專利名稱：大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機及其組成的發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種大型直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機，特別是涉及一種大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機及其組成的發(fā)電機組。
背景技術(shù)：
隨 著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)電技術(shù)也在不斷地升級、換代，主要表現(xiàn)為提高單機容量、發(fā)展新技術(shù)改善風(fēng)電機組性能、提高風(fēng)能利用率、降低風(fēng)電成本，更加重視風(fēng)電機組安全性和系統(tǒng)可靠性控制。直驅(qū)全功率變換型風(fēng)力發(fā)電機組通過變頻器并網(wǎng)，對電網(wǎng)故障的穿越能力較強，有一定的支撐電網(wǎng)能力，避免了大功率齒輪箱的維護工作量，可靠性有所提高，系統(tǒng)效率高，在風(fēng)電市場中的占有風(fēng)份額越來越高。但由于其轉(zhuǎn)速很低，隨著功率的增大，多極數(shù)永磁同步發(fā)電機的制造工藝復(fù)雜，技術(shù)難度大，電機體積大，造價高，運輸困難。同時隨著機組容量的不斷增大，大功率變頻器價格昂貴增加了其使用成本。由此可見，上述現(xiàn)有的大型直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設(shè)一種體積小、重量輕、成本低且便于運輸?shù)男碌拇笮碗p轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機及其組成的發(fā)電機組，是當(dāng)前的重要研發(fā)課題之

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機及其組成的發(fā)電機組，使其可采用雙轉(zhuǎn)子環(huán)型繞組結(jié)構(gòu)，極大地提高電機轉(zhuǎn)矩功率密度，充分利用電機的內(nèi)部空間，從而減小電機體積和重量，既降低生產(chǎn)成本，又方便運輸，從而克服現(xiàn)有的大型直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機及其組成的發(fā)電機組系統(tǒng)的不足。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機，包括定子與轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子為包括外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；所述的定子主要由定子鐵芯、 外環(huán)繞組和內(nèi)環(huán)繞組組成，內(nèi)、外環(huán)繞組對應(yīng)同相繞組反相串聯(lián)；定子位于外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子之間，外轉(zhuǎn)子與定子形成第一工作氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子與定子形成第二工作氣隙，第一工作氣隙與第二工作氣隙磁路串聯(lián)。作為本實用新型的一種改進，所述的定子內(nèi)、外環(huán)繞組均采用分?jǐn)?shù)槽單節(jié)距集中繞組形式。所述的外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子均由轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體組成。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型還提供一種上述大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組成的發(fā)電機組，還包括輪轂、主軸、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤、外殼和機架，其中定子固定在外殼內(nèi)部； 內(nèi)、外轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤與主軸、輪轂連接并同步。作為本實用新型的一種改進，所述的外殼一側(cè)通過后法蘭與機架固定連接，另一側(cè)通過前法蘭與軸承支撐在主軸上。所述的軸承安裝在主軸與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤之間。[0011]所述的定子與后法蘭內(nèi)側(cè)固定連接。所述的軸承為雙列滾子軸承。所述的主軸采用空心短主軸。采用這樣的設(shè)計后，本實用新型具有以下優(yōu)點1、本實用新型傳動方式采用單軸承直接驅(qū)動方式，大為簡化了傳動結(jié)構(gòu)，同時大幅減小了整機重量；2、本實用新型的電機采用雙轉(zhuǎn)子環(huán)型繞組永磁同步發(fā)電機，使電機的功率/轉(zhuǎn)矩密度極大提高，從而減小電機體積和重量，既降低了成本，又方便了運輸；3、本實用新型定子上的內(nèi)、外環(huán)兩套繞組均采用分?jǐn)?shù)槽單節(jié)距繞組形式，這種繞組形式容易實現(xiàn)機器自動化下線，減低繞組嵌線的難度；這種繞組形式可以減小繞組的端部長度，使得電機的整體長度減小，體積減小，重量減輕；繞組端部短，減小了用銅量，減低了繞組損耗，使得電機的成本降低，效率提高；采用分?jǐn)?shù)槽單節(jié)距繞組形式，可削弱由非正弦波分布的磁場感應(yīng)電勢中的諧波分量和齒諧波分量，并且可以大幅度減小由齒槽效應(yīng)引起的齒槽定位轉(zhuǎn)矩，這也是低速直驅(qū)永磁發(fā)電機運行中的一個重要指標(biāo)；4、定子內(nèi)、外環(huán)繞組采用串聯(lián)連接方式，內(nèi)外環(huán)繞組串聯(lián)連接后，接一個全功率變換器，減小了定子出線，簡化了控制系統(tǒng)。

上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。圖1是本實用新型大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機的內(nèi)、外環(huán)繞組接線示意圖。圖3是本實用新型大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1所示，本實用新型大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機，采用外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子組成的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，定子位于外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子之間。外轉(zhuǎn)子與定子形成第一工作氣隙， 內(nèi)轉(zhuǎn)子與定子形成第二工作氣隙，第一工作氣隙與第二工作氣隙磁路串聯(lián)。其中，定子主要由定子鐵芯10、外環(huán)繞組13和內(nèi)環(huán)繞組14組成，內(nèi)、外環(huán)繞組均采用分?jǐn)?shù)槽單節(jié)距集中繞組形式。請配合參閱圖2所示，內(nèi)環(huán)繞組14與外環(huán)繞組13對應(yīng)同相繞組反相串聯(lián)，內(nèi)、外環(huán)繞組電流一樣，反電勢疊加，功率疊加。