專利名稱：直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)屬于風(fēng)能發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
現(xiàn)有的風(fēng)能發(fā)電機(jī)可分為兩類 一類為已產(chǎn)業(yè)化的間驅(qū)式電磁型風(fēng)能發(fā)電 機(jī)。葉片安裝在齒輪變速箱增速器的低速轉(zhuǎn)軸端，電磁式風(fēng)能發(fā)電機(jī)安裝在齒 輪變速箱增速器的高速轉(zhuǎn)軸端，將風(fēng)能帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)速為10~30r/min的低轉(zhuǎn)速增 速至1500r/min的高轉(zhuǎn)速后再驅(qū)動(dòng)電磁式風(fēng)能發(fā)電機(jī)發(fā)電，為間驅(qū)式結(jié)構(gòu)。存在 起動(dòng)阻力大，在風(fēng)速低的風(fēng)區(qū)段不能發(fā)電、風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率低、齒輪變速箱增速 器笨重、昂貴、故障多、運(yùn)行維護(hù)成本高和裝機(jī)成本高等技術(shù)缺陷。另一類為 不需要齒輪變速箱增速器的直驅(qū)式永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)。葉片安裝在其轉(zhuǎn)軸上，當(dāng) 風(fēng)能帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)速為10 30r/min的低轉(zhuǎn)速時(shí)就能直接驅(qū)動(dòng)永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)發(fā) 電，具有起動(dòng)阻力小，風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率高，在風(fēng)速較低的風(fēng)區(qū)段也能發(fā)電。由于 永久磁鋼嵌入轉(zhuǎn)子上的位置為內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)存在機(jī)械強(qiáng)度差、漏 磁大、氣隙磁密低和功率密度低、發(fā)電功率小、不能調(diào)節(jié)電壓變化和不能發(fā)電 并網(wǎng)等技術(shù)缺陷，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，至今仍處在樣機(jī)研制階段。 實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用永久磁場和電磁場共同勵(lì)磁發(fā)電的直 驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)。可調(diào)節(jié)電壓變化、能發(fā)電并網(wǎng)、特設(shè)置環(huán)型式阻尼繞 組減小失步運(yùn)轉(zhuǎn)，提高發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和抗沖力。不需要齒輪變速箱增 速器，結(jié)構(gòu)輕巧、起動(dòng)阻力小、發(fā)電功率大、節(jié)能明顯、風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率高和功 率密度高，故障少、運(yùn)行維護(hù)成本低和裝機(jī)成本低。攻破了現(xiàn)有的永磁風(fēng)能發(fā) 電機(jī)存在磁拉力帶來運(yùn)轉(zhuǎn)阻力大造成功率損失大的技術(shù)難關(guān)和攻破了現(xiàn)有的外 置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁發(fā)電機(jī)受自身結(jié)構(gòu)上的限制不能安裝環(huán)型阻尼式繞組的技術(shù)難關(guān)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有的外置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)存在永久磁鋼固定難 度大和永久磁鋼在運(yùn)轉(zhuǎn)中易破碎的技術(shù)缺陷。機(jī)殼外部安裝有散熱器，在自然 環(huán)境中發(fā)揮更好的散熱效果，機(jī)座上安裝有隨風(fēng)向擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)器，提高葉片的 跟風(fēng)效率和風(fēng)能利用率。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于 1、采用永久磁鋼制造同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極，在同心式瓦片形 磁極或同心式凸梯形磁極兩側(cè)矩形面的軸向上開有凹型鍵槽。攻破了直驅(qū)式混 勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)采用外置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)帶來永久磁鋼固定難度大和不能安裝環(huán)型 式阻尼繞組的技術(shù)難關(guān)，解決了外置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)中永久磁鋼易破碎的技 術(shù)難題，大大提高了永久磁鋼的抗拉強(qiáng)度和安裝效率。
