專利名稱：風力發電機組及其雙饋異步發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械領域，特別涉及一種用于風力發電的雙饋異步發電機。本發明還涉及一種包括上述雙饋異步發電機的風力發電機組。
背景技術：
隨著我國經濟建設的快速發展，電能對經濟建設和人們生活的影響越來越大，而 風力發電作為多種發電方式中的一種也越來越受到人們的重視。風力發電就是把風的動能轉變成機械能，再把機械能轉化為電能的一種發電方 式。我們將風力發電所需要的裝置稱作風力發電機組，風力發電機組一般包括鐵塔、風輪和 發電機三部分。鐵塔是支承風輪和發電機的構架，為了獲得較大的和較均勻的風力，鐵塔一 般比較高，其高度一般根據地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪直徑的大小來確定。風 輪是把風的動能轉變為機械能的重要部件，它由兩只(或多只)螺旋槳形的葉輪組成，當風 吹向漿葉時，槳葉上產生驅動力驅動風輪轉動，將風能轉化為機械能。發電機用于把由風輪 得到的機械能轉變為電能。但是，一般情況下，風輪的轉速比較低，而發電機的額定轉速遠高于風輪的轉速， 因此在連接發電機的轉軸之前，還必須附加一個變速箱，將風輪的低轉速提高到發電機的 額定轉速。現有技術中的風力發電機多為高速異步發電機，也就是發電機的額定轉速比較 高，比如1800rpm，此時就需要使用傳動比很高的變速箱經過齒輪傳動將漿葉較低的轉速 提高到發電機的額定轉速，傳動比很高就意味著參與傳動的兩齒輪的齒數差別很大，這嚴 重影響了變速箱的使用壽命，降低了風力發電機組的可靠性，造成了風力發電的成本的上 升，雙饋發電機變流器同時容量為非全功率整流，降低了整機的成本。同時，由于高速異步發電機的轉軸的額定轉速較高，使發電機的振動很嚴重，產生 了較大的噪聲。因此，如何降低風力發電機組中的變速箱的傳動比，降低其發電機的振動和由此 產生的噪聲是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種雙饋異步發電機，該雙饋異步發電機能夠降低風力 發電機組中的變速箱的傳動比，同時該發電機的振動和由此產生的噪聲較小。本實用新型 的另一目的是提供一種包括上述雙饋異步發電機的風力發電機組。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種用于風力發電機組的雙饋異步發電 機，包括固定于所述雙饋異步發電機的機座的定子鐵芯，所述定子鐵芯上繞有定子線圈；所 述定子鐵芯的內部設置有繞有轉子線圈的轉子鐵芯，所述轉子鐵芯通過轉子支架固定于所 述雙饋異步發電機的轉軸，其特征在于，所述定子線圈嵌入所述定子鐵芯的定子槽形成12 極旋轉磁場，所述轉子線圈嵌入所述轉子鐵芯的轉子槽形成12極旋轉磁場。優選地，所述定子槽的槽數為144個，且所述定子線圈的繞組方式為疊繞組，形成12個并聯支路；所述轉子槽的槽數為180個，且所述轉子線圈的繞組方式為波繞組，形成1 個并聯支路。優選地，所述定子線圈之間設置有層間墊條。優選地，所述層間墊條為雙馬來酰亞胺玻纖布層壓板。優選地，所述轉軸的驅動端通過圓柱滾子軸承和深溝球軸承支撐，所述轉軸的非 驅動端通過圓柱滾子軸承支撐，且各所述圓柱滾子軸承和所述深溝球軸承的軸承座設置有 測溫元件。優選地，還包括安裝于所述機座的自動注脂泵，所述自動注脂泵通過管路與設置 于所述機座上的注脂口連通，所述機座上設置有與所述注脂口相通且與各所述圓柱滾子軸 承和所述深溝球軸承相通的通道。優選地，還包括空間加熱快，所述空間加熱塊安裝于所述機座。