外转子永磁直驱风力发电机－直驱式风力发电机


外转子直驱式发电机
With External Rotor Direct-drive Generator
外转子电机的特点是定子固定在靠轴中间位置不动，转子在定子的外围旋转，也属径向气隙磁通结构，与内转子结构相比是转子与定子换了个位置，图1是外转子发电机平面图，定子在电机内部称为内定子，转子在电机外周，称为外转子。
图1—外转子发电机平面图
下面是外转子发电机平面动画

外转子发电机平面动画
图2是定子与转子的局部图，内定子铁芯外圆周均匀分布着许多槽，用来嵌装绕组；外转子内圆周贴有永磁体磁极，磁通方向如图所示。外转子旋转时，绕组切割磁力线感生电势。
图2--外转子发电机的磁路
直驱外转子永磁风力发电机
下面介绍直驱外转子永磁风力发电机组的组成与结构，通过一个永磁外转子发电机模型介绍其构造，图3左图是内定子铁心图，定子铁心由导磁良好的硅钢片叠成，定子铁心外周有许多槽，发电机的绕组就嵌装在槽内，绕组是按三相规律分布（图3右图）。一般大型直驱风力发电机外转子有30至40对磁极，定子槽数为180至240个左右。为了清晰显示内定子铁心的构造，本模型的线圈槽数比实际直驱发电机要少得多。。
图3--直驱发电机内定子铁心与绕组
定子铁心安装在定子支架上，定子支架一端有安装到机舱机座的法兰，另一端是外转子转轴，也是风力发电机的主轴，主轴要负担整个风轮与外转子的重量与风力，主轴与法兰盘要有很高的强度（图4）。
图4—直驱发电机内定子结构
图5是外转子结构剖视图，在两个方向展示其结构。外转子如同一个桶套在定子外侧，由导磁良好的铁质材料制成，在“桶”的内圆周固定有永久磁铁做成的磁极，“桶”就是转子的磁轭，这种结构的优点之一是磁极固定较容易，不会因为离心力而脱落，外转子磁轭固定在转子轴套上。
图5—直驱发电机外转子结构
把外转子安装在发电机主轴上，组成外转子发电机，图6从两个方向展示其结构。外转子轴套既固定外转子，还要安装整个风轮，承受很大的负荷，所以通过两个大轴承安装在发电机主轴上。
图6—直驱外转子发电机结构
直驱外转子永磁风力发电机组
风力发电机安装时，先把机舱吊装在塔架顶端，机舱内固定有机座，机座上有安装直驱发电机的法兰（图7）。
图7--机舱机座图
发电机吊装到机舱旁，把发电机机舱端法兰与机座法兰紧固连接在一起（图8）。
图8--安装直驱发电机
叶片安装在轮毂上，组成风轮，把风轮吊装到发电机旁，用高强度螺栓把风轮轮毂法兰与外转子连接轮毂法兰固定在一起，风轮与外转子就可同步旋转，也就是发电机与风轮直接连接同步旋转。在轮毂外部有导流罩，机舱还有电器柜，控制系统，电机散热系统，测风装置等。图9是外转子直驱式永磁风力发电机组模型的结构图。
图9--外转子永磁直驱式风力发电机
下面来看一个外转子永磁直驱式风力发电机的动画，可清楚看到外转子如何与风轮同步运转的。

外转子永磁直驱式风力发电机动画

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