本发明专利技术提供一种１．５和２兆瓦级中转子低速永磁同步风力发电机，其特征在于：所述发电机主要包括机壳以及设置在机壳内的定子、中转子和静主轴；定子设置在靠近机壳的内壁的位置；静主轴设置在机壳内的中心部位，中转子通过套在静主轴上的双轴承设置在静主轴上，并能以静主轴为轴旋转。该发明专利技术可直接与直驱式风力发电机组的风轮和机舱回转底架连接，替代了双馈式风力发电机组低速主轴传动和支撑装置、增速箱和高速轴连接装置。本发明专利技术使大型风力发电机组的结构向简单方向发展，并且电能质量更加好、发电效率更加高、故障率和运行维护成本更加低，经济效益和设会效益十分可观。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种兆瓦级低速永磁同步风力发电机，尤其是涉及一种 1. 5和2兆瓦级中转子低速永磁同步风力发电机，属于风力发电设备领域。
技术介绍
现有的兆瓦级低速永磁同步风力发电机都是从国外引进的技术，发动 机形式是外转子低速永磁同步风力发电机和内转子单轴承低速永磁同步风力发电机结构， 关键技术、关键部件国产化率很低，国外处于此项技术的垄断地位，我国自主研发、自主知 识产权的低速永磁同步风力发电机还处于空白。另外，目前所应用的兆瓦级双馈异步风力发电机的结构中均需要励磁系统、风力 发电机组的主轴和增速箱三种设备，这样一来，其结构复杂，电能质量不好，操作和安装也 不方便。且现有从国外引进的兆瓦级低速永磁同步风力发电机技术有内转子单轴承结构， 轴承需要从国外引进，强度不太好、外转子结构的通风散热也不好，这样一来现有的设备所 存在的问题，技术依赖性强，国情适应性不好，生产工艺复杂、采购、安装、维修麻烦，如何解 决这些问目前还未见报道。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术提供一种1. 5和2兆瓦级中转子低速永磁同步风力发电机，其目 的是解决了以往的设备所存在的机械强度安全性低、、与机组配套性差、生产工艺复杂、安 装、维修麻烦的问题。技术方案本专利技术是通过以下技术方案来实现的一种1. 5和2兆瓦级中转子低速永磁同步风力发电机，其特征在于所述发电机主 要包括机壳以及设置在机壳内的定子、中转子和静主轴；定子设置在靠近机壳的内壁的位 置；静主轴设置在机壳内的中心部位，中转子通过套在静主轴上的双轴承设置在静主轴上， 并能以静主轴为轴旋转。所述发电机内还包括有设置在机壳(2)前端的前端盖和设置在机壳后端的后端 盖；所述定子通过后端盖与静主轴(6)的法兰边止口连接。所述中转子的后端还连接有能与中转子同步旋转的刹车盘停机装置。所述后端盖上还设置有能穿过刹车盘停机装置以实现制动的叶轮锁销停机装置。所述叶轮锁销停机装置连接有电磁刹车制动电路，通过电磁刹车制动电路实现叶 轮锁销停机装置穿过和离开刹车盘停机装置。所述中转子采用78极、定子采用324槽的分数槽设计。所述78极的中转子上，每个磁极安装采用不锈钢板全密封压套安装和保护。所述机壳外圆表面为散热筋板，所述散热筋板采用前低后高的斜筋结构；所述机 壳的最大直径为4600mm。所述双轴承为设置在中转子前端的双列调心滚子轴承和后端单列圆柱滚子轴承， 所述中转子通过双列调心滚子轴承和后端单列圆柱滚子轴承安装在静主轴上实现旋转运 动。静主轴采用大空心圆锥轴，双轴承采用大空心圆锥形结构。优点及效果本专利技术提供一种1. 5和2兆瓦级中转子低速永磁同步风力发电机，其 特征在于所述发电机主要包括机壳以及设置在机壳内的定子、中转子和静主轴；定子设 置在靠近机壳的内壁的位置；静主轴设置在机壳内的中心部位，中转子通过套在静主轴上 的双轴承设置在静主轴上，并能以静主轴为轴旋转形成磁力线切割。本专利技术与现有的兆瓦级低速永磁同步风力发电机在电磁参数、中转子结构、磁极 安装方法、双列调心圆柱和单列圆柱双轴承支撑、刹车闸装置等方面，都采用了全新的、符 合专业原理和国情的先进技术，实践已经证明了本发电机技术是先进领先的。本专利技术克服了现有技术的内转子结构强度不好和外转子通风散热不好的缺点，提 供了一种创新的、专为直驱风力发电机组而配套的、圆锥大空心轴中转子双轴承结构技术 设计，更适合直驱低速风力发电机组工作、环境、动态特性，机械强度安全、电气性能稳定、 安装维修便捷、便于推广使用的一种兆瓦级低速永磁同步风力发电机。