2、定子鐵芯結(jié)構(gòu)采用n等分的同心式定子鐵芯拼裝合成，同心式定子鐵芯 采用同心式定子沖片斜槽方式疊裝合成。攻破了現(xiàn)有的永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)存在磁 拉力帶來運(yùn)轉(zhuǎn)阻力大造成功率損失大的技術(shù)難關(guān)，大大提高了直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng) 能發(fā)電機(jī)的風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率和發(fā)電功率。
3、 定子繞組結(jié)構(gòu)采用n個(gè)繞制在定子鐵芯上的獨(dú)立繞組連接構(gòu)成。采用高 效率的自動(dòng)化嵌線新工藝方法替代低效率的手工嵌線方法，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；统?本生產(chǎn)，解決了現(xiàn)有的風(fēng)能發(fā)電機(jī)定子鐵芯結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化嵌線新工藝的 技術(shù)難題。
4、 采用高強(qiáng)度材料制造空心的圓筒式轉(zhuǎn)子芯可大大減少材料用量和體重， 在空心的圓筒式轉(zhuǎn)子心的外圓軸向上開有n個(gè)均勻分布的鍵槽固定同心式轉(zhuǎn)子 鐵芯，拼裝合成轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)。在空心的圓筒式轉(zhuǎn)子芯兩側(cè)的端蓋上開有帶鍵 槽的中心軸孔和n個(gè)通風(fēng)孔，轉(zhuǎn)軸安裝在帶鍵槽的中心軸孔內(nèi)，開通風(fēng)孔有利 于轉(zhuǎn)子總成的散熱，大大提高了轉(zhuǎn)子總成的同心度和機(jī)械強(qiáng)度，彌補(bǔ)了現(xiàn)有的 直驅(qū)式永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)采用內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)帶來機(jī)械強(qiáng)度差和散熱效果差的技 術(shù)缺陷。
55、 在轉(zhuǎn)子鐵芯上開有n個(gè)均勻分布的凹型定位槽，在凹型定位槽內(nèi)側(cè)面的 軸向上設(shè)有固定同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極的鍵條。將n個(gè)同心式 瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極安裝固定在凹型定位槽內(nèi)，有序排列成n對N 極和S極磁極結(jié)構(gòu)，構(gòu)成漏磁極小的外置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電 機(jī)采用外置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)大大提高了氣隙磁密和發(fā)電功率，彌補(bǔ)了現(xiàn)有的直驅(qū)式 永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)采用內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)存在永久磁鋼漏磁大，氣隙磁密低和功率 密度低等技術(shù)缺陷。
6、 在轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)有n個(gè)均勻分布的轉(zhuǎn)子齒構(gòu)成電磁極，可調(diào)節(jié)發(fā)電并網(wǎng) 的切入電壓。在轉(zhuǎn)子齒上開有阻尼孔，將阻尼導(dǎo)條裝入阻尼孔中，在阻尼導(dǎo)條 的兩端上安裝阻尼導(dǎo)環(huán)，構(gòu)成環(huán)型式阻尼繞組?？蓽p小失步運(yùn)轉(zhuǎn)，提高發(fā)電并 網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和抗沖力。
7、 在轉(zhuǎn)子鐵芯上開有n個(gè)均勻分布的線槽，在線槽中嵌有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生電 磁場調(diào)節(jié)電壓的變化，攻破了現(xiàn)有的永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)不能調(diào)節(jié)電壓變化和發(fā)電 并網(wǎng)難度大的技術(shù)難關(guān)。
8、 轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)采用n等分的同心式轉(zhuǎn)子鐵芯拼裝合成，同心式轉(zhuǎn)子鐵芯 采用同心式轉(zhuǎn)子沖片疊裝合成，大大提高了材料的使用率和安裝效率。
9、 在機(jī)殼外部的軸向上安裝有導(dǎo)風(fēng)管，在導(dǎo)風(fēng)管的外部安裝有導(dǎo)風(fēng)罩，構(gòu) 成風(fēng)冷式散熱器，在自然環(huán)境中發(fā)揮更好的散熱效果。在機(jī)座上安裝有隨風(fēng)向 擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)器，提高葉片的跟風(fēng)效率和風(fēng)能利用率。


