直驱式双馈风力发电机及其拓扑结构制造技术

本发明专利技术公开一种直驱式双馈风力发电机，涉及风力发电机技术领域，包括定子

【技术实现步骤摘要】
直驱式双馈风力发电机及其拓扑结构


[0001]本专利技术涉及风力发电机
，特别是涉及一种直驱式双馈风力发电机及其拓扑结构
。

技术介绍

[0002]风能是一种取之不尽的清洁能源，在全球范围内有广泛的风力资源，能够为人类源源不断的提供充足能源
。
在全球低碳经济和能源革命的大趋势下，风电也会从当前的辅助能源逐步成为主力能源
。
同时，风力发电的生产成本和运营成本也将面临着极大的考验
。
[0003]目前，风力发电机主要有永磁直驱式风力发电机和双馈高速风力发电机两大系列
。
其中，永磁直驱式风力发电机的优势是发电机系统结构紧凑
、
整体重量相对比较轻，可靠性比较高，发电机的效率比较高，运营维护费用相对比较低；劣势是发电机
(
直径
)
的体积相对较大，磁极部分采用钕铁硼的永磁磁极，
(
原料为稀土，属于战略性物资，资源比较匮乏，市场价格波动比较大，价格比较高
)
，制造成本相对比较高
。
而双馈高速风力发电机的优势是发电机体积相对较小，现阶段制造成本相对比较低；劣势是结构比较复杂，整体重量相对较重，通过增速齿轮箱传递转速可靠性比较差，运行过程中容易出现故障并存在有易耗机械部件，整体运营维护费用相对比较高
。
[0004]可见，现有的上述两种风力发电机存在可靠性差或成本较高等问题，因此，亟待开发一种新的直驱式双馈风力发电机，以解决现有技术所存在的上述问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种直驱式双馈风力发电机及其拓扑结构，以解决现有技术所存在的上述问题，能够提高风能利用率以及发电机可靠性，并降低整体成本
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种直驱式双馈风力发电机，包括定子
、
转子
、
转轴
、
定子机座以及转子支架，所述定子安装于所述定子机座内，所述转子同轴安装于所述定子内，并能够相对于所述定子进行转动；所述转子通过所述转子支架安装于所述转轴上，所述转轴的一端伸出所述定子机座，并能够连接叶轮；其中，所述定子包括定子铁芯和定子线圈，所述定子线圈安装于所述定子铁芯上，所述转子包括转子铁芯和转子线圈，所述转子线圈安装于所述转子铁芯上，且所述转子连接有传电机构；当所述叶轮转动时，能够通过所述转轴带动所述转子同步转动，并使所述转子和定子同时进入发电状态
。
[0008]优选的，所述定子铁芯和所述转子铁芯均为扇形冲片叠压而成的铁芯
。
[0009]优选的，所述定子铁芯上开设有分数槽，所述定子线圈为嵌入式软绕组，嵌入于所述定子铁芯的分数槽内；
[0010]所述转子铁芯上开设有分数槽，所述转子线圈为嵌入式软绕组，嵌入于所述转子铁芯的分数槽内
。
[0011]优选的，所述定子机座的前端设置有前端盖，后端设置有后端盖；所述转轴远离所
述叶轮的一端穿过所述前端盖伸入所述定子机座内，并与所述转子固定连接；其中，所述转轴与所述前端盖转动连接
。
[0012]优选的，所述转轴通过轴承转动安装于轴承座上，所述轴承座固定安装于所述前端盖上
。
[0013]优选的，所述转轴远离所述叶轮的一端端部连接有传动法兰，所述转子支架与所述传动法兰固定连接
。
[0014]优选的，所述传电机构为滑环，所述滑环与所述传动法兰固定连接
。
[0015]优选的，所述转子上沿圆周设置有通风槽及径向风道
。
[0016]本专利技术还提供一种直驱式双馈风力发电机的拓扑结构，包括如上所述的直驱式双馈风力发电机，还包括市电网，所述直驱式双馈风力发电机与所述市电网电连接
。
[0017]优选的，还包括叶轮
、
第一变流器
、
第二变流器
、
