專利名稱：可變速同步發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)電機，尤其是一種可變速同步發(fā)電機，該發(fā)電機多用于風 力發(fā)電。
背景技術：
充足的能源是推動社會快速發(fā)展、經(jīng)濟持續(xù)高速增長必不可少的因素，其中，電能 是人們用得最多的能源形式。過去，使用得最多的發(fā)電形式是火力發(fā)電和水力發(fā)電。但是， 火力發(fā)電會嚴重地污染環(huán)境，而水力發(fā)電則要求把發(fā)電設備建設在特殊的地理位置上，且 其安裝制造成本極高。近年來，隨著國家提出節(jié)能減排的要求后，各種新式的發(fā)電方式應運 而生，如采集太陽能發(fā)電，潮汐發(fā)電、風能發(fā)電等。其中，由于風能無處不在，風能發(fā)電是一 種更容易普及的發(fā)電方式。風能發(fā)電包括風輪和風力發(fā)電機。風力發(fā)電機是一種利用風力機葉片捕獲風能， 然后轉化為機械能，并進一步地把機械能轉化為電能的能源器械。在大自然中，風速是隨時變化的。對于某一風速，風力發(fā)電機的轉子應有一個對應 的轉速，以獲得最大的風電轉換效能。目前，大多數(shù)的風力發(fā)電機采用的是異步發(fā)電機，并 不能實現(xiàn)風電效能的最大轉換。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種可變速的、實 現(xiàn)風電效能最大轉換的同步發(fā)電機。本實用新型所采用的技術方案是本實用新型包括殼體、前端蓋、后端蓋、定子、轉 子、軸承，所述定子設置在所述殼體內(nèi)，所述定子上設置有定子繞組，所述定子、所述轉子均 由導磁材料制成，所述轉子通過所述軸承設置在所述定子內(nèi)，所述前端蓋、所述后端蓋分別 設置在所述殼體的前端和后端上，所述轉子上設置有勵磁繞組，所述勵磁繞組與外圍的交 流勵磁電源相連接，在所述轉子的外圍產(chǎn)生相對于所述轉子旋轉的磁場。相對于所述轉子旋轉的磁場的轉速根據(jù)交流勵磁電源的改變而改變。所述勵磁繞組在所述轉子中對稱設置。本實用新型的有益效果是由于本實用新型包括殼體、前端蓋、后端蓋、定子、轉 子、軸承，所述定子設置在所述殼體內(nèi)，所述定子上設置有定子繞組，所述定子、所述轉子均 由導磁材料制成，所述轉子通過所述軸承設置在所述定子內(nèi)，所述前端蓋、所述后端蓋分別 設置在所述殼體的前端和后端上，所述轉子上設置有勵磁繞組，在所述勵磁繞組中通以交 流電，在所述轉子外圍產(chǎn)生一個相對于所述轉子旋轉的磁場，該相對于轉子旋轉的磁場和 轉子的旋轉共同構成了同步發(fā)電機的旋轉勵磁；所述定子上的定子繞組與旋轉勵磁相切割 產(chǎn)生感應電動勢；所述定子繞組上的感應電動勢頻率與該旋轉勵磁的轉速成正比；由于所 述轉子上的勵磁繞組與外圍的交流勵磁電源相連接，所以可以通過所述交流勵磁電源來控 制通入所述勵磁繞組中的交流電的各種參數(shù)如頻率、電壓值、電流值等；如果本實用新型是與電網(wǎng)相連接的，在電網(wǎng)的頻率不能改變的前提下，改變交流勵磁電源的頻率，必定改變了 發(fā)電機的轉速，即本實用新型是可變速的，也就是說本實用新型可變速發(fā)電機可以根據(jù)不 同的風力條件，以最佳的轉速運行，以實現(xiàn)最佳的風電效能轉換。

圖1是本實用新型的整體剖視圖；圖2是圖1中的A-A剖視圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，在本實施例中，本實用新型可變速同步發(fā)電機采用轉場式的結 構形式，它包括殼體1、前端蓋11、后端蓋12、定子2、轉子3、軸承4。所述定子2設置在所 述殼體1內(nèi)，所述定子2、所述轉子3均由導磁材料制成，如硅鋼片等。所述轉子3通過所述 軸承4設置在所述定子2內(nèi)并與所述定子2之間留有間隙。所述間隙層的厚度和形狀根據(jù) 本實用新型同步發(fā)電機的性能要求來設置。所述前端蓋11、所述后端蓋12分別設置在所 述殼體1的前端和后端上。在所述轉子3上設置有三相的交流勵磁繞組5，所述勵磁繞組5 在所述轉子3中對稱設置，所述勵磁繞組5與外圍的交流勵磁電源相連接。當在所述勵磁 繞組5中通入交流電后，在所述轉子3的外圍產(chǎn)生相對于所述轉子3旋轉的磁場。