专利名称：兆瓦级空水冷高速永磁发电机的制作方法
技术领域：
本发明属于发电机领域，涉及一种永磁同步风力发电机，尤其是一种大功率空水冷高速永磁同步发电机，适合于带有全功率变频器的兆瓦级变速恒频风力发电机组。
背景技术：
近年来，风能作为清洁能源已经得到了广泛的应用，其中一种有效的利用方式就是风力发电。现有机组所用的发电机包括异步发电机、双馈发电机、电励磁同步发电机、永磁发电机。对于传统的电励磁同步发电机，需要滑环和碳刷装置，存在碳刷磨损和碳刷粉末的问题。对于在机舱内部密闭的空间里，碳刷粉末对于其他部件存在污染。直驱风力发电机组，虽然取消了齿轮箱，但是使得发电机体积和重量增大，给机组安装和运输带来了极大的不便。为了解决双馈发电机、电励磁同步发电机存在滑环和碳刷的问题，和直驱发电机体积和重量大造成的安装和运输问题，提出了采用高速永磁发电机。其额定转速与双馈发电机、电励磁同步发电机相当，相对于直驱发电机的低转速，因此称为高速发电机；但其转速范围要宽，可以使机组在较低风速下起动，提高了机组的发电量；由于永磁发电机转子采用永磁体，转子没有励磁绕组损耗，使得永磁发电机的效率比相应的传统电机效率高，特别是低速时效率优势更明显，从而提高了机组的发电量。
发明内容
本发明的兆瓦级空水冷高速永磁发电机解决了双馈发电机、电励磁同步发电机存在滑环和碳刷的问题，解决了直驱发电机体积和重量大造成的安装盒运输问题，提供一种兆瓦级空水冷高速永磁发电机，该风力发电机包括机座、回转轴、水冷器和端盖；所述发电机机座内部设置有定子和回转轴，回转轴上设置有转子；所述机座上方固定有水冷器；所述水冷器顶部设置有顶置风机，水冷器侧面设置有进水口和出水口。所述机座侧面设置有主出线盒、辅助出线盒和自动润滑装置，机座端面设置有端
盖 ο所述水冷器由壳体和设置在壳体内部的水管构成；所述水管一端与进水口连通， 另一端与出水口连通。所述转子是由不锈钢套筒、转子铁心、永磁体、固定块和固定螺栓构成；所述转子铁心的内壁横截面为圆形、转子铁心的外壁由6个平面构成，相邻平面构成的棱边上设置有横截面为梯形的固定块；所述固定块外表面设置有不锈钢套筒。所述棱边设置成与固定块吻合的梯形，固定块通过固定螺栓固定在转子铁心表 水冷器的作用是将发电机内部的产生的热量经过合理的风路散掉，避免电机内部过热。本发明冷却原理冷却水由进水口进入水管，在冷却器内部经过合理的路径循环后由出水口流出，由冷却水带走发电机内部的热量；发电机内部的风路循环路径，由顶置风机来搅动使得发电机内部的风循环起来，将电机内部产生的热量经由水管传导至冷却水，由其将热量带走。通过合理的水路和风路设计，使得发电机的温升保持在要求的范围内，具有良好的温升性能。本发明的特点(1)转子采用了永磁体转子结构，使得转子上没有励磁绕组损耗， 提高了发电机的效率，特别是提高了低转速时的效率；( 发电机效率的提高，使得机组的发电量提高；C3)永磁电机以在较低的转速运行，从而使得机组在较低的风速时可以切入， 提高机组的发电量；(4)冷却器采用了空水冷方式，可以有效减小电机体积和重量，起到更好的散热效果。
图1为本发明的兆瓦级空水冷高速永磁发电机结构示意图；图2为本发明的转子磁路结构切向示意图；图3为本发明的水冷器的结构示意图；其中1为回转轴；2为机座；3为自动润滑装置；4为水冷器；5为进水口 ；6为顶置风机；7为出水口 ；8为主出线盒；9为辅助出线盒；10为端盖；11为固定块；12为永磁体； 13为转子铁心；14为固定螺栓；15为不锈钢套筒；16为壳体；17为水管。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述参见图1、2，一种兆瓦级空水冷高速永磁发电机，该风力发电机包括机座、回转轴、 水冷器和端盖；所述发电机机座内部设置有定子和回转轴，回转轴上设置有转子；所述机座上方固定有水冷器；所述水冷器顶部设置有顶置风机，水冷器侧面设置有进水口和出水所述机座侧面设置有主出线盒、辅助出线盒和自动润滑装置，机座端面设置有端
