一种轴向磁通永磁感应风力发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102882335102882335B(45)授权公告日2014.07.09(21)申请号201210403240.7CN201947135U,2011.08.24,全文.(22)申请日2012.10.22审查员魏桂芬(73)专利权人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号(72)发明人黄允凯王春森(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.H02K16/02(2006.01)(56)对比文件CN101242157A,2008.08.13,全文.CN2891453Y,2007.04.18,全文.GB2379093A,2003.02.26,全文.权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种轴向磁通永磁感应风力发电机(57)摘要本发明公开了一种轴向磁通永磁感应风力发电机，包括一个异步转子、一个定子和夹在其中的永磁转子，其中异步转子是一个铜盘，可直接与由风力驱动的涡轮机相连，也可通过齿轮箱与风力涡轮机相连；两侧均贴有永磁体的永磁转子并不与异步转子同轴旋转，而是通过另外一套轴系自由旋转，转速比异步转子低，保持一定的转差；定子固定在外壳上，定子三相绕组直接与电网相连；三者均为轴向盘式结构，具有结构简单、运行可靠、散热性能好等优点。本发明无需像双馈式发电机一样借助电刷向异步转子馈电，也无需像直驱式发电机一样通过全功率逆变器与电网连接，就可以在切入风速和切出风速范围内完成变速恒频并网发电。CN102882335BCN102835BCN102882335B权利要求书1/1页1.一种轴向磁通永磁感应风力发电机，其特征在于：包括一个异步转子、一个永磁转子和一个定子，所述永磁转子安装在异步转子和定子之间；所述异步转子包括异步转子背铁、以及用螺栓固定在异步转子背铁上的异步转子铜盘：所述永磁转子包括永磁转子背铁、用螺栓固定在永磁转子背铁两侧的开槽的永磁转子铝盘一和永磁转子铝盘二、以及嵌入永磁转子铝盘一和永磁转子铝盘二槽内的永磁体；所述定子固定在机壳上，定子上有三相对称绕组，直接与电网相连；所述异步转子直接与风力涡轮机相连或通过齿轮箱与风力涡轮机相连；所述异步转子内安装有异步转子轴承和异步转子转轴，所述永磁转子内安装有永磁转子轴承和永磁转子转轴，所述异步转子与永磁转子相对独立，相互之间没有机械连接，异步转子的转速高于永磁转子的转速。2.根据权利要求1所述的一种轴向磁通永磁感应风力发电机，其特征在于：所述永磁体选用高磁能积的钕铁硼材料，按极性均匀相间的顺序放置，每块永磁体均沿轴向充磁。3.根据权利要求1所述的一种轴向磁通永磁感应风力发电机，其特征在于：所述定子采用三相对称分布式绕组。2CN102882335B说明书1/3页一种轴向磁通永磁感应风力发电机技术领域[0001]本发明涉及一种风力发电机，具体涉及轴向磁通永磁感应发电机，属于电机设计、制造技术领域。背景技术[0002]随着全球范围的对能源和环境问题关注，风力发电技术作为一种新兴的可持续能源的开发利用正在快速地发展。这其中风力发电机作为风力发电系统中的核心，将风能转换为电能，它的性能直接关系到整个风力发电系统的输出电能质量和转换效率。[0003]目前世界上大功率的风力发电系统主要分为两种形式：[0004]1、双馈异步风力发电机[0005]这种形式的风力发电系统通过齿轮箱将较低的风速转换为较高的发电机转速，通过转子馈电实现变速恒频发电，风能转换效率高。功率变换器功率仅为全部功率的三分之一，变换器成本较低。但由于系统必须使用电刷和滑环，降低了系统的可靠性，提高了制造和维护成本。同时，庞大的齿轮箱也降低了系统的可靠性。[0006]2、直驱型同步发电机[0007]这种形式的风力发电系统发电机直接与风机相连，无需体积庞大的齿轮箱。但由于风速较低，同步电机工作在较低转速，使电机极对数变多，电机体积变大。同时，由于风速的变化，发电机的输出频率也在变化，必须使用全功率整流/逆变器才能实现并网，因此变换器成本较高。[0008]针对现有技术的缺点，国外的学者提出了永磁感应电机的概念，即在异步电机的基础上加入永磁同步速转子，以提高异步电机效率和功率因数。这一概念的提出使得多极对数低转速异步电机得以实现，特别适合风力发电需要的高效率、低维护费用、低转速等条件。但是这种电机存在着结构复杂、装配困难的问题。[0009]目前国内在这种永磁感应电机方面的研究还比较少。如中国发明专利申请CN201020276795.6所涉及的永磁感应电机为径向磁通结构，其结构与国内外相关理论研究一致，与本发明所涉及的轴向磁通盘式结构的永磁感应电机有明显的区别