[发明专利]外转子电励磁风力直驱发电机

说明书

技术领域

本发明涉及风力直驱发电机，具体是一种外转子电励磁风力直驱发电机。

背景技术

现有风力直驱发电机按其结构可分为以下两种：永磁风力直驱发电机和内转子电励磁风力直驱发电机。其中，永磁风力直驱发电机的结构如图1所示，包括内定子和外转子；所述内定子包括定子支架1、定子铁心2、定子绕组3；定子铁心2固定于定子支架1的外侧面；定子绕组3绕制于定子铁心2上；所述外转子包括转子支架4、转子磁轭7、以及永磁体8；转子磁轭7和永磁体8固定于转子支架4的内侧面。永磁风力直驱发电机由于自身结构所限，存在如下问题：其一，由于永磁体的成本较高，导致其整机成本较高。其二，由于永磁体在高温、振动、过电流等情况下容易发生永久退磁，导致其容易因永磁体退磁而整机失效。其三，由于永磁体齿槽效应的影响，导致其起动转矩较大，对风速要求较高。内转子电励磁风力直驱发电机的结构如图2所示，包括外定子和内转子；所述外定子包括定子支架1、定子铁心2、定子绕组3；定子铁心2固定于定子支架1的内侧面；定子绕组3绕制于定子铁心2上；所述内转子包括转子支架4、转子铁心5、以及转子绕组6；转子铁心5固定于转子支架4的外侧面；转子绕组6绕制于转子铁心5上。内转子电励磁风力直驱发电机由于自身结构所限，存在如下问题：由于内转子的尺寸必需做得很大才能保证整机容量，导致整机尺寸较大、整机成本较高、吊装维护成本较高。基于此，有必要发明一种全新的风力直驱发电机，以解决现有风力直驱发电机整机成本较高、容易因永磁体退磁而整机失效、起动转矩较大、整机尺寸较大、以及吊装维护成本较高的问题。

发明内容

本发明为了解决现有风力直驱发电机整机成本较高、容易因永磁体退磁而整机失效、起动转矩较大、整机尺寸较大、以及吊装维护成本较高的问题，提供了一种外转子电励磁风力直驱发电机。

本发明是采用如下技术方案实现的：外转子电励磁风力直驱发电机，包括内定子和外转子；所述内定子包括定子支架、定子铁心、定子绕组；定子铁心固定于定子支架的外侧面；定子绕组绕制于定子铁心上；所述外转子包括转子支架、转子铁心、以及转子绕组；转子铁心固定于转子支架的内侧面；转子绕组绕制于转子铁心上。

工作时，向转子绕组通入励磁电流，使得转子绕组产生励磁磁场。风力直接驱动外转子进行旋转，使得转子铁心带动转子绕组产生的励磁磁场进行旋转，励磁磁场与定子绕组与励磁磁场发生相对运动，使得定子绕组内部产生感应电势。若在定子绕组上外接负载，负载上便会产生电流，由此实现风力发电。在此过程中，可以根据发电负荷的大小调整励磁电流的大小，从而最大程度地提高发电效率。当出现故障时，将励磁电流降为零，以此实现灭磁，从而减小故障损失，延长使用寿命。基于上述过程，与现有风力直驱发电机相比，本发明所述的外转子电励磁风力直驱发电机具有如下优点：其一，与永磁风力直驱发电机相比，本发明所述的外转子电励磁风力直驱发电机采用转子铁心和转子绕组代替永磁体，转子铁心和转子绕组的成本远远低于永磁体的成本，由此有效降低了整机成本。其二，与永磁风力直驱发电机相比，本发明所述的外转子电励磁风力直驱发电机采用转子铁心和转子绕组代替永磁体，转子铁心和转子绕组不存在退磁的问题，由此使得发电机不再有因永磁体退磁而整机失效的风险。其三，与永磁风力直驱发电机相比，本发明所述的外转子电励磁风力直驱发电机采用转子铁心和转子绕组代替永磁体，转子铁心和转子绕组不存在齿槽效应，由此有效减小了起动转矩，有效降低了对风速的要求。其四，与内转子电励磁风力直驱发电机相比，本发明所述的外转子电励磁风力直驱发电机采用内定子和外转子，在相同的整机容量下，外转子的尺寸能够做得比内转子的尺寸更小，由此有效减小了整机尺寸，有效降低了整机成本和吊装维护成本。综上所述，本发明所述的外转子电励磁风力直驱发电机通过采用全新结构，有效解决了现有风力直驱发电机整机成本较高、容易因永磁体退磁而整机失效、起动转矩较大、整机尺寸较大、以及吊装维护成本较高的问题。

本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有风力直驱发电机整机成本较高、容易因永磁体退磁而整机失效、起动转矩较大、整机尺寸较大、以及吊装维护成本较高的问题，适用于风力发电。

附图说明

图1是现有永磁风力直驱发电机的结构示意图。

图2是现有内转子电励磁风力直驱发电机的结构示意图。

图3是本发明的结构示意图。

图中：1-定子支架，2-定子铁心，3-定子绕组，4-转子支架，5-转子铁心，6-转子绕组，7-转子磁轭，8-永磁体。

具体实施方式