專利名稱：風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)。
背景技術(shù)：
在能源消耗日益增長(zhǎng)瀕臨枯竭，環(huán)境污染日漸嚴(yán)重的今天，作為可再生綠色能源的風(fēng)電成為世界各國(guó)普遍重視的能源，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也成為各國(guó)學(xué)者競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。目前商用大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它由風(fēng)輪、增速齒輪箱、發(fā)電機(jī)、偏航裝置、控制系統(tǒng)、塔架等部件組成。其中控制系統(tǒng)包括控制槳距變化的變槳系統(tǒng)。 變槳距調(diào)節(jié)能夠按最佳參數(shù)運(yùn)行，額定風(fēng)速以下具有較高的風(fēng)電利用系數(shù)，功率曲線飽滿， 額定風(fēng)速以上功率輸出穩(wěn)定，不會(huì)造成發(fā)電機(jī)超負(fù)荷，較定距矢速式，整機(jī)受力狀況得到改善，而且年發(fā)電量大，因此逐步替代定槳距調(diào)節(jié)。全球風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造將出現(xiàn)新的發(fā)展趨勢(shì)風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量持續(xù)增大；變槳距功率可調(diào)節(jié)型機(jī)組發(fā)展迅速；變速恒頻技術(shù)得到快速推廣；無(wú)齒輪箱風(fēng)電機(jī)組的市場(chǎng)份額迅速擴(kuò)大；全功率變流技術(shù)興起。就風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而言，風(fēng)電的利用率取決于尖速比，即葉片尖的轉(zhuǎn)速與風(fēng)速的比值。因此，提高風(fēng)電利用率的關(guān)鍵是變槳系統(tǒng)。直流調(diào)槳系統(tǒng)和交流調(diào)槳系統(tǒng)是目前最多的變槳系統(tǒng)，由于后者具有高故障率，操作需要交流變換器，雷擊的時(shí)候有可能停止變槳，調(diào)槳?jiǎng)x車系統(tǒng)穩(wěn)定性不高等缺點(diǎn)，使得直流調(diào)槳系統(tǒng)逐步替代交流調(diào)槳系統(tǒng)。但是，國(guó)內(nèi)直流變槳系統(tǒng)的伺服電機(jī)多為外國(guó)進(jìn)口的串勵(lì)式伺服電機(jī)，這種電機(jī)附屬機(jī)構(gòu)多(此電機(jī)要正常運(yùn)行需要有勵(lì)磁機(jī)、加熱器等附屬機(jī)構(gòu))，耗能大，效率低。因此，結(jié)合風(fēng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)，輕型化、高性能化、高效節(jié)能的變槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)專用稀土永磁直流伺服電機(jī)是目前研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，具體技術(shù)方案如下—種風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，包括殼體，以及殼體內(nèi)設(shè)置的直流電機(jī)本體2、測(cè)速電機(jī)本體3和編碼器4 ；所述直流伺服電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子8、測(cè)速電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子和編碼器4的轉(zhuǎn)軸共軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子8，由鐵芯以及鐵芯上的繞組構(gòu)成，所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子8的長(zhǎng)徑比是2. 7 4. 7，優(yōu)選3. 743 ；所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子8采用多槽斜槽結(jié)構(gòu)；所述直流電機(jī)本體2的繞組連接方式是單波繞組方式；
所述直流電機(jī)本體2的氣隙是2mm。 所述直流電機(jī)本體的定子7，其由鋼機(jī)殼和磁鋼疊加構(gòu)成；所述磁鋼制成平行圓弧式。
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本發(fā)明還包括溫度傳感器10和風(fēng)機(jī)5 ；風(fēng)機(jī)5的出風(fēng)口設(shè)在直流電機(jī)本體的制動(dòng)器9和換向器6所在位置；溫度傳感器10檢測(cè)換向器6電刷的溫度，并輸出溫度信號(hào)給風(fēng)機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1.電樞設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)形，選擇較大的長(zhǎng)徑比，從而減小了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。2.直流電機(jī)本體磁鋼采用耐180°C高溫的稀土永磁釹鐵硼38UH，在磁負(fù)荷較高的前提下，將電負(fù)荷也選取的較大，以充分發(fā)揮稀土永磁體性能優(yōu)異的長(zhǎng)處，改善了動(dòng)態(tài)性能。3.采用徑向磁化方式，磁鋼制成平行圓弧式，造成不均勻氣隙，改善了換向效果；4.采用多槽斜槽結(jié)構(gòu)，增加元件數(shù)和換向片數(shù)，電樞繞組采用單波繞組，繞組系數(shù)接近1，加大電機(jī)的氣隙，使其達(dá)到2mm，以降低氣隙磁阻不均勻度，減小由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；5.測(cè)速電機(jī)本體磁鋼采用2:17釤鈷；6.直流電機(jī)本體和測(cè)速電機(jī)本體的換向器均采用銀鎳銅材料；7.軸承使用8325D高低溫潤(rùn)滑油脂；8.機(jī)組外面采用新型氯磺化聚乙烯涂料面漆進(jìn)行涂覆，并保證機(jī)組其他材料絕緣等級(jí)為F級(jí)。本發(fā)明的達(dá)到的效果如下a)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2^00N. m. s2xl0_6，機(jī)電時(shí)間常數(shù)小于15ms ；保證系統(tǒng)調(diào)速范圍 1 10000 ；b)負(fù)載始動(dòng)電壓彡0. 