一種葉片和發電機轉子一體的風機結構的製作方法
2023-05-24 11:51:46 1
一種葉片和發電機轉子一體的風機結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，包括，內定子、外轉子、葉片，所述內定子相對風機機艙固定，所述外轉子套在內定子上，並與葉片連接，與葉片同步轉動。本實用新型將風力發電機的葉片直接安裝在外轉子上，省略了輪轂，簡化了風機結構，並且組裝過程簡單，安裝方便，有效降低了風機製造成本和簡化了風機安裝過程。
【專利說明】
一種葉片和發電機轉子一體的風機結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及風力發電機，尤其是一種葉片和發電機轉子一體的風機結構。
【背景技術】
[0002]風力發電機的轉速較低，普通的發電機即使是多極的也必須通過齒輪箱增速才能以額定轉速旋轉。齒輪箱會降低風力機效率，易損且保養維護都較困難。為風力發電機專門設計製造的具有很多極的低速發電機可以用風輪直接帶動發電，這種發電機稱之為直驅式風力發電機。直驅式風力發電機是目前風力發電機發展的方向，但現有的直驅式風力發電機一般結構複雜，在組裝時，需要先將葉片與輪轂連接，然後再將輪轂與發電機轉子固定連接，這種組裝方法過程繁瑣，耗時長，在天氣易於變化的風場，組裝時間過長便以為著更易受天氣變化的影響，並且輪轂製造成本高，不利於降低製造成本。
[0003]鑑於此提出本實用新型。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種省略輪轂的葉片和發電機轉子一體的風機結構，有效簡化風機結構，方便風機組裝，降低風機製造成本。
[0005]為了實現該目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0006]—種葉片和發電機轉子一體的風機結構，包括，內定子、外轉子、葉片，所述內定子相對風機機艙固定，所述外轉子套在內定子上，並與葉片連接，與葉片同步轉動。
[0007]進一步，所述內定子包括，內定子鐵芯和纏繞在內定子鐵芯上的繞組;所述外轉子包括，具有葉片安裝結構的外轉子磁軛、固定在外轉子磁軛內圓面上的多個永久磁鐵，所述多個永久磁鐵組成內凸極結構;所述葉片通過葉片安裝結構連接在外轉子磁軛上。
[0008]進一步，所述外轉子磁軛為環狀結構，並套在內定子外側，所述永久磁鐵以環形陣列的方式固定在外轉子磁軛內側壁上，並與內定子之間留有一定空隙，所述葉片安裝結構為沿外轉子磁軛外側壁徑向凸出的法蘭結構。
[0009]進一步，所述葉片可轉動地與外轉子磁軛連接，所述葉片安裝結構的內部設有變槳裝置，所述變槳裝置與葉片連接以驅動葉片偏轉。
[0010]進一步，所述內定子通過內定子支座與風機塔筒連接，所述內定子支座與風機塔筒的連接處設有驅動內定子支座相對風機塔筒旋轉的偏航電機。
[0011 ]進一步，所述內定子的中心設有一主軸，所述主軸與內定子固定連接;所述外轉子的一側設有外轉子支撐，所述外轉子支撐的中心設有通孔與主軸配合，並在通孔與主軸之間安裝有軸承。
[0012]進一步，所述外轉子磁軛的前端還設有一錐形或半球形的導流罩。
[0013]採用本實用新型所述的技術方案後，帶來以下有益效果:
[0014]本實用新型將風力發電機的葉片直接安裝在外轉子上，省略了輪轂，簡化了風機結構，並且組裝過程簡單，安裝方便，由於葉片安裝在外轉子上，直接驅動外轉子轉動，有效提高了發電效率，降低了風機製造成本。
【附圖說明】
[0015]圖1:本實用新型的結構剖視圖；
[0016]圖2:為圖1中Y部分的結構剖視圖；
[0017]其中:1、機艙2、塔筒3、葉片4、內定子5、外轉子6、導流罩7、偏航電機8、變槳裝置9、內定子支座10、主軸41、內定子鐵芯42、繞組51、外轉子磁軛52、永久磁鐵53、葉片安裝結構54、外轉子支撐55、軸承81、變槳軸承82、變槳電機83、減速器84、小齒輪。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的描述。
[0019]如圖1所示，一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，一般可包括豎立在地面上的塔筒2和安裝在塔筒2頂部的機艙I，特別地，還包括，內定子4、外轉子5、葉片3。所述內定子4相對風機機艙I固定，所述外轉子5套在內定子4上，並與葉片3連接，與葉片3同步轉動，當外轉子5與內定子4相對轉動時，產生電能。所述內定子4包括，內定子鐵芯41和纏繞在內定子鐵芯41上的繞組42，所述內定子鐵芯41由矽鋼片疊成，在內定子鐵芯41的外圓周均勻分布著許多槽，用來嵌裝繞組42;所述外轉子5包括，具有葉片安裝結構53的外轉子磁軛51、固定在外轉子磁軛51內圓面上的多個永久磁鐵52，所述多個永久磁鐵52組成內凸極結構；外轉子5轉動時，繞組42切割磁力線感生電勢。所述葉片3通過葉片安裝結構53連接在外轉子磁軛51上。
