[发明专利]一种风力发电用的永磁同步发电机转子

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电用的永磁同步发电机转子。

背景技术

近年来，随着风力发电系统的快速发展，其在电力能源中所占的比重日益增加。风力发电机组对并网的可靠性、重量、经济效益要求严格，可靠性高、重量轻、单位体积出力大是风力发电领域对各类发电机的基本要求。稀土永磁体具有的高矫顽力特别是高内禀矫顽力和高磁能积可以使稀土永磁同步发电机在相同条件下具有更高的可靠性和轻重量，适用于新的电网规则中对风电机组的技术需求，国内在这一领域研究和应用起步较晚，研制任务紧、技术难度大，国外对我国实行技术封锁。

现有的电机转子为中空结构的设计方法，提出一种永磁无刷直流电机转子，转子铁芯通过多层矽钢片叠压而成，矽钢冲片上分布有多个铸铝孔，矽钢冲片通过铸铝孔内铸铝连接而成，其电机的转子结构无法满足实现风力发电系统风电机组的高可靠性大功率永磁同步发电机。

根据风力发电系统风电机组的设计指标进行发电机的结构设计，为了适应未来新的电网规则中对风电机组在电网故障时具备穿越能力的要求，并能够在故障清除后平稳恢复正常运行状态，除了满足要求的设计指标外，发电机的可靠性越高，重量越轻越好，因此可靠性减重设计非常关键。

近年来，稀土永磁同步发电机及其控制技术成功地扩展到风力发电系统的各个领域。电网风力发电系统对机组的可靠性、重量要求严格，可靠性高、重量轻、单位体积出力大是电力发电系统领域对各类发电机的基本要求。稀土永磁体具有的高矫顽力特别是高内禀矫顽力和高磁能积可以使稀土永磁同步发电机在相同条件下具有更高的可靠性和轻重量，适用于风力发电领域高功率密度发电机的技术需求，国内在这一领域研究和应用起步较晚，研制任务紧、技术难度大。

因此，迫切需要一种新型的发电机来解决上述问题的存在。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种风力发电用的永磁同步发电机转子满足风力发电领域发电机重量轻、控制灵活、结构简单、抗振动能力强以及高效高可靠性的技术要求。

一种风力发电用的永磁同步发电机转子，所述永磁同步发电机转子包括永磁体磁钢、转子铁芯和转轴，还包括第一孔槽和空气槽；所述永磁体磁钢、转子铁芯和转轴以同一个圆周中心线由外到内依次紧贴分布，

所述转轴为实心轴，在所述转轴与所述转子铁芯相衔接的圆周上采用热过盈配合，且位于所述转子铁芯一侧圆周上设置有多个半圆形所述空气槽；在转子轭部外径与内径中心圆周上均匀设有多个圆形的所述第一孔槽，所述第一孔槽的数目与永磁体磁钢数目相等，且所述第一孔槽的圆心位于每片磁钢的中心轴线上。

优选地，在均匀排布的多个所述第一孔槽之间设置有圆形的第二孔槽，所述第二孔槽的圆心与所述第一孔槽的圆心位于同一个圆周上。

优选地，在所述第一孔槽的上方、位于所述永磁体磁钢的正下方的圆孔往外还设有凹槽。

优选地，所述第一孔槽内径为转子轭部厚度的0.4~0.7倍。

优选地，所述第二孔槽内径为第一孔槽内径的0.4~0.6倍。

优选地，所述第一孔槽与第二孔槽相邻两个孔槽之间圆心角间隔30°。

优选地，所述空气槽的半径大小为转子轭部厚度的0.2~0.3倍。。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的一种风力发电用的永磁同步发电机转子，克服了传统的风力发电机的缺点，永磁直躯型风电机组在结构上省去了传动齿轮箱，且通过电压源换流器高压直流输电与电网连接，解决了风电机组在电网故障期间失稳、转速受限制、可靠性差等问题；与风力发电系统的双馈机组相比，具有可靠性高、重量轻、功率密度高的特点。满足风力发电领域发电机重量轻、控制灵活、结构简单、抗振动能力强以及高效高可靠性的技术要求。