，不會造成發(fā)電機超負荷，較定距矢速式，整機受力狀況得到改善，而且年發(fā)電量大，因此逐步替代定槳距調節(jié)。全球風力發(fā)電機組制造將出現(xiàn)新的發(fā)展趨勢風電機組單機容量持續(xù)增大；變槳距功率可調節(jié)型機組發(fā)展迅速；變速恒頻技術得到快速推廣；無齒輪箱風電機組的市場份額迅速擴大；全功率變流技術興起。就風力發(fā)電機組而言，風電的利用率取決于尖速比，即葉片尖的轉速與風速的比值。因此，提高風電利用率的關鍵是變槳系統(tǒng)。直流調槳系統(tǒng)和交流調槳系統(tǒng)是目前最多的變槳系統(tǒng)，由于后者具有高故障率，操作需要交流變換器，雷擊的時候有可能停止變槳，調槳剎車系統(tǒng)穩(wěn)定性不高等缺點，使得直流調槳系統(tǒng)逐步替代交流調槳系統(tǒng)。但是，國內直流變槳系統(tǒng)的伺服電機多為外國進口的串勵式伺服電機，這種電機附屬機構多(此電機要正常運行需要有勵磁機、加熱器等附屬機構)，耗能大，效率低。因此，結合風機國產化目標，輕型化、高性能化、高效節(jié)能的變槳距調節(jié)系統(tǒng)專用稀土永磁直流伺服電機是目前研究開發(fā)的重點。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，具體技術方案如下—種風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，包括殼體，以及殼體內設置的直流電機本體2、測速電機本體3和編碼器4 ；所述直流伺服電機本體的轉子8、測速電機本體的轉子和編碼器4的轉軸共軸轉動。所述直流電機本體的轉子8，由鐵芯以及鐵芯上的繞組構成，所述直流電機本體的轉子8的長徑比是2. 7 4. 7，優(yōu)選3. 743 ；所述直流電機本體的轉子8采用多槽斜槽結構；所述直流電機本體2的繞組連接方式是單波繞組方式；
所述直流電機本體2的氣隙是2mm。 所述直流電機本體的定子7，其由鋼機殼和磁鋼疊加構成；所述磁鋼制成平行圓弧式。
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本發(fā)明還包括溫度傳感器10和風機5 ；風機5的出風口設在直流電機本體的制動器9和換向器6所在位置；溫度傳感器10檢測換向器6電刷的溫度，并輸出溫度信號給風機5的運轉控制裝置。本發(fā)明具有以下特點1.電樞設計成細長形，選擇較大的長徑比，從而減小了轉子轉動慣量。2.直流電機本體磁鋼采用耐180°C高溫的稀土永磁釹鐵硼38UH，在磁負荷較高的前提下，將電負荷也選取的較大，以充分發(fā)揮稀土永磁體性能優(yōu)異的長處，改善了動態(tài)性能。3.采用徑向磁化方式，磁鋼制成平行圓弧式，造成不均勻氣隙，改善了換向效果；4.采用多槽斜槽結構，增加元件數(shù)和換向片數(shù)，電樞繞組采用單波繞組，繞組系數(shù)接近1，加大電機的氣隙，使其達到2mm，以降低氣隙磁阻不均勻度，減小由此產生的轉矩脈動；5.測速電機本體磁鋼采用2:17釤鈷；6.直流電機本體和測速電機本體的換向器均采用銀鎳銅材料；7.軸承使用8325D高低溫潤滑油脂；8.機組外面采用新型氯磺化聚乙烯涂料面漆進行涂覆，并保證機組其他材料絕緣等級為F級。本發(fā)明的達到的效果如下a)機組轉動慣量為2^00N. m. s2xl0_6，機電時間常數(shù)小于15ms ；保證系統(tǒng)調速范圍 1 10000 ；b)負載始動電壓彡0. 5V ；c)轉矩脈動<6%;d)機組不帶附加裝置情況下，能在_45°C +65°C環(huán)境下正常工作。與現(xiàn)有技術相比，國內外利用的直流變槳系統(tǒng)的伺服電機是直流串勵式電機，此電機要正常運行需要有勵磁機、加熱器等附屬機構；而本發(fā)明無上述附屬機構，體積小、效率高、機電時間常數(shù)小、始動負載電壓低、工作溫度范圍廣、起動轉矩大。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是實施例中磁鋼的徑向截面示意圖。