本實用新型涉及一種風力發(fā)電機，具體涉及一種多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代的風力發(fā)電機大多數(shù)是水平軸風力發(fā)電機，水平軸風力機主要由風葉、輪轂、發(fā)電機、塔架等構(gòu)成。常見的風力發(fā)電機有三個風葉，風葉安裝在輪轂上構(gòu)成風輪，風吹風輪旋轉(zhuǎn)帶動機艙內(nèi)的發(fā)電機發(fā)電，塔架是整個風力機的支撐。風輪除了三風葉的還有雙風葉的，甚至單風葉的，也有4葉、5葉、6葉的，在許多農(nóng)用風力發(fā)電機中采用的是多風葉結(jié)構(gòu)的風輪。

現(xiàn)有技術(shù)中中小型水平軸風力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)，其發(fā)電系統(tǒng)中只包括一個轉(zhuǎn)子和一個定子，其具有以下缺點：結(jié)構(gòu)比較單一、機械性能差、發(fā)電效率低、無功損耗大、故障率高、使用期短，如果遇上大風流沖擊，很容易出現(xiàn)失控飛車、發(fā)電機燒毀、風葉折斷等故障，而發(fā)電機燒壞不可修復，轉(zhuǎn)子和定子燒成廢品，將會造成巨大的經(jīng)濟損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提出一種多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，該多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機具有機械性能好、發(fā)電效率高、無功損耗小、故障率低、使用期長的優(yōu)點，而且具有結(jié)構(gòu)多變，能根據(jù)需要改變功率的優(yōu)點。

本實用新型的目的是下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，包括順次連接的主制動器、并聯(lián)組合式發(fā)電機、增速器、副制動器、齒輪箱、變槳距伺服系統(tǒng)，所述變槳距伺服系統(tǒng)上連接風輪；所述并聯(lián)組合式發(fā)電機包括殼體、主軸、所述主軸上連接有數(shù)個轉(zhuǎn)子，所述每個轉(zhuǎn)子的兩側(cè)均設有定子；所述定子與主軸間具有間隙，且定子通過定子連接件連接在殼體的內(nèi)側(cè)；所述轉(zhuǎn)子包括環(huán)氧樹脂底座和嵌設在環(huán)氧樹脂底座上的線圈；所述并聯(lián)組合式發(fā)電機通過主軸分別與主制動器和增速器連接。

進一步的，所述定子是由聚磁環(huán)和磁鐵裝配而成，且磁鐵設置在靠近轉(zhuǎn)子的一側(cè)。

進一步的，所述轉(zhuǎn)子成圓盤狀結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述定子連接件包括兩端成多邊形的兩個端框和連接在兩個端框間的數(shù)個連接桿，所述兩個端框活動連接在殼體的內(nèi)側(cè)。

