内转子永磁直驱风力发电机
With Internal Rotor Direct-drive Generator

内转子永磁直驱风力发电机的结构采用普通发电机广泛采用的结构，采用多凸极结构，其气隙中的磁通方向与电机轴垂直（径向磁通）。与普通发电机相比只是要求在结构上更轻巧一些。图1是多极内转子结构的定子与转子局部图，显示了磁通的走向。

内转子发电机的磁路

图1--内转子发电机的磁路

下面通过一个内转子永磁直驱风力发电机模型来介绍其结构与组成，先介绍发电机部分。
由于大型风力发电机转速很慢，发电机磁极约40对或更多，为了清晰显示发电机的构造，电机模型的极数与线圈槽数比实际直驱发电机要少。

发电机定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，铁芯内圆周均匀分布着许多槽（图2左图）。定子绕组嵌放在定子槽内，组成三相绕组，每相绕组由多个线圈组成，按一定规律排列，见图2右图。

定子铁心与绕组

图2--定子铁心与绕组
把定子（含绕组）安装在电机定子机座内，机座上有发电机与风轮的主轴，还有固定发电机的法兰，图3是从两个方向看的视图。

装入机座的定子

图3—装入机座的定子
转子是多极结构，在转子磁轭外圆周安装有多个永磁体磁极，形成多凸极转子，相邻永磁体外表面极性相反，磁通方向如图1所示。转子磁轭通过转子支架固定在转子支撑轴上，图4是从两个方向看的转子视图。

永磁体凸极转子

图4--永磁体凸极转子

在定子机座的主轴上安装轴承，将转子安装在轴承上，转子与定子之间有很小的气隙，可自由旋转，见图5剖视图。转子旋转时，定子绕组切割磁力线感生电势。

直驱发电机剖视图

图5—直驱发电机剖视图

下面介绍内转子直驱式风力发电机组的基本组成。直驱风力发电机安装的主要过程为安装塔架、吊装机舱、吊装发电机、吊装风轮。

在塔架顶端安装好机舱，在机舱里有支撑整个机组的机座，机座下部底盘装有偏航电机，在机座上部有固定发电机定子的法兰盘，见图6。

机舱内主要还有控制柜，散热系统等设备，机舱顶部有测风装置。

机舱内的机座与设备

图6--机舱内的机座与设备

把内转子永磁发电机吊到机舱旁，用高强度螺栓把发电机法兰盘与机舱机座法兰盘紧固在一起。发电机即安装好了， 见图7。

直驱风力发电机与机舱

图7—直驱风力发电机与机舱
在轮毂外安装导流罩，把3个叶片依次安装到轮毂上，组装好风轮，见图8。

直驱风力发电机的风轮

图8—直驱风力发电机的风轮
吊装风轮到直驱发电机旁，用高强度螺栓把发电机连接轮毂法兰盘与风轮轮毂上的法兰盘紧固在一起，吊装就完成了，见图9。在机舱内把所有信号电缆，控制电缆、管道连接好，把电力电缆与发电机连接好，风力发电机安装就结束了。经调试就可运行了。

内转子直驱式永磁风力发电机组剖视图

图9--内转子直驱式永磁风力发电机组剖视图
下面通过动画让这个内转子直驱式永磁风力发电机转起来。
内转子直驱式永磁风力发电机组动画
 
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