本专利技术的特点如下1、静主轴支撑采用圆锥大空心轴，中转子采用圆锥大空心轴，轴承采用双轴承技 术，前轴承承载轴向和径向力，后轴承承载径向力；2、电磁电路设计经过优化，采取中转子78极、定子324槽的分数槽分布设计；3、磁极安装工艺采用不锈钢板全密封压套安装；4、刹车制动装置采用电磁制动和叶轮锁销停机装置以及刹车盘停机装置，刹车盘 停机装置与中转子后端直接连接，整个装置构成了刹车停机安全装置；5、发电机散热采用机壳外圆表面前低后高的斜筋板结构，利用高空的自然风冷却 散热，风越大，发电越多，冷却效果越好。本专利技术的静主轴不转动，定子线圈不转动，中转子通过两个装在静主轴上的轴承 实现旋转运动，永磁转子的永久磁场在风力产生的旋转动力作用下，切割磁力线实现了电 能的转换，发电量的大小与风速的大小成正比变化。本装置完全可以省略励磁系统、风力发电机组的主轴和增速箱三种设备，中转子 轴直接与风轮连接，风轮带动中转子轴同步旋转，无机械效率损耗；中转子上的永磁铁提供 永久磁场，无电励磁损耗。因无机械损耗和电励磁损耗，微风区间发电效率高，2.5米/秒 即可发电，同等风况条件下，比双馈异步发电机年发电量提高7%以上；因为发电机结构紧 凑、简单，使整个运行系统更简化，减少了故障率和维护维修工作量。附图说明图1为本专利技术的整体结构剖视图；图2为本专利技术的中转子结构示意图；图3为本专利技术中转子磁极条采用不锈钢板密封安装示意图；图4为本专利技术的机壳外圆表面散热筋板采用斜筋结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明如图1所示，本专利技术提供一种1. 5和2兆瓦级中转子低速永磁同步风力发电机，所 述发电机主要包括机壳2以及设置在机壳2内的定子3、中转子4和静主轴6 ；定子3设置 在靠近机壳2的内壁的位置；静主轴6设置在机壳2内的中心部位，中转子4通过套在静主 轴6上的双轴承设置在静主轴6上，并能以静主轴6为轴旋转形成磁力线切割。使用时静主轴6法兰用高强螺栓与机舱回转底架连接，静主轴6作为钢性部件直接把风轮的作用力 传递到塔筒的底部，实现了载荷传递路径最简化。所述发电机内还包括有设置在机壳2前端的前端盖1和设置在机壳2后端的后端 盖9 ；所述定子3通过后端盖9与静主轴6的法兰边止口连接。这样一来减小了定子3和 后端盖9的交变载荷及其他载荷的作用力，使定子3只承担本身自重和转矩载荷，从而了提 高发电机机械强度和转子间隙磁拉力均布的可靠性。后端盖9与静主轴6的法兰边止口可 以通过高强螺栓连接。所述中转子4的后端还连接有能与中转子4同步旋转的刹车盘停机装置7。所述后端盖9上还设置有能穿过刹车盘停机装置7以实现制动的叶轮锁销停机装置8。所述的中转子4是双轴承支撑实现旋转运动，即中转子4作为钢性转动部件前面 直联风力发电机组风轮，传递转矩和承载交变载荷；后面直联刹车盘停机装置7实现安全 制动；从而提高了风轮传递转矩的高效率和发电机停机及检修的安全性。通过电磁刹车制动电路实现轴肖停机装置8穿过和离开刹车盘停机装置7，当叶 轮锁销停机装置8穿过刹车盘停机装置7时实现停机，形成检修工作的第二道安全保障。电 磁刹车制动控制，其实现了停机及检修工作的第三道安全保障。所述中转子4采用78极、定子3采用324槽的分数槽设计，实现了低起动转矩，微 风发电的重大经济效益。所述78极的中转子4上，每个磁极安装采用不锈钢板全密封压套安装和保护，保 护了磁极运行中的机械安全，屏蔽消除了高次谐波影响，延长了磁极的寿命。所述机壳2外圆表面为散热筋板，所述散热筋板采用前低后高的斜筋结构。这样 的结构使得自然风冷却效果好，机械强度提高。所述双轴承为设置在中转子4前端的双列调心滚子轴承和后端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种１．５和２兆瓦级中转子低速永磁同步风力发电机，其特征在于：所述发电机主要包括机壳（２）以及设置在机壳（２）内的定子（３）、中转子（４）和静主轴（６）；定子（３）设置在靠近机壳（２）的内壁的位置；静主轴（６）设置在机壳（２）内的中心部位，中转子（４）通过套在静主轴（６）上的双轴承设置在静主轴（６）上，并能以静主轴（６）为轴旋转。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘建，王凤祥，姚兴佳，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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