[发明专利]一种单轴耦合的双风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机，特别是涉及一种单轴耦合的双风力发电机。

背景技术

近年来，外转子、内定子的风力发电机，因其具有结构紧凑、节省空间、设计精巧、易于冷却等优点，而逐渐得到推广和使用。但是，由于转子外壳的转动半径较大，因此，对发电机支撑架的偏向作用力较大，且现有的外转子结构不适宜应用在大型发电机上。

由此可见，上述现有的外转子风力发电机在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种采用紧凑的外转子、内定子结构设计，同时可平衡发电机支撑架的受力，利于延长发电机塔筒的寿命，且适于应用在大型发电机系统的新型结构的单轴耦合的双风力发电机，实属当前本领域的重要研究方向之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种单轴耦合的双风力发电机，使其采用紧凑的外转子、内定子结构设计，同时可平衡发电机支撑架的受力，利于延长发电机塔筒的寿命，且适于应用在大型发电机系统，从而克服现有的外转子风力发电机的不足。

为解决上述技术问题，本发明一种单轴耦合的双风力发电机，包括塔筒、主机架、主轴、轮毂、变流器以及两台风力发电机，其中：主机架中部与塔筒固定连接；主轴与轮毂连接，并通过主轴承安装在主机架上；两台风力发电机，均主要由内部定子和外部转子组成，并通过定子固定在主机架的两端，两台风力发电机的转子均与主轴连接；每台风力发电机的定子侧都连接有一个或多个独立的全功率变流器，变流器之间并联并接入电网。

作为本发明的一种改进，所述的定子为由矩形铜导体制成的铜线绕组三相系统。

所述的转子为双极永磁系统，每一个极都由多个磁钢块通过夹具、干涉环连接而成，磁钢块外表面设有电镀或环氧防腐蚀涂层，相邻磁钢块的防腐蚀涂层之间设有铜层，转子整体由环氧树脂完全封闭。

所述的塔筒为金属管状塔架结构，并在塔筒内壁紧贴设置有冷却风道。

所述的冷却风道形成上下循环回路，并在进风口处安装风扇。

所述的冷却风道内设置有空气过滤器和换热器。

所述的塔架为钢质，表面涂有油漆层。

所述的塔筒外部设有散热器，风力发电机和变流器附近设有与散热器连接的封闭式冷却回路，冷却回路内部充有冷却液，并设置有驱动冷却液流动的循环泵。

还包括控制系统，并在发电机和变流器上设置温度传感器，在冷却回路上设置温度传感器和流量传感器，上述温度传感器、流量传感器均与控制系统通信连接。

所述的冷却回路为两条或两条以上，分别盘绕于发电机和各变流器的附近，并在每条冷却回路均连接有一个或一个以上散热器。

采用这样的结构后，本发明至少具有以下优点：

1、采用外转子、内定子设计，结构紧凑，并可降低对冷却、散热系统的要求；

2、采用双发电机设计，可平衡发电机支撑架的受力，利于延长发电机塔筒的寿命，并可通过覆盖转子，从正面针对外界环境全面保护主机架；

3、在双发电机的基础上，使用全功率电子变流器或多种技术实现变流器的并联，从而使其可应用在大型发电机系统中，进一步构建兆瓦级变速风力发电机系统；

4、采用的外转子永磁风机直径达，超过5m，内部宽敞，可以集成风机部件；

5、为每一个铜线绕组连接自己的变流器电路，即使某个变电器电路出现故障，也可以产生电能；

6、铜线绕组由矩形铜导体制成，与常用的圆形导线材料相比，固定架槽可以填入更多铜材料，圆形导线铜线绕组的槽隙最多可填入40％铜，但本发电机可达到75％以上；

7、采用双极永磁转子系统，可在磁极环周围95％的空间内填充磁钢材料，因此可达到最大磁通量和最大功率输出；

8、转子没有使用庞大、笨重的磁钢块，而是采用数千个小磁钢块，因此使用更方便、性能更优越；

9、利用风机塔筒侧壁作为散热媒介，换热表面非常大，因此散热效率很高，可有效降低风机热损耗，而封闭式冷却风道，可避免高盐分或高湿空气与敏感的部件如发电机、变流器、变压器等接触，阻止霉菌的出现，可大大降低塔筒与内部设备的腐蚀风险；

10、而利用外置散热器的冷却系统时，冷却回路可将热量从塔筒内部释放到外部环境中，无需风扇，并可有效降低风力发电机的热损耗，并提高风机的整体效率。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明一种单轴耦合的双风力发电机的结构示意图。