進一步的，所述轉(zhuǎn)子的數(shù)量為2個以上。

進一步的，所述轉(zhuǎn)子的數(shù)量為3-7個。

進一步的，所述轉(zhuǎn)子的數(shù)量為5個。

進一步的，所述殼體包括圓筒狀的側(cè)壁殼體和分別設于側(cè)壁殼體兩端的端蓋一、端蓋二，所述主軸貫穿端蓋一和端蓋二的中心設置。

進一步的，所述主軸上在每一個轉(zhuǎn)子的兩側(cè)均設有定位套。

進一步的，所述并聯(lián)組合式發(fā)電機的外殼和主軸的材質(zhì)分別為壓鑄合金鋁材和合金鋼。

本實用新型的有益效果在于：

(1)本實用新型中的多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，包括順次連接的主制動器、并聯(lián)組合式發(fā)電機、增速器、副制動器、齒輪箱、變槳距伺服系統(tǒng)，所述變槳距伺服系統(tǒng)上連接風輪；所述并聯(lián)組合式發(fā)電機包括殼體、主軸、所述主軸上連接有數(shù)個轉(zhuǎn)子，所述每個轉(zhuǎn)子的兩側(cè)均設有定子；所述定子與主軸間具有間隙，且定子通過定子連接件連接在殼體的內(nèi)側(cè)；所述轉(zhuǎn)子包括環(huán)氧樹脂底座和嵌設在環(huán)氧樹脂底座上的線圈；所述并聯(lián)組合式發(fā)電機通過主軸分別與主制動器和增速器連接；本實用新型中的轉(zhuǎn)子和定子可以靈活組合，同一型號可組裝成多種功率的風力發(fā)電機，可以根據(jù)客戶的不同用途，不同環(huán)境、不同功率的數(shù)據(jù)條件要求，裝配適合需要的特定型號功用的風力發(fā)電機。若發(fā)生故障，還可快速更換定子、轉(zhuǎn)子、修復率可以達到100％,并達到永遠使用新機水準，發(fā)電機的運行完好率100％，避免了發(fā)電機燒壞不可修復，轉(zhuǎn)子和定子燒成廢品的巨大經(jīng)濟損失；

(2)本實用新型中的多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，設計研發(fā)了多級定子和多級轉(zhuǎn)子并聯(lián)組合，并在發(fā)電機內(nèi)部極有限的空間里建立了完整有效磁回路環(huán)周磁場，使定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成立體環(huán)繞磁力線磁場，大幅度提升了發(fā)電效率；

(3)本實用新型中的多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，所述多級并聯(lián)組合式發(fā)電機的外殼和主軸的材質(zhì)分別為壓鑄合金鋁材和合金鋼，所述轉(zhuǎn)子包括環(huán)氧樹脂底座和嵌設在環(huán)氧樹脂底座上的線圈；非金屬部件占整機40％，并且無鐵芯結(jié)構(gòu)，磁力線穿透通暢，無阻礙，切割磁力線無磁損，無渦流、不產(chǎn)生累計升溫，壓鑄合金鋁材材質(zhì)的外殼散熱性能通暢，無齒槽力矩、微風啟動運行、在5.8m/s的無功風速狀態(tài)下，輕盈啟動旋轉(zhuǎn)發(fā)20％功率，具有無功損耗小的優(yōu)點。

(4)本實用新型的多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，由于該風力發(fā)電機的整體結(jié)構(gòu)為組合式，整體裝配可用于生產(chǎn)流水線出產(chǎn)品，制造效率高，成品合格率為100％。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型實施例中定子與定子連接件的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施例中端框的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型實施例中定子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實用新型實施例中定子與端框的連接桿的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)子切割磁力線的示意圖；

圖8為本實用新型實施例中轉(zhuǎn)子切割磁力線的示意圖。

圖中：1、主制動器；2、安裝角；3、側(cè)壁殼體；4、端蓋一；5、端蓋二；6、主軸；7、變槳距伺服系統(tǒng)；8、定子；801、聚磁環(huán)；802、磁鐵；9、轉(zhuǎn)子；901、環(huán)氧樹脂底座；902、線圈；10、安裝槽；11、螺母；12、增速器；13、副制動器；14、齒輪箱；15、風葉；16、端框；17、連接桿；18、安裝孔一；19、安裝孔二；20磁力線。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本實用新型所保護的范圍。

如圖1-圖8所示：

一種多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，包括順次連接的主制動器1、并聯(lián)組合式發(fā)電機、增速器12、副制動器13、齒輪箱14、變槳距伺服系統(tǒng)7，所述變槳距伺服系統(tǒng)7上設有風輪。在本實施例中，風輪上的風葉15為三個，三個風葉15安裝在輪轂上構(gòu)成風輪。當然，風葉15的數(shù)量并不限于三個，還可以五個或更多。