滤波器以及变压器，所述定子与所述第一变流器电连接，所述转子与所述第二变流器电连接，所述第一变流器和所述第二变流器均与所述滤波器电连接，所述滤波器与所述变压器电连接，所述变压器与所述市电网电连接
。
[0018]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0019]本专利技术中叶轮通过转轴与转子直接连接，实现直驱，省去故障率较高的增速齿轮箱
、
联轴器等传动系统，有效提高发电机可靠性，降低维护成本，提高了风能利用率；而且，本专利技术中定子和转子能够同时发电，实现双馈式发电，提升了发电机的整体发电效率；同时，定子和转子均为铁芯和线圈组合的结构，不需要资源比较匮乏的战略性物资钕铁硼材料，降低了市场材料资源和物价波动影响因素，相对于永磁直驱式风力发电机制造成本较低
。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0021]图1为现有技术中直驱永磁同步风力发电机的拓扑结构图；
[0022]图1中：
01
‑
叶轮，
02
‑
调向和倾角控制器，
03
‑
直驱永磁风力发电机，
04
‑
交
‑
直
‑
交变换器，
05
‑
滤波器，
06
‑
变压器，
07
‑
市电网；
[0023]图2为本专利技术实施例中直驱式双馈风力发电机的拓扑结构图；
[0024]图3为本专利技术实施例中直驱式双馈风力发电机的结构示意图；
[0025]图4为图3中
I
处放大示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例中定子铁芯的结构示意图；
[0027]图6为图5中
I
处放大示意图；
[0028]图7为本专利技术实施例中转子铁芯的结构示意图；
[0029]图8为图7中
I
处放大示意图；
[0030]图9为本专利技术实施例中转子的结构示意图
。
[0031]图2‑
图9中：1‑
叶轮，2‑
调向和倾角控制器，3‑
直驱式双馈风力发电机，
301
‑
定子铁
芯，
302
‑
定子线圈，
303
‑
转子铁芯，
304
‑
转子线圈，
305
‑
转子支架，
306
‑
定子机座，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种直驱式双馈风力发电机，其特征在于：包括定子
、
转子
、
转轴
、
定子机座以及转子支架，所述定子安装于所述定子机座内，所述转子同轴安装于所述定子内，并能够相对于所述定子进行转动；所述转子通过所述转子支架安装于所述转轴上，所述转轴的一端伸出所述定子机座，并能够连接叶轮；其中，所述定子包括定子铁芯和定子线圈，所述定子线圈安装于所述定子铁芯上，所述转子包括转子铁芯和转子线圈，所述转子线圈安装于所述转子铁芯上，且所述转子连接有传电机构；当所述叶轮转动时，能够通过所述转轴带动所述转子同步转动，并使所述转子和定子同时进入发电状态
。2.
根据权利要求1所述的直驱式双馈风力发电机，其特征在于：所述定子铁芯和所述转子铁芯均为扇形冲片叠压而成的铁芯
。3.
根据权利要求2所述的直驱式双馈风力发电机，其特征在于：所述定子铁芯上开设有分数槽，所述定子线圈为嵌入式软绕组，嵌入于所述定子铁芯的分数槽内；所述转子铁芯上开设有分数槽，所述转子线圈为嵌入式软绕组，嵌入于所述转子铁芯的分数槽内
。4.
根据权利要求1‑3任意一项所述的直驱式双馈风力发电机，其特征在于：所述定子机座的前端设置有前端盖，后端设置有后端盖；所述转轴远离所述叶轮的一端穿过所述前端盖伸入所述定子机座内，并与所述转子固定连接；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：宜红团，潘志刚，马辰，
申请(专利权)人：永济德耐电气机械有限公司，
类型：发明
国别省市：