一種永磁直驅型風力發電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種永磁直驅型風力發電機，包括：導流管組件、發電機定子組件、發電機轉子組件、自動變槳機構組件、導流罩組件；發電機定子組件包括定子鐵芯和定子繞組；自動變槳機構組件包括扭簧、變槳軸承座、軸承、調整塊、限位銷釘、同步變槳連接桿和連接螺釘；發電機轉子組件包括空心轉軸和釹鐵硼永磁體；導流罩組件包括內外錐形管、筋板、連接板以及內氣流方向控制板。所述永磁直驅型風力發電機對風能的利用率大幅提升；發電機采用永磁直驅機型，發電機轉子設計成空心結構，孔內焊接有葉片，形成內外兩個氣流通道，即有效利用了空間，又減輕了重量，確保風力發電機在各種工況下所需的旋轉扭矩，制造成本和安裝維護費用也相應降低。
【專利說明】
一種永磁直驅型風力發電機
技術領域
[0001 ] 本實用新型涉及一種永磁直驅型風力發電機。
【背景技術】
[0002]風力發電機是一種利用風力驅動風輪槳葉旋轉，將風能轉換為機械能，再將機械能轉換為電能的機電裝置，而風力發電機一般是由風力機系統、發電機系統和電力轉換控制系統三大核心系統組成。發電機系統和電力轉換控制系統有比較成熟的標準化技術，工作效率提升的空間有限，而風力機系統是提升發電機工作效率的最主要因素，想方設法提高風能的轉化量，關鍵是提高進入空氣的密度和槳葉掃過的有效迎風面積。目前市場上安裝使用的風力發電機中，隨著發電功率的不斷提高，為了槳葉能夠連續不斷旋轉所需的旋轉力矩，只是一味的把槳葉長度不斷延伸，雖然看似風機整體回轉直徑較大，但是，該風機在單位迎風面積內風能的有效利用效率卻較低，基本都是完全依賴自然的風速和風量，這種空氣流量分散，空氣密度小的粗放型利用模式，必然會造成風能的利用率低下。
【實用新型內容】
[0003]針對上述技術問題，本實用新型提供一種永磁直驅型風力發電機。
[0004]本實用新型所采用的技術方案是:
[0005]—種永磁直驅型風力發電機，包括:導流管組件;所述導流管組件包括外直管、夕卜錐管、中間直管、定子外殼、外層筋板和連接板;所述外層筋板焊接在中間直管與外直管、夕卜錐管之間；所述連接板均布焊接在中間直管與定子外殼之間；發電機定子組件包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子鐵芯鑲嵌安裝在定子外殼的孔內，三相定子繞組相互圍繞互成120度，并且嵌裝在相互絕緣的定子鐵芯的槽里，構成電力輸出部件；自動變槳機構組件包括扭簧、變槳軸承座、軸承、調整塊、限位銷釘、同步變槳連接桿和連接螺釘;槳葉旋轉軸安裝在自動變槳機構組件的軸承座上，每套自動變槳機構組件均布安裝在槳轂的外圓周面上，經動平衡反復效驗后，把槳轂安裝在發電機空心轉軸一端外圓柱面上，槳葉安裝在槳葉旋轉軸上;發電機轉子組件包括空心轉軸和釹鐵硼永磁體，釹鐵硼永磁體均布嵌裝在空心轉軸外圓周面上，并在其孔內圓周上焊接有轉子葉片和轉子心部錐管;整體安裝在發電機定子組件的孔內，經動平衡反復效驗后，兩端用軸承進行旋轉支承，在兩端軸承外端面安裝端蓋;導流罩組件包括內外錐形管、筋板、連接板以及內氣流方向控制板。
[0006]所述永磁直驅型風力發電機還包括電風扇組件；所述電風扇組件包括行星減速機、電機和風扇葉片，通過連接桿，固定連接在導流管上;根據風力風向傳感器收集的動態風向信息，通過控制器發出的指令，啟動或關停電機，所述電風扇組件用于改善低風速風電效率問題，當風速較低時啟動該電風扇組件，可在內外氣流通道口形成旋風，使其能夠向外收集更多的風量。
[0007]所述永磁直驅型風力發電機還包括剎車組件和偏航減速機組件;所述剎車組件包括剎車盤和制動鉗，所述剎車盤固定在槳轂與端蓋之間的發電機轉軸上，制動鉗固定在端蓋上，所述剎車組件用于在發電機出現故障時，剎車檢修所用;所述偏航減速機組件包括行星減速機、電機、減速機輸出齒輪，根據風力風向傳感器收集的動態風向信息，通過控制器發出的指令，啟動或關停電機，控制回轉支承的旋轉動作，使導流管的喇叭口始終迎著風向。
