專利名稱：可變速同步發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，尤其是一種可變速同步發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)多用于風(fēng)力 發(fā)電。
背景技術(shù)：
充足的能源是推動(dòng)社會(huì)快速發(fā)展、經(jīng)濟(jì)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(huì)嚴(yán)重地污染環(huán)境，而水力發(fā)電則要求把發(fā)電設(shè)備建設(shè)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(yīng)運(yùn)而生，如采集太陽能發(fā)電，潮汐發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等。其中，由于風(fēng)能 無處不在，風(fēng)能發(fā)電是一種更容易普及的發(fā)電方式。風(fēng)能發(fā)電包括風(fēng)輪和風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種利用風(fēng)力機(jī)葉片捕獲風(fēng) 能，然后轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并進(jìn)一步地把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的能源器械。在大自然中，風(fēng)速是隨時(shí)變化的。對(duì)于某一風(fēng)速，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子應(yīng)有一個(gè) 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，以獲得最大的風(fēng)電轉(zhuǎn)換效能。目前，大多數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用的是異步發(fā) 電機(jī)，并不能實(shí)現(xiàn)風(fēng)電效能的最大轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可變速的、實(shí)現(xiàn) 風(fēng)電效能最大轉(zhuǎn)換的同步發(fā)電機(jī)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明包括殼體、前端蓋、后端蓋、定子、轉(zhuǎn) 子、軸承，所述定子設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述定子上設(shè)置有定子繞組，所述定子、所述 轉(zhuǎn)子均由導(dǎo)磁材料制成，所述轉(zhuǎn)子通過所述軸承設(shè)置在所述定子內(nèi)，所述前端蓋、所述 后端蓋分別設(shè)置在所述殼體的前端和后端上，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有勵(lì)磁繞組，所述勵(lì)磁繞 組與外圍的交流勵(lì)磁電源相連接，在所述轉(zhuǎn)子的外圍產(chǎn)生相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的磁場。相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速根據(jù)交流勵(lì)磁電源的改變而改變。所述勵(lì)磁繞組在所述轉(zhuǎn)子中對(duì)稱設(shè)置。本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明包括殼體、前端蓋、后端蓋、定子、轉(zhuǎn)子、 軸承，所述定子設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述定子上設(shè)置有定子繞組，所述定子、所述轉(zhuǎn)子 均由導(dǎo)磁材料制成，所述轉(zhuǎn)子通過所述軸承設(shè)置在所述定子內(nèi)，所述前端蓋、所述后端 蓋分別設(shè)置在所述殼體的前端和后端上，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有勵(lì)磁繞組，在所述勵(lì)磁繞組 中通以交流電，在所述轉(zhuǎn)子外圍產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的磁場，該相對(duì)于轉(zhuǎn)子旋 轉(zhuǎn)的磁場和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)共同構(gòu)成了同步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁；所述定子上的定子繞組與旋 轉(zhuǎn)勵(lì)磁相切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；所述定子繞組上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率與該旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁的轉(zhuǎn)速 成正比；由于所述轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁繞組與外圍的交流勵(lì)磁電源相連接，所以可以通過所述 交流勵(lì)磁電源來控制通入所述勵(lì)磁繞組中的交流電的各種參數(shù)如頻率、電壓值、電流值等；如果本發(fā)明是與電網(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(lì)磁電 源的頻率，必定改變了發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即本發(fā)明是可變速的，也就是說本發(fā)明可變速發(fā) 電機(jī)可以根據(jù)不同的風(fēng)力條件，以最佳的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)最佳的風(fēng)電效能轉(zhuǎn)換。


圖1是本發(fā)明的整體剖視圖；圖2是圖1中的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2所示，在本實(shí)施例中，本發(fā)明可變速同步發(fā)電機(jī)采用轉(zhuǎn)場式的結(jié)構(gòu) 形式，它包括殼體1、前端蓋11、后端蓋12、定子2、轉(zhuǎn)子3、軸承4。所述定子2設(shè)置 在所述殼體1內(nèi)，所述定子2、所述轉(zhuǎn)子3均由導(dǎo)磁材料制成，如硅鋼片等。所述轉(zhuǎn)子3 通過所述軸承4設(shè)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)本發(fā)明同步發(fā)電機(jī)的性能要求來設(shè)置。所述前端蓋11、所述后端蓋12分別設(shè) 置在所述殼體1的前端和后端上。在所述轉(zhuǎn)子3上設(shè)置有三相的交流勵(lì)磁繞組5，所述勵(lì) 磁繞組5在所述轉(zhuǎn)子3中對(duì)稱設(shè)置，所述勵(lì)磁繞組5與外圍的交流勵(lì)磁電源相連接。當(dāng) 在所述勵(lì)磁繞組5中通入交流電后，在所述轉(zhuǎn)子3的外圍產(chǎn)生相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)的磁 場。