[發明專利]直驅式風力發電機

有效

• 申請號: 200910187727.4
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101841209A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 趙炳勝;蔡曉峰;劉衍選
• 申請（專利權）人: 沈陽華創風能有限公司
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02K1/27;H02K5/16;H02K9/04;H02K11/00;F03D9/00;F03D7/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別是涉及一種更易于將風能轉化為電能的直驅式風力發電機組。

背景技術

在新能源開發中，風能發電技術已經逐漸進入商業化領域。在風力發電技術，用到的一個關鍵設備就是發電機。它的技術特征直接決定了整個風力發電機組的結構和傳動形式。

風力發電技術，在本世紀初的三十年代，在丹麥、西班牙、德國就成功地研制了一些小型風力發電裝置，這些風力發電所需要的裝置，就是我們今天所說的風力發電機組的雛形。早期的機組包括風輪、傳動裝置、發電機和塔架結構及輔助部件等部分組成。其中，風輪是把風的動能轉變為機械能的關鍵部分，它一般由兩只(或三只)螺旋槳固定在葉輪上組成。當風吹向漿葉面時，槳葉工作面和背面的壓差便會產生一個載荷，這個載荷的一個分量繞著輪轂軸線形成一個扭轉力矩，便會驅動風機的風輪轉動。傳動裝置，除了傳遞扭矩，還要把葉輪的低速旋轉轉化為發電機需要的高速旋轉，因此傳動裝置除了軸承和聯軸器外還有齒輪箱組成。發電機是整個發電機組的核心；而塔架作為整個風機的物理支撐，必須滿足強度、剛度、和穩定性要求。同時有一定高度，這個高度是由該地區不同高度的風況決定的。輔助部件主要是為了實現在風向、風速發生變化時，對葉輪整體角度及葉輪槳葉角度的調節功能而存在的。

其中傳統的發電機由于轉子為級數較少的繞線結構，所以需要較的轉速才能正常發電并且并網，以至于需要把風輪的低轉速經過一個增速齒輪箱來連接；但齒輪箱是在目前MW級風力發電機組中故障率和損壞率都較高的部件，研制一種科學的由風輪直接驅動發電機的風力發電機組，已成為風電技術發展的一個趨勢。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明提供一種直驅式風力發電機。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括主軸、永磁轉子、定子、外殼和制動器，外殼包括前端外殼、后端外殼和與兩者分別連接的旋轉外殼，主軸置于外殼內，且兩端伸出前端外殼和后端外殼，所述的永磁轉子內設有轉子軸，轉子軸通過第一、第二軸承安裝在外殼內的主軸上，且一端伸出前端外殼，定子置于外殼內固定在旋轉外殼上，制動器的剎車片固定在后端外殼上，其剎車盤固定在轉子軸上，工作時，伸出前端外殼的轉子軸與風輪輪轂連接，制動器通過液壓泵與外部控制器連接。

：所述的永磁轉子為多級永磁體轉子。所述的主軸為空心軸。所述的第一軸承為推力圓柱滾子軸承，第二軸承為圓柱孔調心滾子軸承。所述的后端外殼上還設有至少一個冷卻風扇。在所述電機主軸及第一、第二軸承上均設有溫度傳感器，各溫度傳感器分別與外部控制器連接。

本發明的有益效果為：

傳統的風力發電設備中發電機的級數比較少，它只有在一定轉速下才能接近、達到額定功率。而本發明中的發電機轉子部分采用多級永磁轉子，其永磁轉子和定子級數均為78級，因此該電機在低轉速下即可達到預定功率。在風力發電機組中，不用齒輪箱來提速，直接與風輪輪轂相連，省略了齒輪箱，不僅可以減輕風機體積和重量、免去齒輪箱的成本和維護程序，還可以提高風機的壽命和轉化效率，同時還可以降低噪聲、減少風機整體的故障率。使結構簡單。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例和附圖對本發明作進一步詳述。

實施例1：如圖1所示，本發明包括主軸3、轉子軸10、永磁轉子8、定子7、外殼和制動器4，外殼包括前端外殼9、后端外殼5和與兩者分別連接的旋轉外殼6，主軸3置于外殼內，且兩端伸出前端外殼9和后端外殼5，其轉子軸10通過第一、第二軸承安裝在外殼內的主軸3上，定子7置于外殼內固定在旋轉外殼6上，永磁轉子8安裝于定子7內的轉子軸10上，制動器4的剎車片固定在后端外殼5上，其剎車盤固定在轉子軸10上，工作時，伸出前端外殼9的轉子軸10與風輪輪轂連接，制動器4通過液壓泵與外部控制器連接。

其中永磁轉子8為多級永磁體轉子，永磁轉子8和定子7級數相同，本例永磁轉子8和定子7均選用78級。第一軸承2為推力圓柱滾子軸承，第二軸承11為圓柱孔調心滾子軸承，在后端外殼5上還設有冷卻風扇1，根據工作環境及工作要求確定冷卻風扇1的數量，至少為1個，本例沿后端外殼5圓周均勻設有3個冷卻風扇1。電機主軸3為空心軸，在電機主軸3及第一、第二軸承上均設有與外部控制器連接的溫度傳感器，溫度傳感器將信號傳送到外部傳感器，以檢測軸承溫度。

本發明的工作原理：