專利名稱：雙轉子雙定子風力發電機及其組成的發電機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發電機，特別是涉及一種雙轉子雙定子風力發電機及其組成的發電機組。
背景技術：
風力發電機是利用空氣動力裝置，將空氣運動轉換成機械運動，再由發電機將機械運動轉換成電能，發電機的發電量大約與風速的立方成比。現有的風力發電機主要有兩大類一類是將齒輪箱引入到傳動鏈中以提高機械運動的速率，風力帶動葉片旋轉，葉片通過主軸將轉動傳送至齒輪箱，從而與發電機連接并發電；另一種是直驅風力發電機，直接與風機葉片連接，無需齒輪箱進行傳送，無齒輪傳動可提高發電機性能、減少摩擦損失、減低噪音并提高風能利用率，因此較齒輪傳動的風機更為先進。隨著目前風力發電機組容量不斷增大的發展趨勢，如何進一步降低風力發電機的相對重量和制造成本，提高其額定功率和能量轉換效率，是本領域需要不斷研究的課題。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種雙轉子雙定子風力發電機及其組成的發電機組，使其相對于現有常用的單轉子、單定子風力發電機效率更高，成本更低，額定功率更大，且相對重量更輕，從而更適于推廣應用。為解決上述技術問題，本實用新型一種雙轉子雙定子風力發電機，包括內定子、夕卜定子、內轉子和外轉子，其中內轉子和外轉子具有獨立的勵磁材料層；內定子和外定子具有獨立的線圈繞組；外定子位于外轉子內側，外轉子的勵磁材料層與外定子的線圈繞組之間形成第一工作氣隙；內定子位于內轉子內側，內轉子的勵磁材料層與內定子的線圈繞組之間形成第二工作氣隙；第一工作氣隙與第二工作氣隙磁路平行。作為本實用新型的一種改進，所述的內、外定子同心固定安裝在定子座上；所述的內、外轉子均與轉子軸固定連接，可相對于內、外定子同軸、同步轉動。所述的第一工作氣隙與第二工作氣隙同軸設置。所述的內、外定子均包括多個定子繞組，分別插入到內、外定子鐵芯的齒間的多個插槽中。所述的內、外定子的鐵芯處設有水冷卻通道。所述的內、外轉子的勵磁材料層均由小磁鐵塊結合而成。本實用新型還提供了一種風力發電機組，包括輪轂、主機架以及上述雙轉子雙定子風力發電機，其中發電子的內、外定子固定安裝在主機架上；發電子的內、外轉子與輪轂聯動連接，并通過軸承可轉動的安裝在主機架上。作為進一步改進,所述的軸承為單軸承。所述的軸承外圈通過定子座與發電機內、外定子以及主機架固定連接；發電機內、外轉子通過轉子軸安裝在軸承內圈上。[0014]采用這樣的設計后，本實用新型具有以下優點I、本實用新型是徑向式、直驅、永磁發電機，采用簡單的模塊化設計，結構非常簡單，所用各種零部件少；2、采用雙層發電系統，在外直徑和軸長定義同樣的總包線情況下，雙層發電機比單層發電機的發電量要多得多，可產生雙倍的發電量；3、在特定的額定功率下相對于單層發電機減輕了主機架的重量，和/或增加了發電機額定功率匹配特定的傳動系統，或可具備更多的流線型設計；4、雙轉子每側永久磁鐵小角度移動，可顯著減少影響裝配和處理過程的凈扭矩；5、特定的磁化方向使磁通量徑向流通過內外磁鐵之間的轉子鐵芯，從而氣隙中產生平衡的電磁徑向力，從而將減小因結構原因所需的轉子鐵芯厚度； 6、雙層轉子的具體實施使發電機轉子雙方兩側之間的磁通量路徑共享，從而可減少材料需求量、轉子磁軛重量以及成本；7、在兩個同心氣隙中的徑向磁力反方向作用，可消除或至少大大減少在氣隙周圍每個圓周位置的徑向磁力，不僅減少了轉子的徑向偏轉，還減少了振動和噪音。
上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖I是雙轉子雙定子風力發電機的結構示意圖。圖2是圖I中A處的局部放大結構示意圖。圖3是本實用新型雙轉子雙定子風力發電機組的結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖I、圖2所示，本實用新型的雙轉子雙定子風力發電機，包括內定子11、夕卜定子12，內轉子13和外轉子14。其中，外定子12位于外轉子14內側，外轉子14的勵磁材料層141與外定子12的線圈繞組121之間形成第一工作氣隙15。內定子11位于內轉子13內側，內轉子13的勵磁材料層131與內定子11的線圈繞組111之間形成第二工作氣隙16。第一工作氣隙15與第二工作氣隙16的磁路平行。其中，內、外定子11、12具有各自獨立的線圈繞組，同心固定安裝在定子座18上。