專利名稱：電勵磁與復合勵磁的風力發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機技術，特別是一種電勵磁與復合勵磁的風力發(fā)電機。
背景技術：
現(xiàn)有的直驅式風力發(fā)電機轉子大多都用釹鐵硼等純永磁體做成磁極，風力發(fā)電機轉子旋轉過程中與定子切割磁感線發(fā)出電，用純永磁體制作的風力發(fā)電機，起動時有一定的啟動阻力，起動困難，成本高，耐溫低，受環(huán)境影響大，受年限限制，磁場衰減，容易失磁， 降低功率。專利號為201010106667. 1，專利名稱為“一種爪極電機”的發(fā)明專利公開了一種爪極電機，這種機構的爪極電機不但結構復雜，需要電刷和滑環(huán)等結構才能夠工作，最為關鍵的是磁軛線圈套在磁軛模芯外部，磁軛模芯的兩端分別與驅端爪極和電端爪極裝配在一起，磁鋼組件被銜在驅端爪極和電端爪極之間，發(fā)電機在勵磁工作時，磁鋼組件和磁軛線圈之間產生的磁場會相互抵消，甚至磁通直接從N極爪進入S極爪，產生短路。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對永磁風力發(fā)電機和現(xiàn)有爪極式風力發(fā)電機的不足，提供一種爪極式電勵磁與復合勵磁風力發(fā)電機。本發(fā)明的技術方案為一種電勵磁風力發(fā)電機，包括轉子、定子、前端蓋、后端蓋以及發(fā)電機殼，定子套裝于轉子的外部，二者之間設置有氣隙，所述的轉子包括轉軸、線圈座、 勵磁線圈以及爪極；所述的線圈座套裝于轉軸并固裝于后端蓋上的，勵磁線圈安裝于線圈座內；所述的爪極套裝于線圈座外部，爪極設置有驅端爪極和電端爪極，驅端爪極固裝于轉軸上，驅端爪極和電端爪極之間設置有間隙并通過非導磁隔離體連接；所述的線圈座與電端爪極接口處設置為匹配的臺階狀；其中，線圈座與轉軸之間設置有氣隙，線圈座與電端爪極之間設置有氣隙，線圈座與驅端爪極之間設置有氣隙。優(yōu)選的是所述的線圈座上設置有一塊圓筒狀的永磁體，其中，勵磁線圈嵌奘于線圈座的外部，永磁體嵌奘于線圈座的內部。優(yōu)選的是所述的爪極的每個爪設置為梯形柱。優(yōu)選的是所述的爪極設置為凸爪極，凸爪極的每個爪設置為平行四邊形柱。本發(fā)明的有益效果為本專利采用電勵磁及復合勵磁發(fā)電，風力發(fā)電機起動無阻力，在低風速下，風葉起動非常容易，無需考慮葉片的預先起動角度，便于控制，穩(wěn)定性好， 適合于惡劣環(huán)境，耐溫高，制造容易，成本低，損耗低，使用壽命超出純永磁發(fā)電機的兩倍以上。轉軸上裝有驅動爪極和電端爪極，驅動爪極和電端爪極通過非導磁隔離體連接(驅動爪極和電端爪極爪型一致)，構成轉子。驅動爪極和電端爪極交叉組合，用非導磁隔離體連接，并有一定間隙，爪極與定子鐵芯之間的氣隙距離小于左右兩爪之間的間隙，左右兩爪之間的間隙可防止磁通直接從N極爪進入S極爪，產生短路，還可以消弱高次諧波電勢及高次齒諧波電勢。凸爪極比普通爪極磁場面積大一些，效率稍高。非導磁隔離體連接爪極，起固定連接作用，還可防止漏磁。本發(fā)明一種為包含永磁體的復合勵磁線圈座，另一種不包含永磁體的電勵磁線圈座，纏繞上勵磁線圈后，構成兩種形式的勵磁繞組，勵磁線圈座用螺栓固定在風力發(fā)電機后端蓋上，勵磁線圈線頭從后端蓋引出，省去了電刷和滑環(huán)，減少了機械損耗，大大提高了使用壽命。線圈座及爪極具備儲存磁場的作用，當發(fā)電機通電一次后，磁場在其材料上，保存不小于2000小時的磁場儲存，降低了勵磁損耗。復合勵磁線圈座包含電勵磁線圈座的優(yōu)點，并且線圈座內壁嵌裝有永磁體，發(fā)電機無需初勵磁，靠永磁體產生的電磁根據(jù)不同的轉速會自動調壓，在這種混合勵磁的結構上，永磁體不會受年限或溫度的影響而失磁，因為它與電磁混合，通電后產生電磁會給它自動補充磁場，磁場儲存很穩(wěn)定，發(fā)電機在高轉速時，無需勵磁繞組工作，可完成無勵磁發(fā)電。