圖3是轉子鐵心的多槽斜槽結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明一種風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，包括殼體，以及殼體內設置的直流電機本體2、測速電機本體3和編碼器4，其特征是，所述直流伺服電機本體的轉子7、測速電機本體的轉子和編碼器4的轉軸共軸轉動。所述直流電機本體的轉子8，由鐵芯以及鐵芯上的繞組構成，所述直流電機本體的轉子8的長徑比是2. 7 4. 7，本例優(yōu)選3. 743 ；
所述直流電機本體的轉子8采用多槽斜槽結構，如圖3所示；所述直流電機本體2的繞組連接方式是單波繞組方式；所述直流電機本體2的氣隙是2mm。所述直流電機本體的定子7，其由鋼機殼和磁鋼疊加構成；所述磁鋼制成平行圓弧式，如圖2所示。本發(fā)明還包括溫度傳感器10和風機5 ；風機5的出風口設在直流電機本體的制動器9和換向器6所在位置；溫度傳感器10檢測換向器6電刷的溫度，并輸出溫度信號給風機5的運轉控制裝置。本例的電機，可達到主要技術指標1.額定功率4. IKff ；2.額定轉速2410rpm ；3.額定轉矩17N. m ；4.額定電壓250V ； 5.額定電流18. 3A;6.效率90% ；7.轉速控制精度0.09% ；8.負載始動電壓彡0. 5V。
權利要求
1.一種風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，包括殼體，以及殼體內設置的直流電機本體( 、測速電機本體C3)和編碼器，其特征是，所述直流伺服電機本體的轉子(8)、測速電機本體的轉子和編碼器的轉軸共軸轉動；所述直流電機本體的轉子(8)由鐵芯以及鐵芯上的繞組構成，所述直流電機本體的轉子(8)的長徑比是2. 7 4. 7。
2.根據(jù)權利要求1所述的風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，其特征是還包括溫度傳感器(10)和風機(5)；風機(5)的出風口設在直流電機本體的制動器(9)和換向器(6) 所在位置；溫度傳感器(10)檢測換向器(6)電刷的溫度，并輸出溫度信號給風機(5)的運轉控制裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，其特征是所述直流電機本體的定子(7)是由鋼機殼和磁鋼疊加構成；所述磁鋼制成平行圓弧式。
4.根據(jù)權利要求1所述的風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，其特征是所述直流電機本體的轉子(8)采用多槽斜槽結構；所述直流電機本體O)的繞組連接方式是單波繞組方式；所述直流電機本體⑵的氣隙是2mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，其特征是所述直流電機本體的轉子(8)的長徑比優(yōu)選3. 743。
全文摘要
一種風電變槳專用稀土永磁直流伺服電機，包括殼體，以及殼體內設置的直流電機本體(2)、測速電機本體(3)和編碼器(4)；所述直流伺服電機本體的轉子(8)、測速電機本體的轉子和編碼器(4)的轉軸共軸轉動；所述直流電機本體的轉子(8)由鐵芯以及鐵芯上的繞組構成，所述直流電機本體的轉子(8)的長徑比是2.7～4.7。與現(xiàn)有技術相比，國內外利用的直流變槳系統(tǒng)的伺服電機是直流串勵式電機，此電機要正常運行需要有勵磁機、加熱器等附屬機構；而本發(fā)明無上述附屬機構，體積小、效率高、機電時間常數(shù)小、始動負載電壓低、工作溫度范圍廣、起動轉矩大。
文檔編號H02K1/17GK102447351SQ20101050115
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權日2010年10月9日
發(fā)明者吳川云, 童小春, 趙坤仁, 黃海琴 申請人:溧陽市宏達電機有限公司