專利名稱：變速恒頻永磁調(diào)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤其是涉及一種變速恒頻永磁調(diào)速風(fēng)力 發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，世界上大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要有兩種型式。 一類是定槳距失速調(diào) 節(jié)型，屬于恒速機(jī)型， 一般使用同步電機(jī)或者鼠籠式異步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，通 過(guò)定槳距失速控制的風(fēng)輪機(jī)使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在恒定的數(shù)值，繼而使風(fēng)電機(jī) 組并網(wǎng)后定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)頻率等于電網(wǎng)頻率，轉(zhuǎn)子、葉輪的變化范圍小，捕獲風(fēng) 能的效率低。另一類是變速變距型， 一般采用雙饋電機(jī)或者永磁同步電機(jī)，通 過(guò)調(diào)速器和變槳距控制相結(jié)合的方法使葉輪轉(zhuǎn)速可以跟隨風(fēng)速的改變?cè)诤軐挼?范圍內(nèi)變化，保持最佳葉尖速比運(yùn)行，從而使風(fēng)能利用系數(shù)在很大的風(fēng)速變化 范圍內(nèi)均能保持最大值，能量捕獲效率最大。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過(guò)變流器調(diào) 節(jié)，變成與電網(wǎng)同頻、同相、同幅的電能輸送到電網(wǎng)。相比之下，變速型風(fēng)力 發(fā)電機(jī)具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
目前流行的變速變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要兩種方案 一種是 升速齒輪箱+繞線式異步電動(dòng)機(jī)+雙饋?zhàn)冾l器；另一種是無(wú)齒輪箱的直接驅(qū)動(dòng) 低速iC磁發(fā)電機(jī)+全功率變頻器。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)前者采用高速電機(jī)， 體積小重量輕，雙饋?zhàn)冾l器的容量?jī)H與電機(jī)的轉(zhuǎn)差容量相關(guān)，效率高、價(jià)格低 廉，缺點(diǎn)是升速齒輪箱價(jià)格貴，噪音大、易疲勞損壞；后者無(wú)齒輪箱，可靠性 高，但采用低速永磁電機(jī)，體積大，造價(jià)高，變頻器需要全功率，成本提高。
綜上所述，目前的變速變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的綜合性能還不是十分完善。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種變速恒頻永磁調(diào)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 該風(fēng)力發(fā)電機(jī)能極大的降低了整機(jī)成本，可減少風(fēng)機(jī)所用的部件，體積小，重量輕，效率高，同時(shí)可靠性高，可維護(hù)性好。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案它包括風(fēng)輪、傳 動(dòng)軸、發(fā)電機(jī)和變頻器；它還包括永磁調(diào)速器，該永磁調(diào)速器設(shè)置在風(fēng)輪和發(fā) 電機(jī)之間的傳動(dòng)軸上。
進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述永磁調(diào)速器與風(fēng)輪之間設(shè)有升速齒輪箱。
進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述永磁調(diào)速器包括銅盤(pán)轉(zhuǎn)子和與銅盤(pán)轉(zhuǎn)子匹配 大小的磁盤(pán)轉(zhuǎn)子；所述銅盤(pán)轉(zhuǎn)子和磁盤(pán)轉(zhuǎn)子在同心軸向上相面對(duì)，且其間的氣 隙間隙是可調(diào)整的。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
1) 通過(guò)永磁調(diào)速器調(diào)整氣隙間隙使風(fēng)輪(齒輪箱)輸出到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可無(wú) 級(jí)調(diào)速，可以使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)恒定，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)高效優(yōu)質(zhì)的發(fā)電。
2) 實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，在風(fēng)機(jī)的任何轉(zhuǎn)速下發(fā)電機(jī)可以隨時(shí)切入切出，可以增加 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電時(shí)間。
3) 消除系統(tǒng)震動(dòng)，延長(zhǎng)系統(tǒng)設(shè)備壽命，提高可靠性。
4) 適應(yīng)于各種嚴(yán)酷工作環(huán)境。
5) 減少整機(jī)部件，降低造價(jià)及后期使用和維護(hù)費(fèi)用。
6) 不怕堵轉(zhuǎn)，不怕脈沖。(保護(hù)電機(jī)，機(jī)械密封好.)