所述并聯(lián)組合式發(fā)電機包括殼體、主軸6、所述主軸6上連接有數(shù)個轉(zhuǎn)子9，所述每個轉(zhuǎn)子9的兩側(cè)均設有定子8，所述定子8與主軸6間具有間隙，且定子8通過定子連接件連接在殼體的內(nèi)側(cè)，所述轉(zhuǎn)子9包括環(huán)氧樹脂底座901和嵌設在環(huán)氧樹脂底座901上的線圈902；所述定子8是由聚磁環(huán)801和磁鐵802裝配而成(利用螺釘連接)，且磁鐵802設置在靠近轉(zhuǎn)子9的一側(cè)。所述磁鐵802為稀土磁鐵或鐵氧體磁材。在本實施例中，所述磁鐵802為釹鐵硼磁鐵。一個轉(zhuǎn)子9和其兩側(cè)的定子8構(gòu)成一個發(fā)電單元，多個發(fā)電單元并聯(lián)即構(gòu)成并聯(lián)組合式發(fā)電機的發(fā)電系統(tǒng)。

所述殼體包括圓筒狀的側(cè)壁殼體3和分別設于側(cè)壁殼體3兩端的端蓋一4、端蓋二5，所述定子8通過定子連接件連接在側(cè)壁殼體3的內(nèi)側(cè)，在端蓋一4、端蓋二5與側(cè)壁殼體3的連接處設有橡膠密封圈，用于保證端蓋一4、端蓋二5與側(cè)壁殼體3之間為密封連接。所述主軸6貫穿端蓋一4和端蓋二5的中心設置，所述組合式發(fā)電機通過主軸6分別與主制動器1和增速器12連接，所述主軸6與端蓋一4、端蓋二5的連接處設有橡膠密封圈，用于保證主軸6與端蓋一4、端蓋二5之間為密封連接。

在使用時，設計的多級定子8和多級轉(zhuǎn)子9并聯(lián)組合，并在發(fā)電機內(nèi)部極有限的空間里建立了完整有效磁回路環(huán)周磁場，使定子8和轉(zhuǎn)子9構(gòu)成立體環(huán)繞磁力線磁場，大幅度提升了發(fā)電效率。

還包括塔架，所述端蓋一4、端蓋二5上設有將本實用新型中的水平軸多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子9風力發(fā)電機安裝到塔架上的安裝角2。所述塔架為現(xiàn)有技術(shù)，其結(jié)構(gòu)在附圖中并未畫出。

在本實施例中，所述轉(zhuǎn)子9成圓盤狀結(jié)構(gòu)。還包括定子連接件，所述定子8通過定子連接件連接在殼體的內(nèi)側(cè)。所述定子連接件包括兩端成正八邊形的兩個端框16和連接在兩個端框16間的八個連接桿17，所述兩個端框16活動連接在側(cè)壁殼體3的內(nèi)側(cè)，具體的安裝方式為：所述側(cè)壁殼體3的內(nèi)側(cè)在對應端框16的八個邊角上均開設有與八個邊角結(jié)構(gòu)外形相匹配的安裝槽10，所述兩個端框16通過安裝槽10安裝在側(cè)壁殼體3的內(nèi)側(cè)并通過螺母11固定(在連接桿17對應的位置上設有與螺母11相匹配的外螺紋)；所述八個連接桿17分別設置在正八邊形結(jié)構(gòu)的端框16的八個邊角上，具體的安裝方式為：所述端框16的八個邊角上均開設有與連接桿17相匹配的安裝孔一18，所述每個連接桿17的兩端均通過安裝孔一18安裝在兩個端框16上；所述定子8為與定子連接件結(jié)構(gòu)相匹配的正八邊形結(jié)構(gòu)，且在對應連接桿17的位置設有與連接桿17相匹配的八個安裝孔二19；所述定子8通過安裝孔二19分別固定套設在八根連接桿17上。當然，定子8的形狀與定子連接件中端框16的形狀并不限于正八邊形形狀，當然也可以是其他形狀的多邊形結(jié)構(gòu)。