外轉(zhuǎn)子由外轉(zhuǎn)子鐵芯8和外轉(zhuǎn)子永磁體9組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子由內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯12和內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體11組成。請配合參閱圖3所示，圖中一些短小的中心線表示各種規(guī)格的螺栓和螺母。本實用新型由上述大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組成的發(fā)電機組，還包括輪轂1、主軸2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤6、外殼5和機架17。其中，主軸2采用空心短主軸，前端經(jīng)螺栓與輪轂1緊固在一起。軸承3選用雙列滾子軸承，套裝在主軸2上，左右分別靠主軸2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤6定位。[0030]前法蘭4套于軸承3的外環(huán)上，并經(jīng)螺栓與外殼5緊固在一起。外轉(zhuǎn)子左右經(jīng)螺栓分別與外轉(zhuǎn)子前壓板7、外轉(zhuǎn)子后壓板15緊固在一起。內(nèi)轉(zhuǎn)子左右分別經(jīng)螺栓與內(nèi)轉(zhuǎn)子前壓板18、內(nèi)轉(zhuǎn)子后壓板19緊固在一起。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子端部經(jīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤6連接在一起，具有相同的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤6經(jīng)螺栓與主軸2緊固在一起，從而實現(xiàn)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子與主軸2、輪轂1的連接及同步轉(zhuǎn)動。后法蘭16經(jīng)螺栓固定于外殼5、機架17之間，定子固定在后法蘭16內(nèi)側(cè)。本實用新型提供了一種大型雙轉(zhuǎn)子環(huán)型繞組直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機及其組成的發(fā)電機組，可以廣泛應(yīng)用于兆瓦級及以上的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，極大地提高電機轉(zhuǎn)矩功率密度，能大幅降低生產(chǎn)成本和運輸成本，利于提高直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)電市場的競爭優(yōu)勢。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機，包括定子與轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子為包括外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；所述的定子主要由定子鐵芯、外環(huán)繞組和內(nèi)環(huán)繞組組成，內(nèi)、外環(huán)繞組對應(yīng)同相繞組反相串聯(lián)；定子位于外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子之間，外轉(zhuǎn)子與定子形成第一工作氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子與定子形成第二工作氣隙，第一工作氣隙與第二工作氣隙磁路串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述的定子內(nèi)、外環(huán)繞組均采用分?jǐn)?shù)槽單節(jié)距集中繞組形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述的外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子均由轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體組成。
4.一種權(quán)利要求1-3中任一項所述的大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組成的發(fā)電機組，其特征在于還包括輪轂、主軸、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤、外殼和機架，其中定子固定在外殼內(nèi)部；內(nèi)、外轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤與主軸、輪轂連接并同步。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于所述的外殼一側(cè)通過后法蘭與機架固定連接，另一側(cè)通過前法蘭與軸承支撐在主軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于所述的軸承安裝在主軸與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于所述的定子與后法蘭內(nèi)側(cè)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于所述的軸承為雙列滾子軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組，其特征在于所述的主軸采用空心短主軸。
專利摘要本實用新型是有關(guān)于一種大型雙轉(zhuǎn)子直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機及其組成的發(fā)電機組，該發(fā)電機包括定子與轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子為包括外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；定子主要由定子鐵芯、外環(huán)繞組和內(nèi)環(huán)繞組組成，內(nèi)、外環(huán)繞組對應(yīng)同相繞組反相串聯(lián)；定子位于外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子之間，外轉(zhuǎn)子與定子形成第一工作氣隙，內(nèi)轉(zhuǎn)子與定子形成第二工作氣隙，第一工作氣隙與第二工作氣隙磁路串聯(lián)。該發(fā)電機組還包括輪轂、主軸、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤、外殼和機架，定子固定在外殼內(nèi)部；內(nèi)、外轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤與主軸、輪轂連接并同步。本實用新型采用雙轉(zhuǎn)子環(huán)型繞組結(jié)構(gòu)，極大地提高電機轉(zhuǎn)矩功率密度，充分利用電機的內(nèi)部空間，減小電機體積和重量，既降低生產(chǎn)成本，又方便運輸。
文檔編號H02K3/04GK202183711SQ20112028977
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者秦明, 肖珊彩 申請人:國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司