所述定 子2的內(nèi)凹槽里設置有三相對稱的定子繞組6，用以切割磁感線并感應電動勢。本實用新型是用于風力發(fā)電的同步發(fā)電機。在所述轉子3伸出所述殼體1外的一 端與風車相連接。在風能的帶動下，所述風車捕捉到風能，本實用新型同步發(fā)電機開始運 行。由于所述轉子3上的勵磁繞組5通過設置在轉子軸上的電刷7與外圍的交流勵磁電源 相連接，所以可以通過所述交流勵磁電源來控制通入所述勵磁繞組5中的交流電的各種參 數(shù)如頻率、電壓值、電流值等，以調控本實用新型可變速同步發(fā)電機定子繞組6的感應電動 勢在符合與電網(wǎng)同步的要求下并網(wǎng)運行。由于電網(wǎng)頻率是不能改變的，所以，本實用新型可 變速同步發(fā)電機可以通過調控交流勵磁電源的頻率來調控發(fā)電機中轉子的轉速，以實現(xiàn)最 佳的風電效能轉換。根據(jù)同步發(fā)電機的工作原理，處于外圍的與同步發(fā)電機駁接的電網(wǎng)的工頻決定了 與其駁接的同步發(fā)電機發(fā)出電能的工頻。相對于所述轉子3旋轉的磁場的轉速根據(jù)交流勵 磁電源的改變而改變。改變所述勵磁繞組5中的交流電而改變在所述轉子3外圍產(chǎn)生的相 對于所述轉子3旋轉的磁場的轉速，就可實現(xiàn)對所述轉子3的轉速進行控制。在風力變?nèi)?時，通過交流勵磁電源改變輸入所述勵磁繞組5的交流電的頻率，增大相對于所述轉子3旋 轉的磁場的轉速，保證相對于所述定子繞組6的磁場轉速維持在一定值；當風力變強時，通 過交流勵磁電源改變輸入所述勵磁繞組5的交流電的頻率，減小相對于所述轉子3旋轉的 磁場的轉速，保證相對于所述定子繞組6的磁場轉速維持在定值。這樣的調整，使得同步發(fā) 電機可實現(xiàn)變速，同時保證了發(fā)電機最大的效能轉換和很高的工作效率。與所述勵磁繞組5相連接的交流勵磁電源根據(jù)外部風力對所述轉子3力矩的大 小，改變輸入所述勵磁繞組5的交流電的頻率，從而改變所述相對于所述轉子3旋轉的磁場 的轉速，以保證相對于所述定子2旋轉的磁場的轉速為某定值。所以，本實用新型可以實現(xiàn) 在轉子轉速改變時，也能實現(xiàn)同步發(fā)電機的功能。[0016]綜上所述，本實用新型可變速同步發(fā)電機是一種可控性很強的同步發(fā)電機。本實用新型可廣泛應用于風能發(fā)電設備領域。
權利要求1.一種可變速同步發(fā)電機，包括殼體(1)、前端蓋(11)、后端蓋(12)、定子O)、轉子 (3)、軸承G)，所述定子( 設置在所述殼體(1)內(nèi)，所述定子( 上設置有定子繞組(6)， 所述定子O)、所述轉子C3)均由導磁材料制成，所述轉子C3)通過所述軸承(4)設置在所 述定子⑵內(nèi)，所述前端蓋(11)、所述后端蓋(12)分別設置在所述殼體⑴的前端和后端 上，其特征在于所述轉子C3)上設置有勵磁繞組(5)，所述勵磁繞組( 與外圍的交流勵 磁電源相連接，在所述轉子⑶的外圍產(chǎn)生相對于所述轉子(3)旋轉的磁場。
2.根據(jù)權利要求1所述的可變速同步發(fā)電機，其特征在于相對于所述轉子(3)旋轉 的磁場的轉速根據(jù)交流勵磁電源的改變而改變。
3.根據(jù)權利要求1所述的可變速同步發(fā)電機，其特征在于所述勵磁繞組( 在所述 轉子(3)中對稱設置。
專利摘要本實用新型公開了一種發(fā)電機，旨在提供一種可變速的、可控性較強的可變速同步發(fā)電機。本實用新型包括殼體(1)、定子(2)、前端蓋(11)、后端蓋(12)、轉子(3)、軸承(4)，所述定子(2)設置在所述殼體(1)內(nèi)，所述定子(2)、所述轉子(3)均由導磁材料制成，所述轉子(3)通過所述軸承(4)設置在所述定子(2)內(nèi)，所述前端蓋(11)、所述后端蓋(12)分別設置在所述殼體(1)的前端和后端上，在所述轉子(3)上設置有勵磁繞組(5)，所述勵磁繞組(5)與外圍的交流勵磁電源相連接，在所述轉子(3)的外圍產(chǎn)生相對于所述轉子(3)旋轉的磁場。本實用新型可廣泛應用于風能發(fā)電設備領域。
文檔編號H02J3/38GK201854155SQ20102061905
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權日2010年11月19日
發(fā)明者黃偉敏 申請人:黃偉敏