[0020]所述外轉子磁軛51為環狀結構，並套在內定子4外側，外轉子磁軛51由導磁良好的鐵質材料製成，所述永久磁鐵52以環形陣列的方式固定在外轉子磁軛51內側壁上，並與內定子4之間留有一定空隙，這種結構的優點之一是永久磁鐵固定較容易，不會因為離心力而脫落。在外轉子磁軛51的外側壁上設有葉片安裝結構53與葉片3連接，所述葉片安裝結構53為沿外轉子磁軛51外側壁徑向凸出的法蘭結構，該法蘭結構可以通過焊接的方式固定在外轉子磁軛51的側壁上。
[0021]所述葉片3可轉動地與外轉子磁軛51連接，具體的，葉片3與變槳軸承81連接，變槳軸承81安裝在法蘭結構內，使葉片3可相對外轉子磁軛51偏轉，在葉片安裝結構53的內部還設有變槳裝置8，所述變槳裝置8包括變槳電機82、減速器83，小齒輪84，所述小齒輪84通過減速器83與變槳電機82連接，由變槳電機82驅動旋轉，所述變槳軸承81的內周側設有與小齒輪84嚙合的齒，當小齒輪84轉動時，變槳軸承81的內圈同時轉動，並帶動葉片3實現偏轉。
[0022]優選地，所述內定子4通過內定子支座9與風機的塔筒2連接，所述內定子支座9與塔筒2的連接處設有驅動內定子支座9相對風機塔筒2旋轉的偏航電機7，內定子支座9與內定子4固定連接，兩者不可相對轉動。
[0023]所述內定子4的中心設有一主軸10，所述主軸10—端與內定子支座9固定連接，內定子4固定安裝在主軸10上;所述外轉子5的一側設有外轉子支撐54，在外轉子支撐54的中心設有通孔與主軸10配合，並在通孔與主軸10之間安裝有軸承55，使外轉子5可在主軸10上自由旋轉。通過主軸10，外轉子5保證了與內定子4的同心轉動，並且主軸10也起到了支撐內定子4和外轉子5的作用。
[0024]優選地，所述外轉子磁軛51的前端還設有一錐形的或半球形的導流罩6，用於減小空氣阻力，並引導空氣向葉片3方向流動。
[0025]—般的，在機艙I內還設有電氣櫃、控制系統、潤滑系統和設置在機艙外的測風裝置。
[0026]本實用新型的工作原理為:葉片安裝在外轉子上，帶動外轉子同步旋轉，在風力作用下，葉片驅動外轉子相對內定子轉動，使內定子上的繞組切割磁力線感生電勢，當風場變化時，變槳裝置可以調節葉片的迎風角度，使外轉子維持在較佳轉速上，偏航電機可調節葉片迎風方向，使葉片始終正對來風方向，保證風機的高效發電。
[0027]以上所述為本實用新型的實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型原理前提下，還可以做出多種變形和改進，這也應該視為本實用新型的保護範圍。
【主權項】
1.一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，包括，內定子、外轉子、葉片，其特徵在於:所述內定子相對風機機艙固定，所述外轉子套在內定子上，並與葉片連接，與葉片同步轉動。2.根據權利要求1所述的一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，其特徵在於:所述內定子包括，內定子鐵芯和纏繞在內定子鐵芯上的繞組;所述外轉子包括，具有葉片安裝結構的外轉子磁軛、固定在外轉子磁軛內圓面上的多個永久磁鐵，所述多個永久磁鐵組成內凸極結構;所述葉片通過葉片安裝結構連接在外轉子磁軛上。3.根據權利要求2所述的一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，其特徵在於:所述外轉子磁軛為環狀結構，並套在內定子外側，所述永久磁鐵以環形陣列的方式固定在外轉子磁軛內側壁上，並與內定子之間留有一定空隙，所述葉片安裝結構為沿外轉子磁軛外側壁徑向凸出的法蘭結構。4.根據權利要求3所述的一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，其特徵在於:所述葉片可轉動地與外轉子磁軛連接，所述葉片安裝結構的內部設有變槳裝置，所述變槳裝置與葉片連接以驅動葉片偏轉。5.根據權利要求1所述的一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，其特徵在於:所述內定子通過內定子支座與風機塔筒連接，所述內定子支座與風機塔筒的連接處設有驅動內定子支座相對風機塔筒旋轉的偏航電機。6.根據權利要求1所述的一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，其特徵在於:所述內定子的中心設有一主軸，所述主軸與內定子固定連接;所述外轉子的一側設有外轉子支撐，所述外轉子支撐的中心設有通孔與主軸配合，並在通孔與主軸之間安裝有軸承。7.根據權利要求1所述的一種葉片和發電機轉子一體的風機結構，其特徵在於:所述外轉子磁軛的前端還設有一錐形或半球形的導流罩。
【文檔編號】H02K1/12GK205714575SQ201620578807
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】魯志平, 張羽, 劉峰, 張磊, 程學文, 馮克瑞
【申請人】北京普華億能風電技術有限公司