[實(shí)用新型]永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、系統(tǒng)及其定子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520058961.8
• 申請(qǐng)日: 2015-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN204334142U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王棟;馬盛駿;劉承前
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新疆金風(fēng)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H02K1/18
• 分類號(hào): H02K1/18;H02K1/20;H02K1/22;H02K5/10
• 代理公司: 北京金律言科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11461
• 代理人: 逯博;楊艷云

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、系統(tǒng)及其定子。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中開啟式永磁直驅(qū)外轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)，依靠自然風(fēng)冷，開啟結(jié)構(gòu)利于自然通風(fēng)換熱，助于磁極使用永磁材料防止溫升超標(biāo)后的磁性降低，但是發(fā)電機(jī)通常暴露在極端惡劣的環(huán)境(暴露在風(fēng)、霜、雨、雪、沙塵、鹽霧等)條件下。

1、潮濕環(huán)境中電機(jī)內(nèi)部水份的來源及其危害

(1)水份的來源

潮濕環(huán)境較正常環(huán)境來說，雨、雪更容易進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，歸納起來水份的來源主要有以下幾種：

戶外運(yùn)行的機(jī)艙外部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，直接受到雨淋和雪水融化后的浸漬，少量水份通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)從環(huán)狀間隙進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部；潮濕天氣中當(dāng)發(fā)電機(jī)停止工作后，潮氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)而結(jié)露；長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)的發(fā)電機(jī)因潮氣進(jìn)入易受潮結(jié)露；惡劣環(huán)境中工作的風(fēng)力發(fā)電機(jī)還可能遭受雨雪水浸泡等事故(排水孔堵塞)引起水份進(jìn)入；發(fā)電機(jī)生產(chǎn)過程中未按工藝要求進(jìn)行預(yù)烘或者浸漆后烘干不徹底造成的絕緣毛細(xì)孔中水份殘存等等。

(2)發(fā)電機(jī)絕緣容易受潮的原因

該部分主要引用論文《發(fā)電機(jī)絕緣容易受潮的原因分析》進(jìn)行說明(作者：亓玉福QI?Yu-fu刊名：大電機(jī)技術(shù)年，卷(期)：2009(4))。

空冷式發(fā)電機(jī)在停運(yùn)狀態(tài)下絕緣容易受潮，主要表現(xiàn)在泄漏電流顯著增加、絕緣電阻顯著降低。按照規(guī)定，絕緣電阻低到一定數(shù)值，是不允許運(yùn)行的，必須進(jìn)行干燥處理。

空冷式發(fā)電機(jī)絕緣容易受潮是由于它的運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)構(gòu)決定的。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的絕緣只能采用固體絕緣介質(zhì)，嵌放在鐵心槽內(nèi)，不能像變壓器那樣浸放在絕緣油中，也不能像全封閉組合電器GIS一樣，密封在充滿SF6的密閉金屬外殼中，發(fā)電機(jī)的絕緣只能暴露在空氣中。正常運(yùn)行過程中，發(fā)電機(jī)鐵心、繞組產(chǎn)生的熱量要靠流動(dòng)的空氣帶走。當(dāng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)熱和散熱達(dá)到平衡時(shí)，發(fā)電機(jī)鐵心、繞組溫度保持在一定數(shù)值范圍之內(nèi)。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，依靠自然風(fēng)冷的外轉(zhuǎn)子永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)內(nèi)部也依靠從自然界侵入的空氣充當(dāng)冷卻介質(zhì)。鐵心、繞組溫度會(huì)比冷卻介質(zhì)空氣的溫度高，發(fā)電機(jī)停運(yùn)后，鐵心、繞組溫度逐漸降低，由于空隙、氣隙內(nèi)空氣熱脹冷縮的作用，發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)入大量的空氣以達(dá)到壓力平衡。這時(shí)絕緣吸收空氣中的水分而受潮，若在雷雨季節(jié)，雨后空氣濕度更大，發(fā)電機(jī)絕緣受潮就更為嚴(yán)重。發(fā)電機(jī)絕緣受潮后，泄漏電流是正常值的幾十倍甚至幾百倍，絕緣電阻是正常值的幾十分之一。從數(shù)據(jù)分析，發(fā)電機(jī)絕緣受潮很嚴(yán)重，不經(jīng)過干燥處理，是不能運(yùn)行的。發(fā)電機(jī)絕緣受潮嚴(yán)重，是從絕緣的測(cè)試數(shù)據(jù)角度來講的。其實(shí)，絕緣受潮初期，只是表面吸附了水分，絕緣內(nèi)部還沒有受潮，與絕緣受到水浸后相比較，絕緣表面的水分還是微量的，干燥起來也容易得多。

電機(jī)的絕緣在空氣濕度很大時(shí)，受潮導(dǎo)致絕緣電阻的降低需要很短的時(shí)間，一天甚至幾個(gè)小時(shí)。這就要求雨天必須抵制雨水進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)、或雨后及時(shí)將電機(jī)內(nèi)濕空氣帶走。規(guī)程有明文規(guī)定：絕緣電阻不合格不能保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行不出事故，萬一發(fā)生事故，勢(shì)必造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。必須經(jīng)過干燥處理合格后才能運(yùn)行。

(3)發(fā)電機(jī)內(nèi)部存在水份引起的危害

對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，良好的絕緣是電機(jī)安全運(yùn)行的前提條件，在定子繞組中無論是槽絕緣、層間絕緣、相間絕緣還是綁扎帶以及電源引出線的外層，都有大量的毛細(xì)孔，很容易吸收空氣中的潮氣，降低自身的絕緣性能并使絕緣導(dǎo)熱性變差，引起絕緣擊穿進(jìn)而損壞電機(jī)，造成人身、設(shè)備安全事故。相對(duì)濕度高易使表面凝附水膜，濕度高于95％以上時(shí)，電機(jī)內(nèi)部經(jīng)常凝聚水滴，使金屬件易銹蝕，潤(rùn)滑脂受潮變質(zhì)，絕緣材料有的受潮膨脹，有的發(fā)軟發(fā)粘，機(jī)械和電氣性能惡化，容易發(fā)生絕緣擊穿和表面閃絡(luò)。另外，在高濕環(huán)境下，霉菌也易滋長(zhǎng)，而霉菌的分泌物能腐蝕金屬和絕緣材料，使絕緣迅速惡化，引起短路事故。

2、現(xiàn)有技術(shù)的匯總分析

(1)現(xiàn)有技術(shù)中常見的干燥方式

該部分將參照論文《發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣受潮的現(xiàn)場(chǎng)干燥處理》(作者：林軍，李云海，矯健，[中圖分類號(hào)】TM31l[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B【文章編號(hào)】1004-7913(2009)04—0013—02)中的內(nèi)容進(jìn)行說明。