內定子線圈繞組111和外定子線圈繞組121均可由多個定子繞組組成，分別插入到內、外定子鐵芯的齒間的多個插槽中，兩定子的線圈纏繞方向不同且并聯連接。內定子鐵芯和外定子鐵芯的長度不同，以適應內外定子不同的直徑和轉速。并設置由鋼鐵、鋁合金等各種金屬制成的水冷卻通道17，用于冷卻內、外定子的鐵芯和線圈繞組。在運行過程中，定子輸出功率由一個全面轉換器饋電和控制。由于內外定子所包含的勵磁材料其直徑不同，其長度和數量也不同，但要達到相同的功率。內轉子13與外轉子14均與中空旋轉的轉子軸固定連接，可相對于內、外定子11、12同軸、同步轉動，并使得第一工作氣隙15與第二工作氣隙16同軸設置。內轉子13與外轉子14分別有獨立的永磁勵磁材料層131、141，均可采用小磁鐵塊結合而成，永磁體安裝在在靠近內、外定子鐵芯的相應轉子側，由于內、外轉子11、12的直徑不同，其所含勵磁材料的長度和數量也不同，但要達到相同的功率。雙邊轉子每側永久磁鐵小角度移動，可顯著減少影響裝配和處理過程的凈扭矩。這種磁化方向使磁通量徑向流通過內外磁鐵之間的轉子鐵芯,從而氣隙中產生平衡的電磁徑向力，可能減少因結構原因所需的轉子鐵芯厚度。請配合參閱圖3所示，本實用新型風力發電機組主要包括風力發電機I、輪轂2和主機架3，其中，風力發電機I采用獨特的雙轉子雙定子設計，內定子11和外定子12通過定子座18固定安裝在主機架3上，內轉子13和外轉子14通過轉子軸與輪轂2聯動連接，并通過軸承可轉動的安裝在主機架3上。較佳的，軸承優選單軸承4，其軸承外圈(軸承外固定件)與定子座18固定連接，并安裝在主機架3上，軸承內圈(軸承內轉動件)與轉子軸固定連接，并同步轉動。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上 的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種雙轉子雙定子風力發電機，其特征在于包括內定子、外定子、內轉子和外轉子，其中 內轉子和外轉子具有獨立的勵磁材料層； 內定子和外定子具有獨立的線圈繞組； 外定子位于外轉子內側，外轉子的勵磁材料層與外定子的線圈繞組之間形成第一工作氣隙； 內定子位于內轉子內側，內轉子的勵磁材料層與內定子的線圈繞組之間形成第二工作氣隙； 第一工作氣隙與第二工作氣隙磁路平行。
2.根據權利要求I所述的雙轉子雙定子風力發電機，其特征在于 所述的內、外定子同心固定安裝在定子座上； 所述的內、外轉子均與轉子軸固定連接，可相對于內、外定子同軸、同步轉動。
3.根據權利要求I所述的雙轉子雙定子風力發電機，其特征在于所述的第一工作氣隙與第二工作氣隙同軸設置。
4.根據權利要求I所述的雙轉子雙定子風力發電機，其特征在于所述的內、外定子均包括多個定子繞組，分別插入到內、外定子鐵芯的齒間的多個插槽中。
5.根據權利要求I所述的雙轉子雙定子風力發電機，其特征在于所述的內、外定子的鐵芯處設有水冷卻通道。
6.根據權利要求I所述的雙轉子雙定子風力發電機，其特征在于所述的內、外轉子的勵磁材料層均由小磁鐵塊結合而成。
7.一種風力發電機組，其特征在于包括輪轂、主機架以及權利要求1-6中任一項所述的雙轉子雙定子風力發電機，其中 發電子的內、外定子固定安裝在主機架上； 發電子的內、外轉子與輪轂聯動連接，并通過軸承可轉動的安裝在主機架上。
8.根據權利要求7所述的發電機組，其特征在于所述的軸承為單軸承。
9.根據權利要求7所述的發電機組，其特征在于 所述的軸承外圈通過定子座與發電機內、外定子以及主機架固定連接； 發電機內、外轉子通過轉子軸安裝在軸承內圈上。
專利摘要本實用新型是有關于一種雙轉子雙定子風力發電機及其組成的發電機組，該風力發電機包括內定子、外定子、內轉子和外轉子，其中內、外轉子具有獨立的勵磁材料層；內、外定子具有獨立的線圈繞組；外定子位于外轉子內側，外轉子的勵磁材料層與外定子的線圈繞組之間形成第一工作氣隙；內定子位于內轉子內側，內轉子的勵磁材料層與內定子的線圈繞組之間形成第二工作氣隙；第一、二工作氣隙磁路平行。該發電機組包括包括輪轂、主機架以及上述雙轉子雙定子風力發電機，其中發電子的內、外定子固定安裝在主機架上；發電子的內、外轉子與輪轂聯動連接，并通過軸承可轉動的安裝在主機架上。本實用新型效率更高，成本更低，額定功率更大，且相對重量更輕。
文檔編號H02K1/16GK202602496SQ20122020283
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者睿禮賀 申請人:廣西銀河風力發電有限公司