本发明专利技术公开了一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，所述发电机为分瓣式结构，包括主轴，所述主轴的前端圆周面上设有定子，定子由多个相同的定子单元沿圆周方向依次拼接形成完整的环形，定子的圆周面上转动连接有由若干个转子单元构成的转子，转子的圆周面上均布有若干个叶片；其中，定子单元的支架外圈设有轨道和铁芯线圈，转子单元的支架上对应设有支撑滚轮和磁极模块，通过滚轮大小调节气隙，另外通过发电机自身结构设有冷却单元。本发明专利技术通过结构创新，突破发电机体积、直径限制，实现无主轴承设计、减小电磁气隙、保证圆周气隙均匀，整体采用分瓣式模块化设计，便于生产及运输，从而实现降低发电机成本、摆脱国外束缚的目标。标。标。
【技术实现步骤摘要】
一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机
[0001]本专利技术属于风力发电机
，具体涉及一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机。
技术介绍
[0002]近年来，由于全球能源紧缺及环保意识的加强，清洁能源得到了很大的发展。风力发电作为清洁能源利用的一种主要形式，是指将风能转化为电能，由于环保无公害且清洁可再生，因此在全世界范围内迅速发展起来，其技术亦日趋成熟。众所周知，在风力发电系统中，发电机作为核心关键部件之一，在系统中发挥着及其重要的作用。
[0003]由于永磁直驱风力发电机组没有齿轮箱等结构，因此具有以下优势：一是减少了传动损耗，提高了发电效率；二是简化了传动结构，提高了发电机组的可靠性；三是减少风力发电机零部件数量，避免齿轮箱油的定期更换，降低了运行维护成本，因此被广泛应用。但随着风电行业竞争进入白热化阶段，电机功率、体积、直径不断增大，传统的永磁直驱发电机结构由于成本无法进一步压缩，将面临被淘汰的风险，直驱发电机厂商急需进行技术转型，寻求新的技术突破以适应激烈的市场环境。
[0004]这是因为传统直驱发电机简化结构如图1所示，主要由转轴A、定轴B、主轴承C、定子2、转子3组成，定子2与定轴B连接、转子3与转轴A连接、通过主轴承C实现电机转动，主轴承C需承受轮毂、转轴A、转子3的重量，所以主轴承C需选择大型重载轴承，但是目前风电主轴承长期被外国厂商垄断，成本昂贵，且易受到牵制；另外由于发电机气隙依靠转轴、转子支架强度来支撑，在转轴设计、转子设计需要选择更高的强度去保证定转子气隙，通常直驱电机选择的气隙为7mm，但由于重力、外载等作用导致气隙不均，从而引起电机振动、噪音增大，电磁损耗增加，从而使永磁体、铜等有效材料成本增加；加之现有直驱发电机为整体结构，体积直径过大，导致不易加工和运输。
[0005]有鉴于此，本专利技术人提供一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，以克服现有技术的存在的上述缺陷。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，该风力发电机通过对现有结构进行改进创新，突破发电机体积、直径的限制，实现无主轴承设计、减小电磁气隙、保持圆周气隙均匀，整体采用模块化设计，便于生产及运输，从而实现降低发电机成本、摆脱国外束缚的目标。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：
[0008]一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，所述发电机为分瓣式结构，其包括主轴，所述主轴的前端圆周面上固定连接有定子，所述定子由多个相同的定子单元沿圆周方向依次拼接形成完整的环形，所述定子的圆周面上转动连接有由若干个转子单元构成的转子，所述转子的圆周面上布设有若干个叶片，且相邻所述叶片之间的圆心角相同；
[0009]其中，所述定子单元包括呈扇形结构的定子支架，所述定子支架通过设在其内圈的定子内法兰与主轴可拆卸连接，所述定子支架外圈上固定设置有完整的U、V、W三相定子铁芯线圈，所述定子支架外圈上沿圆周方向设有两条轨道，两条所述轨道分别位于定子铁芯线圈的两侧；
[0010]所述转子单元包括圆弧状的转子支架，所述转子支架的内部可拆卸连接有磁极模块和若干个支撑滚轮，所述支撑滚轮对称布设于磁极模块的两侧，并且与定子支架外圈上的两条轨道相配合。
[0011]进一步地，所述转子沿圆周方向等分为若干个相同的转子单元，且相邻所述转子单元之间可拆卸连接，用于对所述转子中的每个转子单元进行单独安装和拆卸。
[0012]进一步地，所述每个转子支架的左右两侧均沿径向设有凸起的折边，所述折边上开设有若干个通孔，任意相邻两个转子单元通过转子支架的折边及紧固件连接，所有转子单元拼接后形成一个整圈。
[0013]进一步地，所述转子由八个转子单元组成。
[0014]进一步地，所述磁极模块采用阶梯斜极设计。
[0015]进一步地，所述定子支架为空腔结构，用于减重和散热。
[0016]进一步地，所述定子与转子之间的气隙通过支撑滚轮进行调节。
[0017]进一步地，所述定子与转子之间的气隙一般设置为2～4mm。
[0018]进一步地，所述发电机还包括冷却单元，所述冷却单元利用发电机内外压强差吸附自然风对其进行冷却。
[0019]进一步地，所述冷却单元包括：
[0020]设置在主轴端部、且位于定子前端并覆盖定子内环的第一导流罩，所述第一导流罩为圆形，且中部呈凸起结构；
