[發明專利]兆瓦級空水冷高速永磁發電機

無效

• 申請號: 201110389005.4
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102545462A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 霍連文;周會軍;王裕峰;王成
• 申請（專利權）人: 西安久和能源科技有限公司
• 主分類號: H02K5/20
• 分類號: H02K5/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域：

本發明屬于發電機領域，涉及一種永磁同步風力發電機，尤其是一種大功率空水冷高速永磁同步發電機，適合于帶有全功率變頻器的兆瓦級變速恒頻風力發電機組。?

背景技術：

近年來，風能作為清潔能源已經得到了廣泛的應用，其中一種有效的利用方式就是風力發電。現有機組所用的發電機包括：異步發電機、雙饋發電機、電勵磁同步發電機、永磁發電機。對于傳統的電勵磁同步發電機，需要滑環和碳刷裝置，存在碳刷磨損和碳刷粉末的問題。對于在機艙內部密閉的空間里，碳刷粉末對于其他部件存在污染。直驅風力發電機組，雖然取消了齒輪箱，但是使得發電機體積和重量增大，給機組安裝和運輸帶來了極大的不便。?

為了解決雙饋發電機、電勵磁同步發電機存在滑環和碳刷的問題，和直驅發電機體積和重量大造成的安裝和運輸問題，提出了采用高速永磁發電機。其額定轉速與雙饋發電機、電勵磁同步發電機相當，相對于直驅發電機的低轉速，因此稱為高速發電機；但其轉速范圍要寬，可以使機組在較低風速下起動，提高了機組的發電量；由于永磁發電機轉子采用永磁體，轉子沒有勵磁繞組損耗，使得永磁發電機的效率比相應的傳統電機效率高，特別是低速時效率優勢更明顯，從而提高了機組的發電量。?

發明內容：

本發明的兆瓦級空水冷高速永磁發電機解決了雙饋發電機、電勵磁同步發電機存在滑環和碳刷的問題，解決了直驅發電機體積和重量大造成的安裝盒運輸問題，提供一種兆瓦級空水冷高速永磁發電機，該風力發電機包括機座、回轉軸、水冷器和端蓋；所述發電機機座內部設置有定子和回轉軸，回轉軸上設置有轉子；所述機座上方固定有水冷器；所述水冷器頂部設置有頂置風機，水冷器側面設置有進水口和出水口。?

所述機座側面設置有主出線盒、輔助出線盒和自動潤滑裝置，機座端面設置有端蓋。?

所述水冷器由殼體和設置在殼體內部的水管構成；所述水管一端與進水口連通，另一端與出水口連通。?

所述轉子是由不銹鋼套筒、轉子鐵心、永磁體、固定塊和固定螺栓構成；所述轉子鐵心的內壁橫截面為圓形、轉子鐵心的外壁由6個平面構成，相鄰平面構成的棱邊上設置有橫截面為梯形的固定塊；所述固定塊外表面設置有不銹鋼套筒。?

所述棱邊設置成與固定塊吻合的梯形，固定塊通過固定螺栓固定在轉子鐵心表面。?

水冷器的作用是將發電機內部的產生的熱量經過合理的風路散掉，避免電機內部過熱。本發明冷卻原理：冷卻水由進水口進入水管，在冷卻器內部經過合理的路徑循環后由出水口流出，由冷卻水帶走發電機內部的熱量；發電機內部的風路循環路徑，由頂置風機來攪動使得發電機內部的風循環起來，將電機內部產生的熱量經由水管傳導至冷卻水，由其將熱量帶走。通過合理的水路和風路設計，使得發電機的溫升保持在要求的范圍內，具有良好的溫升性能。?

本發明的特點：(1)轉子采用了永磁體轉子結構，使得轉子上沒有勵磁繞組損耗，提高了發電機的效率，特別是提高了低轉速時的效率；(2)發電機效率的提高，使得機組的發電量提高；(3)永磁電機以在較低的轉速運行，從而使得機組在較低的風速時可以切入，提高機組的發電量；(4)冷卻器采用了空水冷方式，可以有效減小電機體積和重量，起到更好的散熱效果。?

附圖說明：

圖1為本發明的兆瓦級空水冷高速永磁發電機結構示意圖；?

圖2為本發明的轉子磁路結構切向示意圖；?

圖3為本發明的水冷器的結構示意圖；?

其中：1為回轉軸；2為機座；3為自動潤滑裝置；4為水冷器；5為進水口；6為頂置風機；7為出水口；8為主出線盒；9為輔助出線盒；10為端蓋；11為固定塊；12為永磁體；13為轉子鐵心；14為固定螺栓；15為不銹鋼套筒；16為殼體；17為水管。?

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：?

參見圖1、2，一種兆瓦級空水冷高速永磁發電機，該風力發電機包括機座、回轉軸、水冷器和端蓋；所述發電機機座內部設置有定子和回轉軸，回轉軸上設置有轉子；所述機座上方固定有水冷器；所述水冷器頂部設置有頂置風機，水冷器側面設置有進水口和出水口。?

所述機座側面設置有主出線盒、輔助出線盒和自動潤滑裝置，機座端面設置有端蓋。?

所述水冷器由殼體和設置在殼體內部的水管構成；所述水管一端與進水口連通，另一端與出水口連通。?