圖1為本發(fā)明爪極式電勵磁裝置轉子的剖視2為本發(fā)明爪極式復合勵磁裝置轉子的剖視圖 圖3為本發(fā)明凸爪極式電勵磁裝置轉子的剖視4為本發(fā)明凸爪極式復合勵磁裝置轉子的剖視5為本發(fā)明總裝的剖視6為本發(fā)明爪極式轉子外形效果7為本發(fā)明凸爪極式轉子外形效果8為本發(fā)明勵磁線圈外形繞線9為本發(fā)明無刷復合勵磁轉子結構剖視圖
具體實施例方式下面結合

本發(fā)明的
具體實施例方式如圖1、3、6、7所示，一種電勵磁風力發(fā)電機，包括轉子1、定子2、前端蓋3、后端蓋 4以及發(fā)電機殼5，定子2套裝于轉子1的外部，二者之間設置有氣隙，所述的轉子1包括轉軸6、線圈座7、勵磁線圈8以及爪極；所述的線圈座7套裝于轉軸6并固裝于后端蓋4上的，勵磁線圈8安裝于線圈座7內；所述的爪極套裝于線圈座7外部，爪極設置有驅端爪極9 和電端爪極10，驅端爪極9固裝于轉軸6上，驅端爪極9和電端爪極10之間設置有間隙并通過非導磁隔離體11連接；所述的線圈座7與電端爪極10接口處設置為匹配的臺階狀；其中，線圈座7與轉軸6之間設置有氣隙12，線圈座7與電端爪極10之間設置有氣隙13，線圈座7與驅端爪極9之間設置有氣隙14。如圖1、3、6所示所述的爪極的每個爪設置為梯形柱。如圖1、3、7所示所述的爪極設置為凸爪極，凸爪極的每個爪設置為平行四邊形柱。風力發(fā)電機葉片迎風轉動，帶動轉子轉動時，達到一定轉速，靠轉子內的剩磁切割磁力線，使發(fā)電機定子繞組產生電壓，進入控制器，再輸出勵磁電壓，接入勵磁繞組，建立電壓開始勵磁，也可根據(jù)不同轉速自動調整勵磁繞組、勵磁電流，使風力發(fā)電機輸出穩(wěn)定的電壓。線圈座7與電端爪極10的接口處有氣隙13，接口處呈臺階狀，有助于磁場順利傳到驅端爪極9上，防止漏磁，勵磁線圈8不動為固定位置，固定在發(fā)電機后端蓋4上，轉軸6 與線圈座7有一定氣隙12，當勵磁線圈8通上直流電時，電磁場通過氣隙傳到轉軸6上，從線圈座7傳入驅端爪極9形成N極，傳入電端爪極10形成S極，使轉子上的爪極產生N極和S極的磁場，形成了無刷結構，當轉子旋轉時，切割磁力線發(fā)電，發(fā)出電后，定子繞組通過控制器完成了自勵，因為轉子合金材料，工作一次，就會在爪極上儲存一定的磁場，在下次旋轉時，無需再采用電充磁。如圖2、4、5、6、7、9所示，一種復合勵磁風力發(fā)電機，所述的線圈座7上設置有圓筒狀的永磁體15，其中，勵磁線圈8嵌奘于線圈座7的外部，永磁體15嵌奘于線圈座7的內部。如圖2、4、6所示所述的爪極的每個爪設置為梯形柱。如圖3、4、7所示所述的爪極設置為凸爪極，凸爪極的每個爪設置為平行四邊形柱。