[0008]所述導流管組件安裝在機架上，機架上平面對稱安裝有兩臺行星減速機組件，機架的下平面安裝有回轉支承，在塔筒的上法蘭面與回轉支承的下平面進行螺栓連接，安裝支撐整臺風力發電機。
[0009]本實用新型的有益效果是所述永磁直驅型風力發電機在槳葉外圍增加了導流管，引導空氣通過槳葉，使通過的風量得到集聚，起到增壓增密的效果:并且槳葉結構實用，提高了槳葉有效單位面積對風能的轉化量，兩者有效配合使用，使其對風能的利用率大幅提升；另外，導流管進氣孔口增設了電風扇組件，改善了低風速風電效率的問題，同時也為風力發電機的推廣擴展了地域空間；所述風力發電機是永磁直驅機型，不斷把發電機轉子設計成空心結構，而且在孔內焊接上葉片，形成內外兩個氣流通道，并使其內外迎風葉片共同配合受力，即有效利用了空間，又減輕了重量，確保風力發電機在各種工況下所需的旋轉扭矩，且單臺重量減輕，制造成本和安裝維護費用也相應降低。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型所述永磁直驅型風力發電機的側視圖；
[0011 ]圖2是本實用新型所述永磁直驅型風力發電機的主視圖；
[0012]圖中:1、槳葉；2、導流管組件;3、槳葉旋轉軸;4、自動變槳機構組件;5、槳轂;6、剎車組件;7、發電機定子組件;8、發電機轉子組件;9、風力風向傳感器；10、連接板；11、軸承；12、端蓋;13、導流罩組件；14、轉子葉片；15、轉子心部錐管；16、內氣流方向控制板;17、電風扇組件;18、風扇葉片；19、連接桿;20、機架;21、偏航減速機組件;22、回轉支承;23、塔筒。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0014]如圖所示，本實用新型公開一種永磁直驅型風力發電機，包括:導流管組件2;所述導流管組件2包括外直管、外錐管、中間直管、定子外殼、外層筋板和連接板10;所述外層筋板焊接在中間直管與外直管、外錐管之間;所述連接板10與中心線傾斜一定角度，分別均布焊接在中間直管與定子外殼之間；發電機定子組件7包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子鐵芯鑲嵌安裝在定子外殼的孔內，三相定子繞組相互圍繞互成120度并且絕緣嵌裝在定子鐵芯的槽里，構成電力輸出部件；自動變槳機構組件4包括扭簧、變槳軸承座、軸承11、調整塊、限位銷釘、同步變槳連接桿19和連接螺釘;槳葉旋轉軸3安裝在自動變槳機構組件4的軸承座上，每套自動變槳機構組件4均布安裝在槳轂5的外圓周面上，經動平衡反復效驗后，把槳轂又安裝在發電機空心轉軸一端外圓柱面上，槳葉I安裝在槳葉旋轉軸3上;槳葉I葉面與轉子的旋轉軸線限定角度為9-50度;發電機轉子組件8包括空心轉軸和釹鐵硼永磁體，釹鐵硼永磁體均布嵌裝在空心轉軸外圓周面上，并在其孔內圓周上焊接有轉子葉片14和轉子心部錐管15;整體安裝在發電機轉子組件8的孔內，經動平衡反復效驗后，兩端用軸承11進行旋轉支承，在兩端軸承11外端面安裝端蓋12，既滿足同心度要求，又起到密封效果；導流罩組件13包括內外錐形管、筋板、連接板1以及內氣流方向控制板16。
[0015]本實用新型所述的永磁直驅型風力發電機，還包括剎車組件6和偏航減速機組件21;所述剎車組件6包括剎車盤和制動鉗，所述剎車盤固定在槳轂5與端蓋12之間的發電機轉軸上，制動鉗固定在端蓋12上，所述剎車組件6用于在發電機出現故障時，剎車檢修所用；電風扇組件17包括行星減速機、電機和風扇葉片18，通過連接桿19，固定連接在導流管上。當風速低于5m/s時啟動該電風扇組件17，在內外氣流通道口形成旋風，使其能夠向外收集更多的風量，通過連接板10給槳葉I增加風壓；當風速超過5m/s時，根據風力風向傳感器9收集的動態風向信息，通過控制器發出的指令，關閉該電風扇組件17，讓自然風速驅動發電機轉子旋轉;所述偏航減速機組件21包括行星減速機、電機、減速機輸出齒輪，根據風力風向傳感器9收集的動態風向信息，通過控制器發出的指令，啟動或關停電機，控制回轉支承22的旋轉動作，使其導流管的喇叭口始終迎著風向。所述導流管組件2安裝在機架20上，機架20上平面對稱安裝有兩臺行星減速機組件21，機架20的下平面安裝有回轉支承22，在塔筒23的上法蘭面與偏航回轉支承的下平面進行螺栓連接，安裝支撐整臺風力發電機。
