[发明专利]半直驱兆瓦级永磁风力发电机

说明书

 

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，确切地说涉及一种半直驱兆瓦级永磁风力发电机。

背景技术

永磁风力发电机通常包括发电机定子、转子、出线盒等部件。除此之外，还需要永磁体的固定部件，磁钢的装配工具，冷却通风部件、绝缘轴承和定子铁心压紧结构等等。现有永磁发电机存在如下缺点：

1、对于永磁风力发电机表面磁钢的固定结构，现有技术中出现了一种新型的表面式永磁体固定方式，如公开号为CN2840480，公开日为2006年11月22日的中国专利文献公开了一种表面式永磁体固定方式，其技术方案是在永磁体中心开孔，所开的孔与转子上开的孔用不锈钢螺栓固定并用胶粘合，这种固定方式虽然能使永磁体牢固固定在转子上，能方便永磁体分段安装，但是由于永磁体的中心开孔会影响气隙磁场，从而降低了发电机的效率。

2、对于永磁风力发电机的通风结构部分，现有的通风结构一般是：由冷却器进风，从电机一端和电机径向通风道经过气隙通到电机另一端，再返回冷却器；或者由冷却器进风，从电机两端经过气隙后由电机径向通风道返回冷却器，如公开号为CN2482762，公开日为2002年3月20日的中国专利文件公开了一种永磁发电机通风结构，电机端盖与转子连结,随之转动， 端面上设通风孔，至少一个端盖上设相对端盖端面扭转一角度的风叶，使转子转动时产生轴向的气流流过电机内。本通风结构，以简单方式提供小型发电机自通风，对接近地附装于原动机构成发电机组时，此轴向气流对向原动机方，有利于阻止原动机的发热传向发电机。但是，对于轴径比较小的永磁同步风力发电机，上述的通风结构显然不能有效的散热，不能有效保证电机的温升符合要求。

3、对于轴承绝缘结构，现有技术常采用绝缘材料隔断轴承与端盖之间的连接，如公开号为CN101728894A，公开日为2010年6月9日的中国专利公开了一种绝缘端盖，该绝缘端盖结构是在轴承外圈设有径向与轴向的绝缘套，这种绝缘结构的绝缘套结构简单，制造容易，且能较好的保护轴承与电机，但是其绝缘套轴向有台肩，因此对加工、工艺安装要求较高。

4、针对定子铁心需要压紧，常见的有通过数根拉紧螺杆穿过铁心，然后靠拧紧螺母压紧铁心的方式；另外一种方式是通过键或鸽尾筋等导向进行铁心装压，最后把弧键、铁心压板和机座等焊牢以固定铁心；对于定子铁心采用外装压的情况则可采用铁心背部装焊拉筋的方式固定。以上几种方式，均可有效固定压紧定子铁心，但是由于焊缝存在，使得铁心装压后铁心松紧程度不易调节，太松易引起铁心振动，太紧会使冲片间的毛刺贴合形成回路，加大铁心损耗。另外采用拉紧螺杆虽然可以调节铁心松紧程度，但是由于螺杆螺纹承受整个铁心压紧拉力，可能造成螺杆剪断失效。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种半直驱兆瓦级永磁风力发电机，本发明一方面克服了现有的较大功率表面式永磁转子永磁体在转子上固定不牢的缺陷，保证了发电机的效率，另一方面，克服了现有通风结构的不足，增加了风路长度，提高了散热效率，从而降低了电机的运行温升，再一方面，提高了轴承绝缘性能，降低了维修制造成本，提高了发电机的使用寿命，最后，能使定子铁心的压紧程度易于调节，铁心压紧后固定的受力部分为整个螺栓，较仅仅依靠螺纹受力的方式可靠性得到大大提高。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种半直驱兆瓦级永磁风力发电机，包括永磁体固定结构，冷却通风结构，轴承绝缘结构和定子铁心压紧结构，其特征在于：所述永磁体固定结构包括用于安装永磁体的磁钢固定架，和不锈钢螺栓，磁钢固定架底部与永磁体紧密贴合，在所述磁钢固定架底部两端的连接耳上开有用于与不锈钢螺栓匹配的通孔，磁钢固定架经所述不锈钢螺栓与转子圆筒相连接，所述磁钢固定架的材质为不锈钢。

所述冷却通风结构包括冷却器、盖板、隔板、机座弧板、肋板和定子铁心；其中，冷却器置于电机顶部，圆筒状的机座弧板置于定子铁心外，盖板安装在所述机座弧板外，隔板位于机座弧板和盖板之间，且隔板将机座弧板和盖板区域隔离成轴向互不通风的两个风区，冷却器的进风端和出风端分别连通所述两个不同风区，在所述机座弧板上沿圆周方向均布有多组径向通风孔，在机座弧板与定子铁心之间装有多个轴向肋板。

所述轴承绝缘结构包括安装于发电机主轴轴承套上的轴承，安装在轴承轴向两端面的两个绝缘环，设置在轴承外圈的绝缘钢圈，和用于固定轴承内盖和外盖的螺栓，螺栓经绝缘垫圈穿入绝缘套筒中，绝缘套筒贯穿入所述两绝缘环。