勵磁線圈8的長度與永磁體15的長度一致，安裝在電磁繞組的中心位置，充磁方向為兩端充磁，A端為N極，B端為S極，永磁體15的中心孔穿在電機轉軸6上，并與電機轉軸6有一定的氣隙，線圈座7與電端爪極10之間設置有氣隙12，線圈座7與驅端爪極9之間設置有氣隙14，磁場通過氣隙傳到轉軸6上，線圈座7上繞上勵磁線圈8，通過氣隙傳到驅端爪極9上為N極，通過氣隙將磁場傳到電端爪極10上為S極，當控制器給勵磁繞組通電后，會加大磁場強度，發(fā)電機在發(fā)電過程中，當需要停車時，可通過控制器將定子和轉子完全能實現(xiàn)電磁制動，使風力發(fā)電機的在短時間內停機；當?shù)退龠\轉或需 要加大勵磁磁場時， 通過控制器自動接通勵磁繞組，使磁場強度增大；當轉速升高時，需要減弱勵磁繞組的勵磁電流，甚至切斷勵磁電流，有利于控制發(fā)電機功率的大小，大大減少了勵磁功率，使發(fā)電機的電壓控制更穩(wěn)定。采用這種方式，發(fā)電機無需初勵磁，靠永磁體產生的電磁根據(jù)不同的轉速會自動調壓，在這種混合勵磁的結構上，永磁體不會受年限或溫度的影響而失磁，因為它與電磁混合，通電后產生電磁會給它自動補充磁場，磁場儲存很穩(wěn)定，與全靠永磁結構的風力發(fā)電機相比，純永磁結構會根據(jù)溫度的影響超低溫或高溫或年久問題，自行失磁，使發(fā)電機的功率在不同情況下衰減，減少使用壽命。
權利要求
1.一種電勵磁風力發(fā)電機，包括轉子、定子、前端蓋、后端蓋以及發(fā)電機殼，定子套裝于轉子的外部，二者之間設置有氣隙，其特征在于所述的轉子包括轉軸、線圈座、勵磁線圈以及爪極；所述的線圈座套裝于轉軸并固裝于后端蓋上的，勵磁線圈安裝于線圈座內；所述的爪極套裝于線圈座外部，爪極設置有驅端爪極和電端爪極，驅端爪極固裝于轉軸上，驅端爪極和電端爪極之間設置有間隙并通過非導磁隔離體連接；所述的線圈座與電端爪極接口處設置為匹配的臺階狀；其中，線圈座與轉軸之間設置有氣隙，線圈座與電端爪極之間設置有氣隙，線圈座與驅端爪極之間設置有氣隙。
2.如權利要求1所述的復合勵磁風力發(fā)電機，其特征在于所述的線圈座上設置有圓筒狀的永磁體，其中，勵磁線圈嵌奘于線圈座的外部，永磁體嵌奘于線圈座的內部。
3.如權利要求1或2所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述的爪極的每個爪設置為梯形柱。
4.如權利要求1或2所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述的爪極設置為凸爪極，凸爪極的每個爪設置為平行四邊形柱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電勵磁風力發(fā)電機，包括轉子、定子、前端蓋、后端蓋以及發(fā)電機殼，定子套裝于轉子的外部，二者之間設置有氣隙，所述的轉子包括轉軸、線圈座、勵磁線圈以及爪極；所述的線圈座套裝于轉軸并固裝于后端蓋上的，勵磁線圈安裝于線圈座內；所述的爪極套裝于線圈座外部，爪極設置有驅端爪極和電端爪極，驅端爪極固裝于轉軸上，驅端爪極和電端爪極之間設置有間隙并通過非導磁隔離體連接；所述的線圈座與電端爪極接口處設置為匹配的臺階狀；其中，線圈座與轉軸之間設置有氣隙，線圈座與電端爪極之間設置有氣隙，線圈座與驅端爪極之間設置有氣隙。本發(fā)明采用電勵磁及復合勵磁發(fā)電，風力發(fā)電機起動無阻力，在低風速下，風葉起動非常容易，無需考慮葉片的預先起動角度，便于控制，穩(wěn)定性好，適合于惡劣環(huán)境，耐溫高，制造容易，成本低，損耗低，使用壽命超出純永磁發(fā)電機的兩倍以上。
文檔編號H02K19/26GK102299598SQ20111025940
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權日2011年9月5日
發(fā)明者姜春輝 申請人:青島敏深風電科技有限公司