专利名称：一种直驱式风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于风力发电技术领域，特别是涉及一种更易于将风能转化为电能的
直驱式风力发电机组。
背景技术：
在新能源开发中，风能发电技术已经逐渐进入商业化领域。在风力发电技术，用到 的一个关键设备就是发电机。它的技术特征直接决定了整个风力发电机组的结构和传动形 式。 风力发电技术，在本世纪初的三十年代，在丹麦、西班牙、德国就成功地研制了一 些小型风力发电装置，这些风力发电所需要的装置，就是我们今天所说的风力发电机组的 雏形。早期的机组包括风轮、传动装置、发电机和塔架结构及辅助部件等部分组成。其中，风 轮是把风的动能转变为机械能的关键部分，它一般由两只(或三只)螺旋桨固定在叶轮上 组成。当风吹向浆叶面时，桨叶工作面和背面的压差便会产生一个载荷，这个载荷的一个分 量绕着轮毂轴线形成一个扭转力矩，便会驱动风机的风轮转动。传动装置，除了传递扭矩， 还要把叶轮的低速旋转转化为发电机需要的高速旋转，因此传动装置除了轴承和联轴器外 还有齿轮箱组成。发电机是整个发电机组的核心；而塔架作为整个风机的物理支撑，必须满 足强度、刚度、和稳定性要求。同时有一定高度，这个高度是由该地区不同高度的风况决定 的。辅助部件主要是为了实现在风向、风速发生变化时，对叶轮整体角度及叶轮桨叶角度的 调节功能而存在的。 其中传统的发电机由于转子为级数较少的绕线结构，所以需要较的转速才能正常 发电并且并网，以至于需要把风轮的低转速经过一个增速齿轮箱来连接；但齿轮箱是在目 前丽级风力发电机组中故障率和损坏率都较高的部件，研制一种科学的由风轮直接驱动 发电机的风力发电机组，已成为风电技术发展的一个趋势。
实用新型内容针对上述存在的技术问题，本实用新型提供一种直驱式风力发电机。 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的 本实用新型包括主轴、永磁转子、定子、外壳和制动器，外壳包括前端外壳、后端外 壳和与两者分别连接的旋转外壳，主轴置于外壳内，且两端伸出前端外壳和后端外壳，所述 的永磁转子内设有转子轴，转子轴通过第一、第二轴承安装在外壳内的主轴上，且一端伸出 前端外壳，定子置于外壳内固定在旋转外壳上，制动器的刹车片固定在后端外壳上，其刹车 盘固定在转子轴上，工作时，伸出前端外壳的转子轴与风轮轮毂连接，制动器通过液压泵与 外部控制器连接。:所述的永磁转子为多级永磁体转子。所述的主轴为空心轴。所述的第一轴承为
推力圆柱滚子轴承，第二轴承为圆柱孔调心滚子轴承。所述的后端外壳上还设有至少一个 冷却风扇。在所述电机主轴及第一、第二轴承上均设有温度传感器，各温度传感器分别与外
3部控制器连接。 本实用新型的有益效果为 传统的风力发电设备中发电机的级数比较少，它只有在一定转速下才能接近、达 到额定功率。而本实用新型中的发电机转子部分采用多级永磁转子，其永磁转子和定子级 数均为78级，因此该电机在低转速下即可达到预定功率。在风力发电机组中，不用齿轮箱 来提速，直接与风轮轮毂相连，省略了齿轮箱，不仅可以减轻风机体积和重量、免去齿轮箱 的成本和维护程序，还可以提高风机的寿命和转化效率，同时还可以降低噪声、减少风机整 体的故障率。使结构简单。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式下面通过实施例和附图对本实用新型作进一步详述。 