7) 容忍對(duì)心誤差。
8) 延長(zhǎng)設(shè)備壽命，增長(zhǎng)故障周期。
9) 無(wú)電磁波干擾。
10) 降低總成本。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型的永磁調(diào)速器結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型的永磁調(diào)速器工作原理圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖l、圖2所示，本實(shí)用新型它包括風(fēng)輪l、傳動(dòng)軸2、升速齒輪箱3、 永磁調(diào)速器4、發(fā)電機(jī)5和變頻器6;所述永磁調(diào)速器4設(shè)置在變速齒輪箱3和 發(fā)電機(jī)之5間的傳動(dòng)軸2上；所述永磁調(diào)速器4包括銅盤(pán)轉(zhuǎn)子41和與銅盤(pán)轉(zhuǎn)子 41匹配大小的磁盤(pán)轉(zhuǎn)子42，所述銅盤(pán)轉(zhuǎn)子41和磁盤(pán)轉(zhuǎn)子42在同心軸向上相面 對(duì)，且銅盤(pán)轉(zhuǎn)子41和磁盤(pán)轉(zhuǎn)子42之間的氣隙間隙是可調(diào)整的，現(xiàn)有技術(shù)使用 電動(dòng)執(zhí)行器(圖中未示出)來(lái)執(zhí)行調(diào)整工作。本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)置在 塔架7上。
本實(shí)用新型的工作原理如下
參見(jiàn)附圖3所示，磁力線N S銅導(dǎo)體由于風(fēng)輪l旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)銅盤(pán)轉(zhuǎn)子41在磁 盤(pán)轉(zhuǎn)子42所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁力線，因而在銅盤(pán)轉(zhuǎn)子41中產(chǎn)生渦流電流， 該渦流電流反過(guò)來(lái)在銅盤(pán)轉(zhuǎn)子41周圍產(chǎn)生反感磁場(chǎng)，阻止銅盤(pán)轉(zhuǎn)子41與磁盤(pán)轉(zhuǎn) 子42的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)輪1與發(fā)電機(jī)5之間的扭矩傳輸。風(fēng)輪l與發(fā)電機(jī) 5之間的扭矩傳輸，不同于常規(guī)的機(jī)械連接方式，是通過(guò)氣隙連接的，也就是通 過(guò)調(diào)整銅盤(pán)轉(zhuǎn)子41和磁盤(pán)轉(zhuǎn)子42之間的氣隙間距實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)整，其它調(diào)速方式 不具備該特點(diǎn)。
當(dāng)磁力線通過(guò)銅導(dǎo)體，靜止時(shí)不會(huì)有作用；當(dāng)兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁力線在 導(dǎo)體中移動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)渦電流，進(jìn)而在銅導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，而產(chǎn)生扭距；越 靠近時(shí)磁力線密度越密集，產(chǎn)生效應(yīng)越強(qiáng)，扭距越大；相對(duì)運(yùn)動(dòng)越快，效應(yīng)越 強(qiáng)，產(chǎn)生扭距越大(轉(zhuǎn)差越大，扭距越大)；相對(duì)運(yùn)動(dòng)越大，兩者感應(yīng)同極磁場(chǎng) 越強(qiáng)，產(chǎn)生互相排斥的力量從而達(dá)到調(diào)速的目的。
顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉 例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)法 對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而 易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1、變速恒頻永磁調(diào)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它包括風(fēng)輪、傳動(dòng)軸、發(fā)電機(jī)和變頻器；其特征在于，它還包括永磁調(diào)速器，該永磁調(diào)速器設(shè)置在風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)軸上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速恒頻永磁調(diào)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所 述永磁調(diào)速器與風(fēng)輪之間設(shè)有升速齒輪箱。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變速恒頻永磁調(diào)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于 所述永磁調(diào)速器包括銅盤(pán)轉(zhuǎn)子和與銅盤(pán)轉(zhuǎn)子匹配大小的磁盤(pán)轉(zhuǎn)子，所述銅盤(pán)轉(zhuǎn) 子和磁盤(pán)轉(zhuǎn)子在同心軸向上相面對(duì)，且銅盤(pán)轉(zhuǎn)子和磁盤(pán)轉(zhuǎn)子之間的氣隙間隙是 可調(diào)整的。
專利摘要變速恒頻永磁調(diào)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它包括風(fēng)輪、傳動(dòng)軸、升速齒輪箱、發(fā)電機(jī)和變頻器；它還包括永磁調(diào)速器，該永磁調(diào)速器設(shè)置在變速齒輪箱和發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)軸上。本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)1)通過(guò)永磁調(diào)速器調(diào)整氣隙間隙使風(fēng)輪或齒輪箱輸出到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可無(wú)級(jí)調(diào)速，可以使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)恒定；2)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，在風(fēng)機(jī)的任何轉(zhuǎn)速下發(fā)電機(jī)可以隨時(shí)切入切出，可以增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電時(shí)間；3)消除系統(tǒng)震動(dòng)，延長(zhǎng)系統(tǒng)設(shè)備壽命，提高可靠性；4)適應(yīng)于各種嚴(yán)酷工作環(huán)境；5)減少整機(jī)部件，降低造價(jià)及后期使用和維護(hù)費(fèi)用；6)不怕堵轉(zhuǎn)，不怕脈沖；7)容忍對(duì)心誤差；8)延長(zhǎng)設(shè)備壽命，增長(zhǎng)故障周期；9)無(wú)電磁波干擾；10)降低總成本。
文檔編號(hào)F03D9/00GK201280999SQ20082013961
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者杰 馬 申請(qǐng)人:杰 馬