圖1、圖2為本實(shí)用新型整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖3、圖4為本實(shí)用新型定子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖5、圖6為本實(shí)用新型同心式定子沖片結(jié)構(gòu)示意圖7、圖8為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖9、圖10為本實(shí)用新型同心式轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)式意圖ll、圖12、圖13、圖14為本實(shí)用新型同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極結(jié)構(gòu)示意圖15、圖16為本實(shí)用新型阻尼導(dǎo)環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖17、圖18為本實(shí)用新型阻尼導(dǎo)條結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參閱圖l、圖2結(jié)構(gòu)示意圖所示1、為定子總成；2、為轉(zhuǎn)子總成;4、為機(jī) 殼；5、為勵(lì)磁機(jī)；6、為制動(dòng)器；33、為轉(zhuǎn)軸；34、為軸承；40、為端蓋；41、 為風(fēng)冷式散熱器;42、為機(jī)座；43、為機(jī)罩；50、為電壓調(diào)節(jié)器。
參閱圖3、圖4結(jié)構(gòu)示意圖所示10、為定子鐵芯；14、為定子繞組。 參閱圖5、圖6結(jié)構(gòu)示意圖所示11、為同心式定子沖片；12、為焊槽；13、
為定子槽。
參閱圖7、圖8結(jié)構(gòu)示意圖所示3、為圓筒式轉(zhuǎn)子芯端蓋；20、為轉(zhuǎn)子鐵 芯；25、為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組；28、為阻尼導(dǎo)條；29、為阻尼導(dǎo)環(huán)；30、為圓筒式 轉(zhuǎn)子芯鍵槽；31、為圓筒式轉(zhuǎn)子芯帶鍵槽的中心軸孔；32、為圓筒式轉(zhuǎn)子芯端 蓋通風(fēng)孔；33、為轉(zhuǎn)軸；35、為同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極。
參閱圖9、圖10結(jié)構(gòu)示意圖所示21、為同心式轉(zhuǎn)子沖片；22、為凹型定 位槽；23、為鍵條；24、為轉(zhuǎn)子槽；26、為轉(zhuǎn)子齒；27、為阻尼孔。
參閱圖ll、圖12、圖B、圖14結(jié)構(gòu)示意圖所示35、為同心式瓦片形磁 極或同心式凸梯形磁極；36、為同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極凹型鍵
參閱圖15、圖16結(jié)構(gòu)示意圖所示29、為阻尼導(dǎo)環(huán)。
參閱圖17、圖18結(jié)構(gòu)示意圖所示28、為阻尼導(dǎo)條。
本實(shí)用新型將n個(gè)同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[35]安裝在轉(zhuǎn)子 鐵芯[20]上的凹型定位槽[22]內(nèi)，采用凹型定位槽[22]內(nèi)側(cè)面上的軸向鍵條 [23]固定在同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[35]兩側(cè)矩形面上的凹型鍵 槽[36]內(nèi)，將同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極固定在凹型定位槽[22]內(nèi)， 構(gòu)成n對N極和S極磁極結(jié)構(gòu)。將阻尼導(dǎo)條[28]裝入轉(zhuǎn)子齒[26]上的阻尼孔[27]
7中，在阻尼導(dǎo)條[28]的兩端上安裝阻尼導(dǎo)環(huán)[29]，構(gòu)成環(huán)型式阻尼繞組。定子 總成[1]安裝在機(jī)殼[4]的內(nèi)圓里，端蓋[40]安裝在機(jī)殼[4]內(nèi)圓兩端的止口上， 軸承[34]的外圈安裝在端蓋[40]中心位置的軸承室內(nèi)，軸承[34]的內(nèi)圈安裝在 轉(zhuǎn)軸[33]的兩端上，轉(zhuǎn)子總成[2]安裝在定子總成[1]的內(nèi)圓里，勵(lì)磁機(jī)[5]的轉(zhuǎn) 子安裝在轉(zhuǎn)軸[33]上，勵(lì)磁機(jī)[5]的定子安裝在端蓋[40]上，制動(dòng)器[6]安裝在 端蓋[40]上，電壓調(diào)節(jié)器[50]安裝在勵(lì)磁機(jī)[5]上或其它位置上，機(jī)罩[43]安裝 在機(jī)殼[4]的兩端上，可完成整機(jī)組裝。
權(quán)利要求1、一種直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，包括定子總成[1]、轉(zhuǎn)子總成[2]、機(jī)殼[4]、勵(lì)磁機(jī)[5]、制動(dòng)器[6]、端蓋[40]、散熱器[41]、旋轉(zhuǎn)式機(jī)座[42]、機(jī)罩[43]及電壓調(diào)節(jié)器[50]其特征在于定子總成[1]安裝在機(jī)殼[4]的內(nèi)圓里，端蓋[40]安裝在機(jī)殼[4]內(nèi)圓兩端的止口上，軸承[34]的外圈安裝在端蓋[40]中心位置的軸承室內(nèi)，軸承[34]的內(nèi)圈安裝在轉(zhuǎn)軸[33]的兩端上，轉(zhuǎn)子總成[2]安裝在定子總成[1]的內(nèi)圓里，勵(lì)磁機(jī)[5]的轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)軸[33]上，勵(lì)磁機(jī)[5]的定子安裝在端蓋[40]上，制動(dòng)器[6]安裝在端蓋[40]上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī),其特征在于所述的定 子總成[1]由定子鐵芯[H)]和定子繞組[14]構(gòu)成，轉(zhuǎn)子總成[2]由同心式瓦片形 磁極 或同心式凸梯形磁極[35]、轉(zhuǎn)子鐵芯[20]、空心的圓筒式轉(zhuǎn)子芯及轉(zhuǎn)子勵(lì) 磁繞組[25]構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的同 心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[35]采用永久磁鋼制造，在同心式瓦片形 磁極或同心式凸梯形磁極[35]兩側(cè)矩形面的軸向上開有凹型鍵槽[36]。