所述定子2的內(nèi)凹槽里設(shè)置有三相對(duì)稱的定子繞組6，用以切割磁感線并感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)。本發(fā)明是用于風(fēng)力發(fā)電的同步發(fā)電機(jī)。在所述轉(zhuǎn)子3伸出所述殼體1外的一端 與風(fēng)車相連接。在風(fēng)能的帶動(dòng)下，所述風(fēng)車捕捉到風(fēng)能，本發(fā)明同步發(fā)電機(jī)開始運(yùn)行。 由于所述轉(zhuǎn)子3上的勵(lì)磁繞組5通過設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上的電刷7與外圍的交流勵(lì)磁電源相連 接，所以可以通過所述交流勵(lì)磁電源來控制通入所述勵(lì)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(diào)控本發(fā)明可變速同步發(fā)電機(jī)定子繞組6的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 在符合與電網(wǎng)同步的要求下并網(wǎng)運(yùn)行。由于電網(wǎng)頻率是不能改變的，所以，本發(fā)明可變 速同步發(fā)電機(jī)可以通過調(diào)控交流勵(lì)磁電源的頻率來調(diào)控發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)最 佳的風(fēng)電效能轉(zhuǎn)換。根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的工作原理，處于外圍的與同步發(fā)電機(jī)駁接的電網(wǎng)的工頻決定 了與其駁接的同步發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的工頻。相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速根據(jù)交 流勵(lì)磁電源的改變而改變。改變所述勵(lì)磁繞組5中的交流電而改變?cè)谒鲛D(zhuǎn)子3外圍產(chǎn) 生的相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。在 風(fēng)力變?nèi)鯐r(shí)，通過交流勵(lì)磁電源改變輸入所述勵(lì)磁繞組5的交流電的頻率，增大相對(duì)于 所述轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速，保證相對(duì)于所述定子繞組6的磁場轉(zhuǎn)速維持在一定值；當(dāng) 風(fēng)力變強(qiáng)時(shí)，通過交流勵(lì)磁電源改變輸入所述勵(lì)磁繞組5的交流電的頻率，減小相對(duì)于 所述轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速，保證相對(duì)于所述定子繞組6的磁場轉(zhuǎn)速維持在一定值。這 樣的調(diào)整，使得同步發(fā)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)變速，同時(shí)保證了發(fā)電機(jī)最大的效能轉(zhuǎn)換和很高的工 作效率。與所述勵(lì)磁繞組5相連接的交流勵(lì)磁電源根據(jù)外部風(fēng)力對(duì)所述轉(zhuǎn)子3力矩的大 小，改變輸入所述勵(lì)磁繞組5的交流電的頻率，從而改變所述相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速，以保證相對(duì)于所述定子2旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速為某一定值。所以，本發(fā)明可以 實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)的功能。綜上所述，本發(fā)明可變速同步發(fā)電機(jī)是一種可控性很強(qiáng)的同步發(fā)電機(jī)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于風(fēng)能發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種可變速同步發(fā)電機(jī)，包括殼體(1)、前端蓋(11)、后端蓋(12)、定子(2)、轉(zhuǎn) 子(3)、軸承(4)，所述定子(2)設(shè)置在所述殼體(1)內(nèi)，所述定子(2)上設(shè)置有定子繞組 (6)，所述定子(2)、所述轉(zhuǎn)子(3)均由導(dǎo)磁材料制成，所述轉(zhuǎn)子(3)通過所述軸承(4)設(shè) 置在所述定子(2)內(nèi)，所述前端蓋(11)、所述后端蓋(12)分別設(shè)置在所述殼體(1)的前 端和后端上，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(3)上設(shè)置有勵(lì)磁繞組(5)，所述勵(lì)磁繞組(5)與外 圍的交流勵(lì)磁電源相連接，在所述轉(zhuǎn)子⑶的外圍產(chǎn)生相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子⑶旋轉(zhuǎn)的磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變速同步發(fā)電機(jī)，其特征在于相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子(3)旋轉(zhuǎn) 的磁場的轉(zhuǎn)速根據(jù)交流勵(lì)磁電源的改變而改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變速同步發(fā)電機(jī)，其特征在于所述勵(lì)磁繞組(5)在所述 轉(zhuǎn)子(3)中對(duì)稱設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)電機(jī)，旨在提供一種可變速的、可控性較強(qiáng)的可變速同步發(fā)電機(jī)。本發(fā)明包括殼體(1)、定子(2)、前端蓋(11)、后端蓋(12)、轉(zhuǎn)子(3)、軸承(4)，所述定子(2)設(shè)置在所述殼體(1)內(nèi)，所述定子(2)、所述轉(zhuǎn)子(3)均由導(dǎo)磁材料制成，所述轉(zhuǎn)子(3)通過所述軸承(4)設(shè)置在所述定子(2)內(nèi)，所述前端蓋(11)、所述后端蓋(12)分別設(shè)置在所述殼體(1)的前端和后端上，在所述轉(zhuǎn)子(3)上設(shè)置有勵(lì)磁繞組(5)，所述勵(lì)磁繞組(5)與外圍的交流勵(lì)磁電源相連接，在所述轉(zhuǎn)子(3)的外圍產(chǎn)生相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子(3)旋轉(zhuǎn)的磁場。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于風(fēng)能發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02K19/26GK102013777SQ20101055413
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者黃偉敏 申請(qǐng)人:黃偉敏