專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，更具體地講，涉及一種對(duì)磁體進(jìn)行了改進(jìn)的風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以直接與風(fēng)輪相連，省去了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的故障率較 高的齒輪箱部件，減少了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)工作，并且降低了噪聲，具有效率高、可靠性 好、維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。
圖1示出了傳統(tǒng)的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1，傳統(tǒng) 的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)包括定子1，呈圓柱形，在定子I的外周表面上固定地 安裝有線圈支架7，在線圈支架7上安裝有鐵芯4，在鐵芯4上安裝有線圈5 ;轉(zhuǎn)子3，通過(guò)軸 承2安裝在定子I上，在轉(zhuǎn)子3的外周表面上固定地安裝有磁體支架8，在磁體支架8的內(nèi) 表面上安裝有磁體6,其中,磁體6與線圈5彼此面對(duì),并在磁體6與線圈5之間形成有預(yù)定 間隙(例如，IOmm)。
參照?qǐng)D1，風(fēng)力發(fā)電過(guò)程就是通過(guò)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子3帶動(dòng) 磁體支架8以及安裝在磁體支架8上的磁體6 —起轉(zhuǎn)動(dòng),而線圈5相對(duì)于轉(zhuǎn)子3和磁體6 靜止，從而使得線圈5切割磁體6的磁力線以進(jìn)行發(fā)電。在發(fā)電過(guò)程中，發(fā)電機(jī)的線圈5會(huì) 產(chǎn)生大量熱，由于磁體6與線圈5之間的間隙很小，因此會(huì)由于線圈5與磁體6之間的熱傳 遞而使得發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子3上的磁體6的溫度升高。結(jié)果會(huì)導(dǎo)致磁體的性能變差，磁場(chǎng)強(qiáng)度 減弱，最終使得發(fā)電機(jī)的效率降低。
一方面，通過(guò)提高磁體6的性能能夠解決上述技術(shù)問(wèn)題，磁體6的性能與磁體6本 身的材料有著密切的關(guān)系，選擇磁體材料等級(jí)更高的磁體6能在更高的安全工作溫度下使 用。但是，選擇更高材料等級(jí)的磁體6意味著更高的成本，而且隨著磁體6的材料等級(jí)的上 升，對(duì)稀土材料的要求更高，可選擇的范圍更小。另外，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的不斷大型化，發(fā) 電機(jī)的尺寸也在不斷增大，對(duì)磁體6的使用量也在不斷增多，導(dǎo)致成本不斷增加。
另一方面，通過(guò)在發(fā)電機(jī)中設(shè)置專門針對(duì)磁體6的附加冷卻系統(tǒng)，對(duì)磁體6進(jìn)行適 時(shí)冷卻能夠解決上述技術(shù)問(wèn)題。但是，設(shè)置針對(duì)磁體6的附加冷卻系統(tǒng)會(huì)使得風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且會(huì)增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造成本。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提出這樣一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，所述風(fēng)力風(fēng)電機(jī)能夠解決 現(xiàn)有技術(shù)存在的磁體溫度升高，性能降低，以及失磁問(wèn)題。另外，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還能夠 解決針對(duì)磁體專門設(shè)計(jì)附加的冷卻系統(tǒng)而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本增加的問(wèn)題。
本發(fā)明一方面提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括磁體，安裝在定子 組件和轉(zhuǎn)子組件中的一個(gè)上；線圈，安裝在定子組件和轉(zhuǎn)子組件中的另一個(gè)上，使得磁體與 線圈彼此面對(duì)，并且在磁體與線圈之間形成有預(yù)定間隙，從而當(dāng)定子組件和轉(zhuǎn)子組件發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈切割磁體的磁力線以進(jìn)行發(fā)電，其中，在磁體的面對(duì)線圈的表面上涂覆有 絕熱層。
根據(jù)本發(fā)明，所述定子組件中的定子可呈圓柱形，在所述定子的外周表面上固定 地安裝有線圈支架，所述線圈安裝在線圈支架上；所述轉(zhuǎn)子組件中的轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承安裝在 所述定子上，在所述轉(zhuǎn)子的外周表面上固定地安裝有磁體支架，所述磁體安裝在磁體支架 的內(nèi)表面上。
根據(jù)本發(fā)明，可在磁體的除與磁體支架接觸的表面之外的所有表面上涂覆有絕熱層。
根據(jù)本發(fā)明，所述絕熱層的厚度可根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率、所述預(yù)定間隙 以及絕熱層的材料性能確定。
根據(jù)本發(fā)明，所述絕熱層可通過(guò)噴涂或者鍍覆而形成。
根據(jù)本發(fā)明，所述絕熱層可以是陶瓷層。
根據(jù)本發(fā)明，所述陶瓷層可由從氮化硅、氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯組成的組 中選擇的至少一種材料組成。
根據(jù)本發(fā)明，所述絕熱層的厚度可以為2-8_。