至
ΓΤΠ ο所述水冷器由壳体和设置在壳体内部的水管构成；所述水管一端与进水口连通， 另一端与出水口连通。所述转子是由不锈钢套筒、转子铁心、永磁体、固定块和固定螺栓构成；所述转子铁心的内壁横截面为圆形、转子铁心的外壁由6个平面构成，相邻平面构成的棱边上设置有横截面为梯形的固定块；所述固定块外表面设置有不锈钢套筒。所述棱边设置成与固定块吻合的梯形，固定块通过固定螺栓固定在转子铁心表水冷器的作用是将发电机内部的产生的热量经过合理的风路散掉，避免电机内部过热。本发明冷却原理冷却水由进水口进入水管，在冷却器内部经过合理的路径循环后由出水口流出，由冷却水带走发电机内部的热量；发电机内部的风路循环路径，由顶置风机来搅动使得发电机内部的风循环起来，将电机内部产生的热量经由水管传导至冷却水，由其将热量带走。通过合理的水路和风路设计，使得发电机的温升保持在要求的范围内，具有良好的温升性能。本发明的特点(1)转子采用了永磁体转子结构，使得转子上没有励磁绕组损耗，提高了发电机的效率，特别是提高了低转速时的效率；( 发电机效率的提高，使得机组的发电量提高；C3)永磁电机以在较低的转速运行，从而使得机组在较低的风速时可以切入， 提高机组的发电量；(4)冷却器采用了空水冷方式，可以有效减小电机体积和重量，起到更好的散热效果。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.兆瓦级空水冷高速永磁发电机，其特征在于该风力发电机包括机座、回转轴、水冷器和端盖；所述发电机机座内部设置有定子和回转轴，回转轴上设置有转子；所述机座上方固定有水冷器；所述水冷器顶部设置有顶置风机，水冷器侧面设置有进水口和出水口。
2.如权利要求1所述兆瓦级空水冷高速永磁发电机，其特征在于所述机座侧面设置有主出线盒、辅助出线盒和自动润滑装置，机座端面设置有端盖。
3.如权利要求1所述兆瓦级空水冷高速永磁发电机，其特征在于所述水冷器由壳体和设置在壳体内部的水管构成；所述水管一端与进水口连通，另一端与出水口连通。
4.如权利要求1所述兆瓦级空水冷高速永磁发电机，其特征在于所述转子是由不锈钢套筒、转子铁心、永磁体、固定块和固定螺栓构成；所述转子铁心的内壁横截面为圆形、转子铁心的外壁由6个平面构成，相邻平面构成的棱边上设置有横截面为梯形的固定块；所述固定块外表面设置有不锈钢套筒。
5.如权利要求4所述兆瓦级空水冷高速永磁发电机，其特征在于所述棱边设置成与固定块吻合的梯形，固定块通过固定螺栓固定在转子铁心表面。
全文摘要
本发明公开了一种兆瓦级空水冷高速永磁发电机，该风力发电机包括机座、回转轴、水冷器和端盖；所述发电机机座内部设置有定子和回转轴，回转轴上设置有转子；所述机座上方固定有水冷器；所述水冷器顶部设置有顶置风机，水冷器侧面设置有进水口和出水口。所述机座侧面设置有主出线盒、辅助出线盒和自动润滑装置，机座端面设置有端盖。本发明的特点(1)转子采用了永磁体转子结构，使得转子上没有励磁绕组损耗，提高了发电机的效率，特别是提高了低转速时的效率；(2)发电机效率的提高，使得机组的发电量提高；(3)永磁电机以在较低的转速运行，从而使得机组在较低的风速时可以切入，提高机组的发电量；(4)冷却器采用了空水冷方式，可以有效减小电机体积和重量，起到更好的散热效果。
文档编号H02K5/20GK102545462SQ20111038900
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者周会军, 王成, 王裕峰, 霍连文 申请人:西安久和能源科技有限公司