5V ；c)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)<6%;d)機(jī)組不帶附加裝置情況下，能在_45°C +65°C環(huán)境下正常工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，國(guó)內(nèi)外利用的直流變槳系統(tǒng)的伺服電機(jī)是直流串勵(lì)式電機(jī)，此電機(jī)要正常運(yùn)行需要有勵(lì)磁機(jī)、加熱器等附屬機(jī)構(gòu)；而本發(fā)明無(wú)上述附屬機(jī)構(gòu)，體積小、效率高、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、始動(dòng)負(fù)載電壓低、工作溫度范圍廣、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例中磁鋼的徑向截面示意圖。圖3是轉(zhuǎn)子鐵心的多槽斜槽結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明一種風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，包括殼體，以及殼體內(nèi)設(shè)置的直流電機(jī)本體2、測(cè)速電機(jī)本體3和編碼器4，其特征是，所述直流伺服電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子7、測(cè)速電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子和編碼器4的轉(zhuǎn)軸共軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子8，由鐵芯以及鐵芯上的繞組構(gòu)成，所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子8的長(zhǎng)徑比是2. 7 4. 7，本例優(yōu)選3. 743 ；
所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子8采用多槽斜槽結(jié)構(gòu)，如圖3所示；所述直流電機(jī)本體2的繞組連接方式是單波繞組方式；所述直流電機(jī)本體2的氣隙是2mm。所述直流電機(jī)本體的定子7，其由鋼機(jī)殼和磁鋼疊加構(gòu)成；所述磁鋼制成平行圓弧式，如圖2所示。本發(fā)明還包括溫度傳感器10和風(fēng)機(jī)5 ；風(fēng)機(jī)5的出風(fēng)口設(shè)在直流電機(jī)本體的制動(dòng)器9和換向器6所在位置；溫度傳感器10檢測(cè)換向器6電刷的溫度，并輸出溫度信號(hào)給風(fēng)機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置。本例的電機(jī)，可達(dá)到主要技術(shù)指標(biāo)1.額定功率4. IKff ；2.額定轉(zhuǎn)速2410rpm ；3.額定轉(zhuǎn)矩17N. m ；4.額定電壓250V ； 5.額定電流18. 3A;6.效率90% ；7.轉(zhuǎn)速控制精度0.09% ；8.負(fù)載始動(dòng)電壓彡0. 5V。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，包括殼體，以及殼體內(nèi)設(shè)置的直流電機(jī)本體( 、測(cè)速電機(jī)本體C3)和編碼器，其特征是，所述直流伺服電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子(8)、測(cè)速電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子和編碼器的轉(zhuǎn)軸共軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子(8)由鐵芯以及鐵芯上的繞組構(gòu)成，所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子(8)的長(zhǎng)徑比是2. 7 4. 7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，其特征是還包括溫度傳感器(10)和風(fēng)機(jī)(5)；風(fēng)機(jī)(5)的出風(fēng)口設(shè)在直流電機(jī)本體的制動(dòng)器(9)和換向器(6) 所在位置；溫度傳感器(10)檢測(cè)換向器(6)電刷的溫度，并輸出溫度信號(hào)給風(fēng)機(jī)(5)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，其特征是所述直流電機(jī)本體的定子(7)是由鋼機(jī)殼和磁鋼疊加構(gòu)成；所述磁鋼制成平行圓弧式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，其特征是所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子(8)采用多槽斜槽結(jié)構(gòu)；所述直流電機(jī)本體O)的繞組連接方式是單波繞組方式；所述直流電機(jī)本體⑵的氣隙是2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，其特征是所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子(8)的長(zhǎng)徑比優(yōu)選3. 743。
全文摘要
一種風(fēng)電變槳專用稀土永磁直流伺服電機(jī)，包括殼體，以及殼體內(nèi)設(shè)置的直流電機(jī)本體(2)、測(cè)速電機(jī)本體(3)和編碼器(4)；所述直流伺服電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子(8)、測(cè)速電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子和編碼器(4)的轉(zhuǎn)軸共軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子(8)由鐵芯以及鐵芯上的繞組構(gòu)成，所述直流電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子(8)的長(zhǎng)徑比是2.7～4.7。與現(xiàn)有技術(shù)相比，國(guó)內(nèi)外利用的直流變槳系統(tǒng)的伺服電機(jī)是直流串勵(lì)式電機(jī)，此電機(jī)要正常運(yùn)行需要有勵(lì)磁機(jī)、加熱器等附屬機(jī)構(gòu)；而本發(fā)明無(wú)上述附屬機(jī)構(gòu)，體積小、效率高、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、始動(dòng)負(fù)載電壓低、工作溫度范圍廣、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。
文檔編號(hào)H02K1/17GK102447351SQ20101050115
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者吳川云, 童小春, 趙坤仁, 黃海琴 申請(qǐng)人:溧陽(yáng)市宏達(dá)電機(jī)有限公司