根據(jù)本發(fā)明，所述線圈支架可包括環(huán)形板，所述定子穿過(guò)所述環(huán)形板的中心孔； 線圈支架筒，固定到環(huán)形板的外圓周表面上，所述線圈安裝在線圈支架筒的外周表面上；支 撐肋，安裝在定子與線圈支架筒的內(nèi)表面之間，用于加強(qiáng)線圈支架的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明，可在線圈支架筒和線圈之間設(shè)置有鐵芯。
根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的磁體在安全的設(shè)計(jì)溫度下工 作，降低磁體由于溫度升高而產(chǎn)生的失磁風(fēng)險(xiǎn)。


通過(guò)結(jié)合附圖，從下面的實(shí)施例的描述中，本發(fā)明這些和/或其它方面及優(yōu)點(diǎn)將 會(huì)變得清楚，并且更易于理解，其中
圖1示出了傳統(tǒng)的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示 意圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的A部分的 放大圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示 意圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的A'部分 的放大圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，其示例表示在附圖中，其中，相同的標(biāo)號(hào) 始終表示相同的元件。下面通過(guò)參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述以解釋本發(fā)明。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括定子1，呈圓柱形，在定子 I的外周表面上固定地安裝有線圈支架7，在線圈支架7上安裝有線圈5 ;轉(zhuǎn)子3，通過(guò)軸承 2安裝在定子I上,在轉(zhuǎn)子3的外周表面上固定地安裝有桶形磁體支架8,在磁體支架8的 內(nèi)表面上安裝有磁體6,磁體6與線圈5彼此面對(duì),并且在磁體6與線圈5之間形成有預(yù)定 間隙，其中，在磁體6的面對(duì)線圈5的表面上涂覆有絕熱層。其中，定子I和線圈支架7組 成定子組件，轉(zhuǎn)子3和磁體支架8組成組成轉(zhuǎn)子組件。
線圈支架7包括環(huán)形板71，所述定子I穿過(guò)所述環(huán)形板71的中心孔；線圈支架 筒72，固定到環(huán)形板71的外圓周表面上，線圈5安裝在線圈支架筒72的外周表面上；支撐 肋73，安裝在定子I與線圈支架筒72的內(nèi)表面之間，用于加強(qiáng)線圈支架7的強(qiáng)度。
雖然在本發(fā)明中，示出了線圈5通過(guò)線圈支架7安裝在定子I上，但是不發(fā)明不限 于此，線圈5也可以通過(guò)其他固定裝置安裝在定子I上，只要使得線圈5能夠切割磁體6的 磁力線以進(jìn)行發(fā)電即可。
桶形磁體支架8包括底板81，呈圓形，在底板81的中央形成有中心孔，轉(zhuǎn)子3穿 過(guò)所述底板81的中心孔；側(cè)表面82,以圓筒形從底板81的外圓周向一側(cè)延伸,磁體6安裝 在側(cè)表面82的內(nèi)周表面上。
雖然在本發(fā)明中，示出了磁體6通過(guò)磁體支架8安裝在轉(zhuǎn)子3上，但是不發(fā)明不限 于此，磁體6也可以通過(guò)其他固定裝置安裝在轉(zhuǎn)子3上，只要使得線圈5能夠切割磁體6的 磁力線以進(jìn)行發(fā)電即可。
另外，可在線圈5與線圈支架筒72安裝有鐵芯4，以提高發(fā)電效率。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的A部分的 放大圖。下面參照?qǐng)D3詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的形成有絕熱層的磁 體6。參照?qǐng)D3，為了保證在高溫情況下磁體6性能的穩(wěn)定性和可靠性，在磁體6的下表面 上形成有絕熱層，即，在磁體6的與線圈5面對(duì)的表面或者在磁體6的最靠近線圈5的表面 上形成有絕熱層。
具體地講，在將磁體6安裝在側(cè)表面82的內(nèi)周表面上之前，首先對(duì)磁體進(jìn)行涂層 處理，例如，可以通過(guò)噴涂或者鍍覆來(lái)形成所述絕熱層。
可選地，所述絕熱層可以是陶瓷層，所述陶瓷層可由從氮化硅、氧化硅、氧化鋁、氮 化鋁、氧化鋯組成的組中選擇的至少一種材料組成。
可選地，所述絕熱層的厚度可以根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率(發(fā)熱情況)、磁體6 與線圈5之間的預(yù)定間隙(例如，5mm至15_)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)以及絕 熱層的材料性能確定。
可選地，絕熱層的厚度為2_8mm。
雖然在本發(fā)明中，絕熱層通過(guò)噴涂或者鍍覆工藝來(lái)形成，但是本發(fā)明不限于此，絕 熱層可以通過(guò)其他合適的工藝形成，只要能夠使得絕熱層在高溫下仍保持牢固地固定在磁 體6上即可。
雖然在本發(fā)明中，以示例的方式示出了陶瓷層可以作為絕熱層，但是本發(fā)明不限 于此，絕熱層也可以是其他合適的覆蓋層，只用能夠使得磁體6與外界進(jìn)行良好的絕熱即可。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示 意圖，除了涂覆在磁體6上的絕熱層的涂覆表面不同之外，根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施 例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的其他結(jié)構(gòu)與根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的發(fā)電機(jī)的其他結(jié)構(gòu)相同。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)的A'部分 的放大圖。如圖5所示，可以在磁體6的除與磁體支架8的側(cè)表面82的內(nèi)周表面接觸的表 面之外的所有表面(即，磁體6的暴露在外的表面)上涂覆有絕熱層，從而使得磁體6被更 好地絕熱。