所述轉(zhuǎn)子9為3-7個，相應的定子8為6-14個。在本實施例中，所述轉(zhuǎn)子9為5個，相應的定子8為10個。本實用新型中的轉(zhuǎn)子9和定子8可以靈活組合，同一型號可組裝成多種功率的風力發(fā)電機，可以根據(jù)客戶的不同用途，不同環(huán)境、不同功率的數(shù)據(jù)條件要求，裝配適合需要的特定型號功用的風力發(fā)電機。若發(fā)生故障，還可快速更換定子8和轉(zhuǎn)子9，修復率可以達到100％，并達到永遠使用新機水準，發(fā)電機的運行完好率100％，避免了發(fā)電機燒壞不可修復，轉(zhuǎn)子9和定子8燒成廢品的巨大經(jīng)濟損失。當然，轉(zhuǎn)子9的數(shù)量并不限于3-7個，可以根據(jù)需要設置成任意多個。

所述主軸6上設有數(shù)個轉(zhuǎn)子9用定位套，所述定位套設置在轉(zhuǎn)子9的兩側(cè)，用于轉(zhuǎn)子9安裝后的精準定位，所述定位套為合金鋁材質(zhì)，由于定位套的安裝方式及使用均為現(xiàn)有技術(shù)，在此就不進行詳述了，附圖中也并未畫出。

所述組合式發(fā)電機外殼的材質(zhì)為壓鑄合金鋁材；主軸6的材質(zhì)為合金鋼；所述轉(zhuǎn)子9是由環(huán)氧樹脂底座901和線圈902裝配而成。所述轉(zhuǎn)子9是經(jīng)數(shù)控機床加工而成，具有耐高溫、抗老化、高溫不變形、物理性能穩(wěn)定、分子密度大、磁力線穿透無磁阻的優(yōu)點。非金屬部件占整機40％，并且無鐵芯結(jié)構(gòu)，磁力線穿透通暢，無阻礙，切割磁力線無磁損，無渦流、不產(chǎn)生累計升溫，壓鑄合金鋁材質(zhì)的外殼散熱性能通暢，無齒槽力矩、微風啟動運行、在5.8m/s的無功風速狀態(tài)下，輕盈啟動旋轉(zhuǎn)發(fā)電20％功率，具有無功損耗小的優(yōu)點。本實用新型的多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，由于非金屬部件占整機40％，其整機重量與同一級別、相同功率風力發(fā)電機相比，整體重量輕50％，本實用新型中的零部件大部分按其功能和機械強度選用不同于傳統(tǒng)發(fā)電機的用料，本實用新型按功能性能選用了多種原材料加工各部件，主體采用壓鑄合金鋁材，重量輕、機械強度高、不傳導機械諧振波，有利于發(fā)電機運行的穩(wěn)定性。主軸6選用專業(yè)軸料合金鋼制造、分子密度大、功能傳導力矩大，抗沖擊和制動的反作用力泄荷力矩大，兩端承載軸承選用載荷力矩承重型軸承，設計高速軸承低速運行使用，裝配在本實用新型結(jié)構(gòu)中運行，運行中磨損程度輕，可連續(xù)運行50年。

本實用新型的整體結(jié)構(gòu)為組合式，使整機性能符合現(xiàn)代化工藝加工理念，更加便于日常運行保養(yǎng)，例如：將本實用新型中的多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機安裝在環(huán)境條件惡劣位置，運行時間長，受破壞性風力沖擊頻率高，鹽霧濃度大腐蝕性強等影響，造成定子8或轉(zhuǎn)子9損壞情況下，發(fā)電機不用折離塔架，回到地面停機維修，只需在塔架上將連接螺絲拆卸下來，檢測確定故障部件，更換裝配新部件即可，安全簡便，部件通用性強，按照發(fā)電機行業(yè)標準設計制造的部件、配件皆按系列化型號設計制造，確保了發(fā)電機整體質(zhì)量。

本實用新型的多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機，由于該風力發(fā)電機的整體結(jié)構(gòu)為組合式，整體裝配可用于生產(chǎn)流水線出產(chǎn)品，制造效率高，成品合格率為100％。