[0021]固定设置在转子前端的第二导流罩，所述第二导流罩为具有锥面的圆环结构，所述第二导流罩跟随转子转动；
[0022]所述定子支架内部设置有径向通风道，且定子支架的前端设置有与径向通风道贯通的开口，所述开口位于第一导流罩和第二导流罩之间，所述开口上安装有第一过滤网，所述定子支架的后端外圈边缘处安装有第二过滤网，所述第二过滤网设于定子支架与转子支架之间；
[0023]所述冷却单元在第一导流罩和第二导流罩的作用下将冷风经过第一过滤网旋入定子支架内部空腔中，并通过径向通风道对定子铁芯线圈进行冷却，随后通过气隙并从第二过滤网排出，用于对发电机进行循环冷却。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0025]1、本专利技术提供一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，该发电机整体结构采用模块化设计，将定子和转子分瓣成若干个相同的单元，即将现有完整定子和转子结构拆分成多个相对较小的定子单元和转子单元，因此降低了生产难度和制造成本，同时解决了直驱风电体积直径过大，不易运输难的问题，另外由于每个单元结构相对独立，这样当某个单元出现故障时，无需对整个发电机进行下塔维修，仅需更换故障的单元发电机就可以继续运行，降低了维修难度及维修成本；特别是本专利技术通过结构创新，使定子与转子通过定子外圈的轨道与转子上的支撑滚轮进行配合连接，因此能够实现无轴承设计，摆脱了对国外风
电主轴承的依赖，且定子与转子气隙可通过不同直径的滚轮进行调节，因而可将发电机气隙值由现有的7mm降低至到3mm左右，在同等功率情况下，气隙越小发电机的永磁体、铜、冲片等有效材料用量越小，另外由于转子两端采用支撑滚轮进行支撑，可进行轻量化设计，减小了转子支架强度，进一步降低了发电机的综合成本。
[0026]2、本专利技术提供一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，该发电机定子支架采用空腔结构，具有以下两方面优点：一方面有助于定子铁芯线圈散热，另一方面减轻了发电机整体的重量，降低了对发电机塔架和底座的要求。
[0027]3、本专利技术提供一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，该发电机通过结构设计使其具备冷却单元，发电机工作时，发电机内部的定子铁芯线圈会升温，导致发电机内部腔体的温度大于外界温度，这样发电机内部的压强就大于外界压强，再加之发电机前端的第一导流罩和第二导流罩等共同作用，使得外界冷风(自然风)会吸入发电机内部腔体，并沿定子支架的径向通风道对定子铁芯线圈进行降温，随后通过气隙并从第二过滤网排出，实现对发电机的冷却，该冷却方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述发电机为分瓣式结构，其包括主轴(1)，所述主轴(1)的前端圆周面上固定连接有定子(2)，所述定子(2)由多个相同的定子单元沿圆周方向依次拼接形成完整的环形，所述定子(2)的圆周面上转动连接有由若干个转子单元构成的转子(3)，所述转子(3)的圆周面上布设有若干个叶片，且相邻所述叶片之间的圆心角相同；其中，所述定子单元包括呈扇形结构的定子支架(21)，所述定子支架(21)通过设在其内圈的定子内法兰(211)与主轴(1)可拆卸连接，所述定子支架(21)外圈上固定设置有完整的U、V、W三相定子铁芯线圈(22)，所述定子支架(21)外圈上沿圆周方向设有两条轨道(212)，两条所述轨道(212)分别位于定子铁芯线圈(22)的两侧；所述转子单元包括圆弧状的转子支架(31)，所述转子支架(31)的内部可拆卸连接有磁极模块(32)和若干个支撑滚轮(33)，所述支撑滚轮(33)对称布设于磁极模块(32)的两侧，并且与定子支架(21)外圈上的两条轨道(212)相配合。2.根据权利要求1所述的一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述转子(3)沿圆周方向等分为若干个相同的转子单元，且相邻所述转子单元之间可拆卸连接，用于对所述转子(3)中的每个转子单元进行单独安装和拆卸。3.根据权利要求2所述的一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述每个转子支架(31)的左右两侧均沿径向设有凸起的折边，所述折边上开设有若干个通孔，任意相邻两个转子单元通过转子支架(31)的折边及紧固件连接，所有转子单元拼接后形成一个整圈。4.根据权利要求1所述的一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述转子(3)由八个转子单元组成。5.根据权利要求1所述的一种分瓣式轨道转子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述磁极...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，杨杰，俞文斌，贾泽伟，
申请(专利权)人：西安中车永电捷力风能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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