雖然在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，示出了在外轉(zhuǎn)子永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)中的磁體上涂 覆絕熱層，但是本發(fā)明的總體構(gòu)思可應(yīng)用于其他電機(jī)(例如，磁體安裝在定子組件上并且 線圈安裝在轉(zhuǎn)子組件上的電機(jī))中，從而解決磁體在溫度高的情況下，性能降低、失磁等問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，磁體的絕熱層的厚度根據(jù)發(fā)電機(jī)的功率(發(fā)熱情 況)、磁體與線圈之間的空隙大小、通風(fēng)冷卻調(diào)節(jié)以及所采用絕熱層的材料等因素而確定。 其中，所述絕熱層的材料性能越好，所述絕熱層的厚度越小。
根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，由于至少在磁體的靠近線圈的表面上涂覆絕熱層， 因此，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的線圈發(fā)熱量不變的情況下，使得磁體的溫度保持得更低，從而能使 同樣等級(jí)的磁體滿足更高的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)熱工作環(huán)境的要求，或者能夠降低磁體的材料 等級(jí)，從而滿足其原有安全工作溫度要求。
根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在磁體的表面上形成有絕熱層，從而能夠提高磁體 在極端工作環(huán)境下的安全工作溫度范圍。
根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，可保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的磁體在安全的設(shè)計(jì)溫度下工 作，降低磁體由于溫度升高而產(chǎn)生的失磁風(fēng)險(xiǎn)。
雖然本發(fā)明是參照其示例性的實(shí)施例被具體描述和顯示的，但是本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn) 行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括 磁體，安裝在定子組件和轉(zhuǎn)子組件中的一個(gè)上； 線圈，安裝在定子組件和轉(zhuǎn)子組件中的另一個(gè)上，使得磁體與線圈彼此面對(duì)，并且在磁體與線圈之間形成有預(yù)定間隙，從而當(dāng)定子組件和轉(zhuǎn)子組件發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈切割磁體的磁力線以進(jìn)行發(fā)電， 其中，在磁體的面對(duì)線圈的表面上涂覆有絕熱層。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，所述定子組件中的定子呈圓柱形，在所述定子的外周表面上固定地安裝有線圈支架，所述線圈安裝在線圈支架上；所述轉(zhuǎn)子組件中的轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承安裝在所述定子上，在所述轉(zhuǎn)子的外周表面上固定地安裝有磁體支架，所述磁體安裝在磁體支架的內(nèi)表面上。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，在磁體的除與磁體支架接觸的表面之外的所有表面上涂覆有絕熱層。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，所述絕熱層的厚度根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率、所述預(yù)定間隙以及絕熱層的材料性能確定。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，所述絕熱層通過(guò)噴涂或者鍍覆而形成。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，所述絕熱層是陶瓷層。
7.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，所述陶瓷層由從氮化硅、氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯組成的組中選擇的至少一種材料組成。
8.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，所述絕熱層的厚度為2-8mm。
9.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，所述線圈支架包括環(huán)形板，所述定子穿過(guò)所述環(huán)形板的中心孔；線圈支架筒，固定到環(huán)形板的外圓周表面上，所述線圈安裝在線圈支架筒的外周表面上；支撐肋，安裝在定子與線圈支架筒的內(nèi)表面之間，用于加強(qiáng)線圈支架的強(qiáng)度。
10.如權(quán)利要求9所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中，在線圈支架筒和線圈之間設(shè)置有鐵芯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括磁體，安裝在定子組件和轉(zhuǎn)子組件中的一個(gè)上；線圈，安裝在定子組件和轉(zhuǎn)子組件中的另一個(gè)上，使得磁體與線圈彼此面對(duì)，并且在磁體與線圈之間形成有預(yù)定間隙，從而當(dāng)定子組件和轉(zhuǎn)子組件發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈切割磁體的磁力線以進(jìn)行發(fā)電，其中，在磁體的面對(duì)線圈的表面上涂覆有絕熱層。根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的磁體在安全的設(shè)計(jì)溫度下工作，降低磁體由于溫度升高而產(chǎn)生的失磁風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)H02K1/28GK103001450SQ20111028133
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者王棟, 吳凱 申請(qǐng)人:新疆金風(fēng)科技股份有限公司