優選地，還包括風冷卻器，所述風冷卻器安裝于所述機座的上方。優選地，所述定子線圈內安裝有測溫元件。為解決上述技術問題，本實用新型還提供一種風力發電機組，包括如上述任一項 所述的雙饋異步發電機。本實用新型所提供的雙饋異步發電機，用于風力發電機組，包括固定于雙饋異步 發電機的機座的定子鐵芯，定子鐵芯上繞有定子線圈；定子鐵芯的內部設置有繞有轉子線 圈的轉子鐵芯，轉子鐵芯通過轉子支架固定于雙饋異步發電機的轉軸，定子線圈嵌入定子 鐵芯的定子槽形成12極旋轉磁場，轉子線圈嵌入轉子鐵芯的轉子槽形成12極旋轉磁場。可 以看出，本實用新型所提供的雙饋異步發電機的定子線圈繞于定子鐵芯、轉子線圈繞于轉 子鐵芯，分別形成12極旋轉磁場，旋轉磁場的極數的增加，降低了雙饋異步發電機的同步 轉速，進而降低了雙饋異步發電機的工作轉速，在風速一定的情況下，要得到雙饋異步發電 機的工作轉速所需要的齒輪變速箱的傳動比下降，進而延長了變速箱的使用壽命，降低了 雙饋異步發電機工作過程中的振動，降低了雙饋異步發電機的工作噪聲。在一種優選實施方式中，本實用新型所提供的雙饋異步發電機的定子槽的槽數為 144個，且定子線圈的繞組方式為疊繞組，形成12個并聯支路；轉子槽的槽數為180個，且 轉子線圈的繞組方式為波繞組，形成1個并聯支路。這樣的槽配合和繞組方式能夠保證足 夠的能量轉換，降低雜散損耗，還可以減小諧波效應，降低諧波損耗。本實用新型所提供的風力發電機組的有益效果與雙饋異步發電機的有益效果類 似，在此不再贅述。
圖1為本實用新型一種具體實施方式
所提供的雙饋異步發電機的結構示意圖；圖2為圖1所示的A部位的放大示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種雙饋異步發電機，該雙饋異步發電機能夠降低風力 發電機組中的變速箱的傳動比，同時該發電機的振動和由此產生的噪聲較小。本實用新型 的另一核心是提供一種包括上述雙饋異步發電機的風力發電機組。[0024]為了使本技術領域的技術人員更好地理解本實用新型的方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。請參考圖1和圖2，圖1為本實用新型一種具體實施方式
所提供的雙饋異步發電機 的結構示意圖；圖2為圖1所示的A部位的放大示意圖。如圖1所示，在一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的雙饋異步發電機包括 定子鐵芯2，定子鐵芯2固定在機座4上，且定子鐵芯2上繞有定子線圈；定子鐵芯2的內 部設置有轉子鐵芯3，轉子鐵芯3上繞有轉子線圈，轉子鐵芯3通過轉子支架固定于轉軸，定 子線圈嵌入定子鐵芯2的定子槽內形成12極旋轉磁場，轉子線圈嵌入轉子鐵芯3的轉子槽 內形成12極旋轉磁場。連線時，定子線圈按U、V、W相分組，在引線端同相線圈按并聯支路數焊接成整體， 各相線圈整體按照定子接法(角接或星接)相互焊接并與并聯環焊接(并聯環為環形，放 置在支撐架上，分為U環、V環、W環、N環(角接沒有))，并聯環上焊接上電纜，電纜連接到 定子出線盒6內，與外部電力線相連；轉子線圈按U、V、W相分組，并通過集電環5連接到轉 子出線盒7(集電環5主要由滑環、碳刷支架、碳刷和絕緣材料組成。滑環由抗磨性強的材 質制成，設在發電機非驅動端的集電環罩內，電刷安設在頂罩內)，與外部電力線相連。工作過程中，風吹動安裝于風力發電機組的鐵塔上風輪旋轉，風輪旋轉帶動變速 箱的輸入軸轉動，經過變速箱的變速作用，將動能經其輸出軸傳遞至雙饋異步發電機的轉 軸，從而轉軸轉動，帶動轉子鐵芯3以及嵌入其轉子槽的轉子線圈轉動，切割定子線圈內的 電流所形成的旋轉磁場的磁力線，產生電能。