[发明专利]多模块恒频变量发电机

说明书

本发明涉及风力发电装置领域，具体涉及一种在微风条件下也能正常发电的多模块恒频变量发电机，该发电机由多个可独立运行的发电模块组成的发电机，各发电模块串接在同一主动力轴上的，通过采集主动力轴的转速信息、或风力信息或发电机的功率信息来控制各发电模块的运行。同时在电机内部增加了叶片，发电模块的线圈盘设置成蜂窝状布置的横向孔洞和纵向孔洞，使得发电机运行过程中的散热效果更好，从热避免了电机内部高温导致磁体退磁、发电效能降低的现象，保障了电机的稳定可靠性和发电效能。该电机极大的延长了风力发电机的寿命，并极大降低了模块更换和维修次数，大大降低了运行成本。

技术领域

本发明涉及利用外部动能进行发电的发电装置领域，具体涉及多模块恒频变量发电机，可以实现在微风至强风条件下均能有效发电。

背景技术

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，现在利用可再生能源尤其是风能进行发电的技术受到越来越多的关注。现在常用的风力发电机为定值发电机，通常是对其输入额定工作力矩和额定工作转速，发电机输出额定工作电压、额定频率和额定功率，通常其只能在大风条件下才能正常发电，而在小风、微风条件下处于停机状态，不能适应外部风力大小的变化，因此在利用可再生能源进行发电方面存在明显的问题，为此，中国发明专利申请CN109450A公开了一种具有多个发电单元的发电机，该发电机具有多个可自动叠加的发电模块，并可以根据外部动力大小实时调整发电机的额定功率以适配外部动力大小，但是，实践中发现，该发电机在运行过程中很容易产生内部高温，高温导致永磁磁体的磁性在短时间内迅速降低，退磁现象非常严重，因而通常在发电机运行两个小时后发电机的运行效能大大降低，电压、电流直线下降；在更换为耐高温的磁体后，虽然磁体盘的退磁现象得到一定解决，但高温依然对线圈盘的损害较大，线圈容易老化，使用寿命大大减小。而常规的采用空调降温的方式不仅消耗自身大量能量，而且成本高，维修频繁。因此，如何调控电机内部温度以使得模块化风力发电机能够正常运行，使之真正运用于风力发电，是本行业亟待解决的技术难题。

发明内容

针对上述现有技术问题，本发明提供一种内部可自动风冷的、降温效果极佳的多模块恒频变量发电机，其包括电机外壳、主动力轴；依次串接在主动力轴上的多个发电模块；每个所述发电模块均包括两个相对设置的磁体盘和位于所述两个磁体盘之间的一个线圈盘；所述磁体盘分别与所述主动力轴固定连接并可随主动力轴转动构成发电机的转子，所述线圈盘与电机外壳固定构成发电机的定子；还包括用于控制多个发电模块加载或卸载的控制系统，其特征在于：所述线圈盘的中心镂空形成空腔，主动力轴穿过所述空腔；所述主动力轴上固定有一个或间隔固定有多个排气扇，所述排气扇位于所述线圈盘的空腔内；所述线圈盘内设有多个轴向通风孔及多个径向通风孔。

排气扇固定在主动力轴上随其同步运转从而将电机壳体内部的空气向外排出并同时将电机内部的热量排出。为使得磁体盘与线圈盘紧密的排布，且不影响主动力轴的转动和排气扇的工作，特别有益的是，将线圈盘的中心设计为镂空的空腔结构，而将排气扇设置于线圈盘的空腔内，这样一来，排气扇的设置基本不占用在轴向上的空间，不影响磁体盘与线圈盘的布置、安装和配合，且充分利用了线圈盘作为定子固定不动的特点，排气扇的设置使得电机内部的空气流通速度大大加快，从而提高了散热效果；因为电机的热量主要来自于线圈盘的导电，因此，本发明在线圈盘内设置了多个轴向通风孔和径向通风孔，使得空气与线圈盘内部的接触面增大，散热效果进一步得到极大的改善。这种电机内部的排气扇和线圈盘内轴向通风孔、径向通风孔相结合的结构，彻底改变了现有风力发电机内部散热不良带来的诸多问题，极大改善了风力发电机，尤其是使得这种多模块发电机能够保证其运行发电恒频、稳定，可根据外部风力大小实现功率变量。当然，为避免排气扇的阻力消耗部分能量，排气扇的叶片不易过大，以刚好容置于线圈盘中心的空腔为宜。

进一步，所述排气扇的数量与发电模块的数量相等，每个所述线圈盘的空腔内均设有一个排气扇。譬如如果有四个发电模块，则共有四个排气扇，这样排气散热效果好。