[0016]國內目前同功率機型:槳葉長約30多米，槳葉的回轉直徑約70米左右，三片槳葉，塔筒離地面高約45米以上，依靠增大單臺體型和回轉直徑來提高輸出功率。本技術方案:槳葉長約2米以下，槳葉的回轉直徑約6米左右，6-12片槳葉，塔筒離地面高約35米高左右，依靠增加安裝臺數來提高輸出功率(每個塔筒上安裝1-3臺)。本實用新型的永磁直驅型風力發電機在槳葉外圍增加了導流管，引導空氣通過槳葉，使通過的風量得到集聚，起到增壓增密的效果:并且槳葉結構實用，提高了槳葉有效單位面積對風能的轉化量，兩者有效配合使用，使其對風能的利用率大幅提升；另外，導流管進氣孔口增設了電風扇組件，改善低風速風電效率的問題，同時也為風力發電機的推廣擴展了地域空間；所述風力發電機是永磁直驅機型，不僅把發電機轉子設計成空心結構，而且在孔內焊接上葉片，形成內外兩個氣流通道，并使其內外迎風葉片共同配合受力，即有效利用了空間，又減輕了重量，確保風力發電機在各種工況下所需的旋轉扭矩，且單臺重量減輕，制造成本和安裝維護費用也相應降低。
[0017]盡管本實用新型的實施方案已如上公開，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域。對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和體系之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種永磁直驅型風力發電機，其特征在于，包括:導流管組件;所述導流管組件包括外直管、外錐管、中間直管、定子外殼、外層筋板和連接板;所述外層筋板焊接在中間直管與外直管、外錐管之間;所述連接板均布焊接在中間直管與定子外殼之間；發電機定子組件包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子鐵芯鑲嵌安裝在定子外殼的孔內，三相定子繞組相互圍繞互成120度，并且嵌裝在相互絕緣的定子鐵芯的槽里，構成電力輸出部件；自動變槳機構組件包括扭簧、變槳軸承座、軸承、調整塊、限位銷釘、同步變槳連接桿和連接螺釘;槳葉旋轉軸安裝在自動變槳機構組件的軸承座上，每套自動變槳機構組件均布安裝在槳轂的外圓周面上，經動平衡反復效驗后，把槳轂安裝在發電機空心轉軸一端外圓柱面上，槳葉安裝在槳葉旋轉軸上;發電機轉子組件包括空心轉軸和釹鐵硼永磁體，釹鐵硼永磁體均布嵌裝在空心轉軸外圓周面上，并在其孔內圓周上焊接有轉子葉片和轉子心部錐管;整體安裝在發電機定子組件的孔內，經動平衡反復效驗后，兩端用軸承進行旋轉支承，在兩端軸承外端面安裝端蓋;導流罩組件包括內外錐形管、筋板、連接板以及內氣流方向控制板。2.根據權利要求1所述的一種永磁直驅型風力發電機，其特征在于:還包括電風扇組件;所述電風扇組件包括行星減速機、電機和風扇葉片，通過連接桿固定連接在導流管上；根據風力風向傳感器收集的動態風向信息，通過控制器發出的指令啟動或關停電機。3.根據權利要求1所述的一種永磁直驅型風力發電機，其特征在于:還包括剎車組件和偏航減速機組件;所述剎車組件包括剎車盤和制動鉗，所述剎車盤固定在槳轂與端蓋之間的發電機轉軸上，制動鉗固定在端蓋上，所述剎車組件用于在發電機出現故障時，剎車檢修所用;所述偏航減速機組件包括行星減速機、電機、減速機輸出齒輪，根據風力風向傳感器收集的動態風向信息，通過控制器發出的指令，啟動或關停電機，控制回轉支承的旋轉動作，使導流管的喇叭口始終迎著風向。4.根據權利要求1所述的一種永磁直驅型風力發電機，其特征在于:所述導流管組件安裝在機架上，機架上平面對稱安裝有兩臺偏航減速機組件，機架的下平面安裝有回轉支承，在塔筒的上法蘭面與回轉支承的下平面進行螺栓連接，安裝支撐整臺風力發電機。
【文檔編號】F03D1/04GK205714588SQ201620585925
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】朱明志, 朱毅, 朱波
【申請人】朱明志