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的定 子鐵芯[10]上開有n個(gè)均勻分布的焊槽[12]和定子槽[13],定子鐵芯[10]結(jié)構(gòu) 采用n等分的同心式定子鐵芯拼裝合成，同心式定子鐵芯采用同心式定子沖片 [ll]斜槽方式疊裝合成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn) 子鐵芯[20]上設(shè)有ii個(gè)均勻分布的轉(zhuǎn)子齒[26]，轉(zhuǎn)子鐵芯[20]上開有n個(gè)均勻 分布的凹型定位槽[22]和轉(zhuǎn)子槽[24]，轉(zhuǎn)子鐵芯[20]結(jié)構(gòu)采用n等分的同心式 轉(zhuǎn)子鐵芯拼裝合成，同心式轉(zhuǎn)子鐵芯采用同心式轉(zhuǎn)子沖片[21]疊裝合成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的定 子繞組[14]結(jié)構(gòu)采用n個(gè)繞制在定子鐵芯[10]上的獨(dú)立繞組連接構(gòu)成，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組[25]結(jié)構(gòu)采用n個(gè)繞制在轉(zhuǎn)子鐵芯[20]上的獨(dú)立勵(lì)磁繞組連接構(gòu)成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的空 心的圓筒式轉(zhuǎn)子芯采用高強(qiáng)度材料制造，空心的圓筒式轉(zhuǎn)子芯外圓的軸向上開 有n個(gè)均勻分布的鍵槽[30]固定同心式轉(zhuǎn)子鐵芯，拼裝合成轉(zhuǎn)子鐵芯[20]結(jié)構(gòu)， 空心的圓筒式轉(zhuǎn)子芯兩側(cè)的端蓋[3]上開有帶鍵槽的中心軸孔[31]和開有n個(gè)通 風(fēng)孔[32]，轉(zhuǎn)軸[33]安裝在帶鍵槽的中心軸孔[31]內(nèi)。
8、 根據(jù)權(quán)力要求2所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn) 子鐵芯[20]上開有n個(gè)均勻分布的凹型定位槽[22]，在凹型定位槽[22]內(nèi)側(cè)面 的軸向上設(shè)有固定同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[35]的鍵條[23]，將n 個(gè)同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[35]安裝固定在凹型定位槽[22]內(nèi)， 有序排列成n對N極和S極磁極結(jié)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn) 子鐵芯[20]上設(shè)有n個(gè)均勻分布的轉(zhuǎn)子齒[26]，轉(zhuǎn)子齒[26]上開有阻尼孔[27]， 阻尼導(dǎo)條[28]裝入阻尼孔[27]內(nèi)，阻尼導(dǎo)條的兩端上安裝阻尼導(dǎo)環(huán)[29]，構(gòu)成 環(huán)型式阻尼繞組。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的 機(jī)殼[4]外部的軸向上安裝有導(dǎo)風(fēng)管，導(dǎo)風(fēng)管的外部安裝有導(dǎo)風(fēng)罩，構(gòu)成風(fēng)冷式 散熱 器[41]，旋轉(zhuǎn)式機(jī)座[42]上安裝有隨風(fēng)向擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)器,機(jī)罩[43]安裝在機(jī) 殼[4]的兩端上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用永久磁場和電磁場共同勵(lì)磁發(fā)電的直驅(qū)式混勵(lì)型風(fēng)能發(fā)電機(jī)?？烧{(diào)節(jié)電壓變化、能發(fā)電并網(wǎng)、特設(shè)置環(huán)型式阻力繞組減小失步運(yùn)轉(zhuǎn)，提高發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和抗沖力。不需要齒輪變速箱增速器，結(jié)構(gòu)輕巧、起動(dòng)阻力小、發(fā)電功率大、節(jié)能明顯、風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率高和功率密度高，故障少、運(yùn)行維護(hù)成本低和裝機(jī)成本低。機(jī)殼外部安裝有散熱器，在自然環(huán)境中發(fā)揮更好的散熱效果，機(jī)座上安裝有隨風(fēng)向擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)器，提高葉片的跟風(fēng)效率和風(fēng)能利用率。攻破了現(xiàn)有的永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)存在磁拉力帶來運(yùn)轉(zhuǎn)阻力大造成功率損失大的技術(shù)難關(guān)，解決了現(xiàn)有的外置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁風(fēng)能發(fā)電機(jī)存在的技術(shù)難題，應(yīng)用前景廣泛。
文檔編號(hào)H02K7/10GK201298796SQ200820152088
公開日2009年8月26日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
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