由于本實用新型所提供的雙饋異步發電機的 線圈所形成的旋轉磁場的極數較高，其同步轉速較低，從而，轉軸具有較低的轉速時，就可 以使其轉速超過雙饋異步發電機的同步轉速，達到使定子線圈和轉子線圈同時輸出電流的 轉速，這樣，降低了由風輪的轉速轉化為雙饋異步發電機的轉速的變速器的傳動比。可以看出，本實用新型所提供的雙饋異步發電機的定子線圈繞于定子鐵芯2、轉子 線圈繞于轉子鐵芯3，分別形成12極旋轉磁場，旋轉磁場的極數的增加，降低了雙饋異步發 電機的同步轉速，進而降低了雙饋異步發電機的工作轉速，在風速一定的情況下，要得到雙 饋異步發電機的工作轉速所需要的齒輪變速箱的傳動比下降，進而延長了變速箱的使用壽 命，降低了雙饋異步發電機工作過程中的振動，降低了雙饋異步發電機的工作噪聲。在一種具體實施方式
中，可以將本實用新型所提供的雙饋異步發電機的定子槽的 槽數設置為144個，且定子線圈的繞組方式為疊繞組，形成12個并聯支路；轉子槽的槽數設 置為180個，且轉子線圈的繞組方式為波繞組，形成1個并聯支路。這樣的槽配合和繞組方 式能夠保證足夠的能量轉換，降低雜散損耗，還可以減小諧波效應，降低諧波損耗。由于定子線圈采用疊繞組的方式，為了防止各層線圈之間發生擊穿，影響雙饋異 步發電機的發電性能甚至其正常工作，在定子線圈之間設置層間墊條。具體地，層間墊條為 聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙復合箔墊條，聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙復合箔不僅具有 較好的絕緣性，而且具有較好的固定作用，方便了線圈的安裝。如圖2所示，本實用新型所提供的雙饋異步發電機的轉軸的驅動端通過圓柱滾子 軸承32和深溝球軸承33支撐，轉軸的非驅動端通過圓柱滾子軸承32支撐，且各圓柱滾子 軸承32和深溝球軸承33的軸承座設置有測溫元件，測溫元件的引線接于測溫出線盒8。這樣，軸承可以同時承受轉軸周向和徑向的作用力，更好的支撐轉子鐵芯3以及安裝于轉子鐵芯3的轉子槽內的轉子線圈，同時，還可以降低工作過程的振動，以及由于振 動引起的噪聲；測溫元件可以時刻檢測軸承的溫度，防止由于傳動鏈意外導致的溫度過高 燒壞軸承，延長各部件的使用壽命。在另一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的雙饋異步發電機還可以在機座4 上安裝自動注脂泵，自動注脂泵通過管路與設置于機座4上的注脂口 31連通，機座4上設 置有與注脂口 31 相通且與各圓柱滾子軸承32和深溝球軸承33相通的通道。自動注脂泵可 以及時地為各軸承添加潤滑油，加強軸承的潤滑，延長其使用壽命，降低風力發電的成本。具體地，本實用新型所提供的雙饋異步發電機還包括空間加熱快9，空間加熱塊9 安裝于機座4內，空間加熱塊9的引線設置于機座4內，以使發電機的外形美觀，其端線接 于引線出線盒。空間加熱塊9可以防止雙饋異步發電機受潮，影響其正常工作。雙饋異步發電機采用風冷卻器1進行冷卻，風冷卻器1安裝于機座4的上方。雙 饋異步發電機內的空氣由安裝于轉軸上的離心式風扇旋轉而形成壓頭，使氣流經過氣隙、 鐵芯(包括轉子鐵芯3和定子鐵芯2)、機座4進入安裝于機座4頂部的空氣冷卻器1，經空 氣冷卻器1冷卻氣流又經定子繞組端部流回轉子。這種冷卻方式的壓頭大，風量分配均勻， 冷卻效果好，保證了機組運行的安全可靠。為了防止定子線圈的工作溫度過高，定子線圈內還可以安裝測溫元件，測溫元件 的弓I線通過導電環接于雙饋異步電動機的測溫出線盒8。