兆瓦級空水冷高速永磁發電機的製作方法
2023-12-11 19:50:07 2
專利名稱：兆瓦級空水冷高速永磁發電機的製作方法
技術領域：
本發明屬於發電機領域，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，適合於帶有全功率變頻器的兆瓦級變速恆頻風力發電機組。
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。對於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。對於在機艙內部密閉的空間裡，碳刷粉末對於其他部件存在汙染。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，提出了採用高速永磁發電機。其額定轉速與雙饋發電機、電勵磁同步發電機相當，相對於直驅發電機的低轉速，因此稱為高速發電機；但其轉速範圍要寬，可以使機組在較低風速下起動，提高了機組的發電量；由於永磁發電機轉子採用永磁體，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、迴轉軸、水冷器和端蓋；所述發電機機座內部設置有定子和迴轉軸，迴轉軸上設置有轉子；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 ο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。所述轉子是由不鏽鋼套筒、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，相鄰平面構成的稜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鏽鋼套筒。所述稜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 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後由出水口流出，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範圍內，具有良好的溫升性能。本發明的特點(1)轉子採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；( 發電機效率的提高，使得機組的發電量提高；C3)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)冷卻器採用了空水冷方式，可以有效減小電機體積和重量，起到更好的散熱效果。
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為迴轉軸；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為不鏽鋼套筒；16為殼體；17為水管。
具體實施例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、迴轉軸、 水冷器和端蓋；所述發電機機座內部設置有定子和迴轉軸，迴轉軸上設置有轉子；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
至
ΓΤΠ ο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。所述轉子是由不鏽鋼套筒、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，相鄰平面構成的稜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鏽鋼套筒。所述稜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後由出水口流出，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範圍內，具有良好的溫升性能。本發明的特點(1)轉子採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；( 發電機效率的提高，使得機組的發電量提高；C3)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)冷卻器採用了空水冷方式，可以有效減小電機體積和重量，起到更好的散熱效果。 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.兆瓦級空水冷高速永磁發電機，其特徵在於該風力發電機包括機座、迴轉軸、水冷器和端蓋；所述發電機機座內部設置有定子和迴轉軸，迴轉軸上設置有轉子；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。
2.如權利要求1所述兆瓦級空水冷高速永磁發電機，其特徵在於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。
3.如權利要求1所述兆瓦級空水冷高速永磁發電機，其特徵在於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。
4.如權利要求1所述兆瓦級空水冷高速永磁發電機，其特徵在於所述轉子是由不鏽鋼套筒、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，相鄰平面構成的稜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鏽鋼套筒。
5.如權利要求4所述兆瓦級空水冷高速永磁發電機，其特徵在於所述稜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。
全文摘要
本發明公開了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、迴轉軸、水冷器和端蓋；所述發電機機座內部設置有定子和迴轉軸，迴轉軸上設置有轉子；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。本發明的特點(1)轉子採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)冷卻器採用了空水冷方式，可以有效減小電機體積和重量，起到更好的散熱效果。
文檔編號H02K5/20GK102545462SQ20111038900
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者周會軍, 王成, 王裕峰, 霍連文 申請人:西安久和能源科技有限公司