实施例1 :如图1所示，本实用新型包括主轴3、转子轴10、永磁转子8、定子7、外 壳和制动器4，外壳包括前端外壳9、后端外壳5和与两者分别连接的旋转外壳6，主轴3置 于外壳内，且两端伸出前端外壳9和后端外壳5，其转子轴10通过第一、第二轴承安装在外 壳内的主轴3上，定子7置于外壳内固定在旋转外壳6上，永磁转子8安装于定子7内的转 子轴10上，制动器4的刹车片固定在后端外壳5上，其刹车盘固定在转子轴10上，工作时， 伸出前端外壳9的转子轴10与风轮轮毂连接，制动器4通过液压泵与外部控制器连接。 其中永磁转子8为多级永磁体转子，永磁转子8和定子7级数相同，本例永磁转子 8和定子7均选用78级。第一轴承2为推力圆柱滚子轴承，第二轴承11为圆柱孔调心滚子 轴承，在后端外壳5上还设有冷却风扇l，根据工作环境及工作要求确定冷却风扇1的数量， 至少为1个，本例沿后端外壳5圆周均匀设有3个冷却风扇1。电机主轴3为空心轴，在电 机主轴3及第一、第二轴承上均设有与外部控制器连接的温度传感器，温度传感器将信号 传送到外部传感器，以检测轴承温度。 本实用新型的工作原理 本实用新型工作时，电机定子7通过变流器接入电网，通过转子轴10安装在风轮 轮毂上，风轮带动转子轴10运转，从而带动永磁转子8旋转，定子7线圈中的每一根导线 都在切割磁力线并直接产生正弦式交流电动势，再经定子7上的电缆将此电能传送到电网 中。 在转子轴10端部安装的制动器4的刹车摩擦片，在工作时，通过液压泵来驱动其 运动，产生相应力矩的刹车作用，发电机后端外壳5上装有冷却风扇l，在发电机自身散热 达不到要求时，此冷却风扇l将启动，将多余热量带走。
权利要求一种直驱式风力发电机，包括主轴、永磁转子、定子、外壳和制动器，外壳包括前端外壳、后端外壳和与两者分别连接的旋转外壳，主轴置于外壳内，且两端伸出前端外壳和后端外壳，其特征在于所述的永磁转子内设有转子轴，转子轴通过第一、第二轴承安装在外壳内的主轴上，且一端伸出前端外壳，定子置于外壳内固定在旋转外壳上，制动器的刹车片固定在后端外壳上，其刹车盘固定在转子轴上，工作时，伸出前端外壳的转子轴与风轮轮毂连接，制动器通过液压泵与外部控制器连接。
2. 根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于所述的永磁转子为多级永 磁体转子。
3. 根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于所述的主轴为空心轴。
4. 根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于所述的第一轴承为推力圆 柱滚子轴承，第二轴承为圆柱孔调心滚子轴承。
5. 根据权利要求1所述的直驱式风力发电机，其特征在于所述的后端外壳上还设有 至少一个冷却风扇。
6. 根据权利要求l所述的直驱式风力发电机，其特征在于所述的电机主轴及第一、第 二轴承上均设有温度传感器，各温度传感器分别与外部控制器连接。
专利摘要一种直驱式风力发电机，属于风力发电技术领域。包括主轴、永磁转子、定子、外壳和制动器，外壳包括前端外壳、后端外壳和与两者分别连接的旋转外壳，主轴置于外壳内，且两端伸出前端外壳和后端外壳，所述的永磁转子内设有转子轴，转子轴通过第一、第二轴承安装在外壳内的主轴上，且一端伸出前端外壳，定子置于外壳内固定在旋转外壳上，制动器的刹车片固定在后端外壳上，其刹车盘固定在转子轴上，工作时，伸出前端外壳的转子轴与风轮轮毂连接，制动器通过液压泵与外部控制器连接。本实用新型中的发电机永磁转子和定子级数均为78级，因此该电机在低转速下即可达到预定功率。
文档编号H02K9/04GK201515291SQ20092020375
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者刘衍选, 蔡晓峰, 赵炳胜 申请人:沈阳华创风能有限公司