本實用新型所提供的風力發電機組的其他部分結構與現有技術結構相同，請參照 現有技術，這里不再贅述。以上對本實用新型所提供的風力發電機組及其雙饋異步發電機進行了詳細介紹。 本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只 是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾， 這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
權利要求一種用于風力發電機組的雙饋異步發電機，包括固定于所述雙饋異步發電機的機座(4)的定子鐵芯(2)，所述定子鐵芯(2)上繞有定子線圈；所述定子鐵芯(2)的內部設置有繞有轉子線圈的轉子鐵芯(3)，所述轉子鐵芯(3)通過轉子支架固定于所述雙饋異步發電機的轉軸，其特征在于，所述定子線圈嵌入所述定子鐵芯(2)的定子槽形成12極旋轉磁場，所述轉子線圈嵌入所述轉子鐵芯(3)的轉子槽形成12極旋轉磁場。
2.根據權利要求1所述的雙饋異步發電機，其特征在于，所述定子槽的槽數為144個， 且所述定子線圈的繞組方式為疊繞組，形成12個并聯支路；所述轉子槽的槽數為180個，且 所述轉子線圈的繞組方式為波繞組，形成1個并聯支路。
3.根據權利要求2所述的雙饋異步發電機，其特征在于，所述定子線圈之間設置有層 間墊條。
4.根據權利要求3所述的雙饋異步發電機，其特征在于，所述層間墊條為聚酰亞胺薄 膜聚芳酰胺纖維紙復合箔墊條。
5.根據權利要求1所述的雙饋異步發電機，其特征在于，所述轉軸的驅動端通過圓柱 滾子軸承(32)和深溝球軸承(33)支撐，所述轉軸的非驅動端通過圓柱滾子軸承(32)支 撐，且各所述圓柱滾子軸承(32)和所述深溝球軸承(33)的軸承座設置有測溫元件。
6.根據權利要求5所述的雙饋異步發電機，其特征在于，還包括安裝于所述機座(4)的 自動注脂泵，所述自動注脂泵通過管路與設置于所述機座(4)上的注脂口(31)連通，所述 機座(4)上設置有與所述注脂口(31)相通且與各所述圓柱滾子軸承(32)和所述深溝球軸 承(33)相通的通道。
7.根據權利要求1至6任一項所述的雙饋異步發電機，其特征在于，還包括空間加熱塊 (9)，所述空間加熱塊(9)安裝于所述機座(4)。
8.根據權利要求1至6任一項所述的雙饋異步發電機，其特征在于，還包括風冷卻器 (1)，所述風冷卻器(1)安裝于所述機座(4)的上方。
9.根據權利要求1至6任一項所述的雙饋異步發電機，其特征在于，所述定子線圈內安 裝有測溫元件。
10.一種風力發電機組，其特征在于，包括如權利要求1至9任一項所述的雙饋異步發 電機。
專利摘要本實用新型公開了一種用于風力發電機組的雙饋異步發電機，包括固定于雙饋異步發電機的機座的定子鐵芯，定子鐵芯上繞有定子線圈；定子鐵芯的內部設置有繞有轉子線圈的轉子鐵芯，轉子鐵芯通過轉子支架固定于雙饋異步發電機的轉軸，定子線圈嵌入定子鐵芯的定子槽形成12極旋轉磁場，轉子線圈嵌入轉子鐵芯的轉子槽形成12極旋轉磁場。本實用新型還公開了一種包括上述雙饋異步發電機的風力發電機組。本實用新型所提供的風力發電機組及其雙饋異步發電機，可以降低風力發電機組中的變速箱的傳動比，同時降低發電機的振動和由此產生的噪聲。
文檔編號H02K5/04GK201601584SQ20102004703
公開日2010年10月6日 申請日期2010年1月20日 優先權日2010年1月20日
發明者武金鋒, 王少杰, 趙軍, 馬賢好 申請人:三一電氣有限責任公司