本實用新型中的多級并聯(lián)組合式內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機在使用時：

1、當風流推動風葉15產(chǎn)生動力旋轉(zhuǎn)時，會同時帶動齒輪箱14旋轉(zhuǎn)，齒輪箱14會帶動增速器12旋轉(zhuǎn)，增速器12會帶動主軸6旋轉(zhuǎn)，當風輪每秒轉(zhuǎn)動一圈，增速器12輸出軸轉(zhuǎn)動兩圈，增速一倍驅(qū)動組合式風力發(fā)電機的主軸6旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子9中的線圈902將定子8中磁鐵802獨立的磁力線連通，形成環(huán)周磁場為組合式風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子9和定子8構(gòu)建了完整的環(huán)繞圓周磁回路磁場，將單塊磁鐵獨立磁力線構(gòu)成的磁通場強增加數(shù)倍磁密度，為發(fā)電機高效出功率構(gòu)建了完整磁場環(huán)境。如圖7和圖8所示，圖7為現(xiàn)有技術(shù)中定子8切割磁力線20的示意圖，圖8為本實用新型實施例中定子8切割磁力線20的示意圖；現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電系統(tǒng)只包括一個轉(zhuǎn)子9和一個定子8，定子8中磁鐵802產(chǎn)生的磁力線20是由單塊磁鐵802產(chǎn)生的獨立的磁力線20(如圖7所示)，轉(zhuǎn)子9中的線圈902在切割定子8中磁鐵802產(chǎn)生的磁力線20時，并不能完全切割磁力線20，其效率顯然不高；然而，本實用新型中的一個發(fā)電單元是包括一個轉(zhuǎn)子9和兩個定子8(兩個定子8分別位于轉(zhuǎn)子9的兩側(cè))，兩個定子8中磁鐵802產(chǎn)生的磁力線20的方向如圖8所示，是相對兩側(cè)的N、S兩個對極產(chǎn)生的磁力線，轉(zhuǎn)子9中的線圈902在切割定子8中磁鐵802產(chǎn)生的磁力線20時，其效率與現(xiàn)有技術(shù)相比得到了大大的提高。

2、當轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子9切割定子8產(chǎn)生磁回路發(fā)電，完成發(fā)電機一個做功發(fā)電周期。

3、組合式風力發(fā)電機連續(xù)快速旋轉(zhuǎn)發(fā)電產(chǎn)生的拉載性能升溫熱量，由于內(nèi)部定子8構(gòu)成中間空間，轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生對流熱量散布到壓鑄合金鋁材質(zhì)的外殼上，而壓鑄合金鋁材具有良好的散熱性，能實時將線圈902因發(fā)電產(chǎn)生的熱量散發(fā)到外部空間，確保發(fā)電機散熱良好，保證發(fā)電機工作在正常溫度范圍內(nèi)，從而保護了定子8的磁鐵802以及轉(zhuǎn)子9的線圈902無累積升溫，定子8的磁鐵802不過熱，磁鐵802不退磁，保護了軸承潤滑，用于密封連接的橡膠密封圈不會因溫度過高變形，延長了發(fā)電機安全有效使用壽命。

4、本實用新型設計發(fā)電機轉(zhuǎn)子9為圓盤狀結(jié)構(gòu)，定子8通過定子連接件固定在殼體內(nèi)側(cè)，中間留空。有利于內(nèi)部空間對流散熱，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固，轉(zhuǎn)子9與軸鉸鏈定位，多極部件轉(zhuǎn)子9之間采用合金鋁制造定位套精確定位，轉(zhuǎn)子9是由線圈902和環(huán)氧樹脂底座901裝配而成(利用螺釘連接)，連接牢固，安全穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理；當轉(zhuǎn)子9切割定子8產(chǎn)生非接觸性牽引拖拽力時，由于定子8通過定子連接件固定在的殼體內(nèi)側(cè)，鋼性鏈接，其堅固穩(wěn)定，使轉(zhuǎn)子9和定子8切割間隙保持不變，穩(wěn)定性能安全可靠，確保發(fā)電效率穩(wěn)定輸出功率，達到需要的額定功率。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。