[發(fā)明專利]一種單軸耦合的雙風(fēng)力發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110206966.7
• 申請(qǐng)日: 2011-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN102394540A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 睿禮賀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西銀河風(fēng)力發(fā)電有限公司
• 主分類號(hào): H02K16/00
• 分類號(hào): H02K16/00;H02K11/00;H02K1/27;H02K9/04
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，特別是涉及一種單軸耦合的雙風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

近年來，外轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省空間、設(shè)計(jì)精巧、易于冷卻等優(yōu)點(diǎn)，而逐漸得到推廣和使用。但是，由于轉(zhuǎn)子外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，因此，對(duì)發(fā)電機(jī)支撐架的偏向作用力較大，且現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不適宜應(yīng)用在大型發(fā)電機(jī)上。

由此可見，上述現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種采用緊湊的外轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)可平衡發(fā)電機(jī)支撐架的受力，利于延長發(fā)電機(jī)塔筒的壽命，且適于應(yīng)用在大型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的新型結(jié)構(gòu)的單軸耦合的雙風(fēng)力發(fā)電機(jī)，實(shí)屬當(dāng)前本領(lǐng)域的重要研究方向之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種單軸耦合的雙風(fēng)力發(fā)電機(jī)，使其采用緊湊的外轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)可平衡發(fā)電機(jī)支撐架的受力，利于延長發(fā)電機(jī)塔筒的壽命，且適于應(yīng)用在大型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，從而克服現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種單軸耦合的雙風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括塔筒、主機(jī)架、主軸、輪轂、變流器以及兩臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中：主機(jī)架中部與塔筒固定連接；主軸與輪轂連接，并通過主軸承安裝在主機(jī)架上；兩臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，均主要由內(nèi)部定子和外部轉(zhuǎn)子組成，并通過定子固定在主機(jī)架的兩端，兩臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子均與主軸連接；每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子側(cè)都連接有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的全功率變流器，變流器之間并聯(lián)并接入電網(wǎng)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的定子為由矩形銅導(dǎo)體制成的銅線繞組三相系統(tǒng)。

所述的轉(zhuǎn)子為雙極永磁系統(tǒng)，每一個(gè)極都由多個(gè)磁鋼塊通過夾具、干涉環(huán)連接而成，磁鋼塊外表面設(shè)有電鍍或環(huán)氧防腐蝕涂層，相鄰磁鋼塊的防腐蝕涂層之間設(shè)有銅層，轉(zhuǎn)子整體由環(huán)氧樹脂完全封閉。

所述的塔筒為金屬管狀塔架結(jié)構(gòu)，并在塔筒內(nèi)壁緊貼設(shè)置有冷卻風(fēng)道。

所述的冷卻風(fēng)道形成上下循環(huán)回路，并在進(jìn)風(fēng)口處安裝風(fēng)扇。

所述的冷卻風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有空氣過濾器和換熱器。

所述的塔架為鋼質(zhì)，表面涂有油漆層。

所述的塔筒外部設(shè)有散熱器，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和變流器附近設(shè)有與散熱器連接的封閉式冷卻回路，冷卻回路內(nèi)部充有冷卻液，并設(shè)置有驅(qū)動(dòng)冷卻液流動(dòng)的循環(huán)泵。

還包括控制系統(tǒng)，并在發(fā)電機(jī)和變流器上設(shè)置溫度傳感器，在冷卻回路上設(shè)置溫度傳感器和流量傳感器，上述溫度傳感器、流量傳感器均與控制系統(tǒng)通信連接。

所述的冷卻回路為兩條或兩條以上，分別盤繞于發(fā)電機(jī)和各變流器的附近，并在每條冷卻回路均連接有一個(gè)或一個(gè)以上散熱器。

采用這樣的結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、采用外轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，并可降低對(duì)冷卻、散熱系統(tǒng)的要求；

2、采用雙發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)，可平衡發(fā)電機(jī)支撐架的受力，利于延長發(fā)電機(jī)塔筒的壽命，并可通過覆蓋轉(zhuǎn)子，從正面針對(duì)外界環(huán)境全面保護(hù)主機(jī)架；

3、在雙發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上，使用全功率電子變流器或多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)變流器的并聯(lián)，從而使其可應(yīng)用在大型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)一步構(gòu)建兆瓦級(jí)變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；

4、采用的外轉(zhuǎn)子永磁風(fēng)機(jī)直徑達(dá)，超過5m，內(nèi)部寬敞，可以集成風(fēng)機(jī)部件；

5、為每一個(gè)銅線繞組連接自己的變流器電路，即使某個(gè)變電器電路出現(xiàn)故障，也可以產(chǎn)生電能；

6、銅線繞組由矩形銅導(dǎo)體制成，與常用的圓形導(dǎo)線材料相比，固定架槽可以填入更多銅材料，圓形導(dǎo)線銅線繞組的槽隙最多可填入40％銅，但本發(fā)電機(jī)可達(dá)到75％以上；

7、采用雙極永磁轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，可在磁極環(huán)周圍95％的空間內(nèi)填充磁鋼材料，因此可達(dá)到最大磁通量和最大功率輸出；

8、轉(zhuǎn)子沒有使用龐大、笨重的磁鋼塊，而是采用數(shù)千個(gè)小磁鋼塊，因此使用更方便、性能更優(yōu)越；

9、利用風(fēng)機(jī)塔筒側(cè)壁作為散熱媒介，換熱表面非常大，因此散熱效率很高，可有效降低風(fēng)機(jī)熱損耗，而封閉式冷卻風(fēng)道，可避免高鹽分或高濕空氣與敏感的部件如發(fā)電機(jī)、變流器、變壓器等接觸，阻止霉菌的出現(xiàn)，可大大降低塔筒與內(nèi)部設(shè)備的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)；

10、而利用外置散熱器的冷卻系統(tǒng)時(shí)，冷卻回路可將熱量從塔筒內(nèi)部釋放到外部環(huán)境中，無需風(fēng)扇，并可有效降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的熱損耗，并提高風(fēng)機(jī)的整體效率。

附圖說明

上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明一種單軸耦合的雙風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。