CN101557150A - 无铁芯永磁同步直驱风力发电机 - Google Patents

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赵朝会
徐余法
丁叶文
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Abstract

本发明提供一种无铁芯永磁同步直驱风力发电机，包括定子和永磁转子，该永磁转子面对定子，其间具有气隙，所述定子无铁心，定子绕组采用分布式绕组或集中式绕组，定子绕组用非导磁材料固定。本发明无铁心永磁同步直驱风力发电机，通过采用无铁心定子结构，消除了定、转子之间巨大的电磁吸力，降低了电机的体积重量，提高了电机的功率密度，同时，也消除了齿槽转矩和铁芯损耗，提高了电机的效率；本发明无铁心永磁同步直驱风力发电机使得安装相对容易，整个风机系统的成本下降。随着风力发电研究的不断深入，该电机是大功率永磁直驱电机的一个理想机型。

Description

无铁芯永磁同步直驱风力发电机
技术领域
本发明涉及一种交流同步电机，特别是涉及一种永磁同步电机。
背景技术
直驱风力发电机系统由于没有齿轮箱，增加了系统的可靠性，降低了系统的损耗，减少了系统的维护费用，因此得到了越来越广泛的应用。现有技术方案中，一般使用于风力发电的发电机是有铁心的永磁直驱风力发电机，该种电机虽然结构简单，工作可靠，但定转子之间巨大的电磁吸力使得电机结构重量大，安装困难，并且该种电机存在齿槽转矩和一定的铁心损耗，这些不足限制了它在风力发电方面的推广应用。
因此，解决电机效率与电机结构之间的矛盾，设计出不增加电机结构复杂度、装配简单，同时又能提高效率的电机，成为本领域技术人员想要解决的问题。
发明内容
本发明的初衷在于克服现有技术的不足，提供一种能够增大气隙磁密、提高电机效率、取消定转子之间的电磁吸力、取消齿槽转矩和铁心损耗并且结构简化的切向永磁电机。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种无铁芯永磁同步直驱风力发电机，包括定子和永磁转子，该永磁转子面对定子，其间具有气隙，所述定子无铁心，定子绕组采用分布绕组，也可以采用集中绕组，定子绕组用非导磁材料固定。
所述非导磁材料是玻璃纤维。
所述无铁芯永磁同步直驱风力发电机是低速多极数的电机。
所述无铁芯永磁同步直驱风力发电机可以是3相发电机，也可以是多相发电机。
所述无铁芯永磁同步直驱风力发电机可以是直流发电机，也可以是交流发电机。
所述定子和转子都用轮辐支撑，该轮辐由钢材料制成。
本发明无铁心永磁同步直驱风力发电机，通过采用无铁心定子结构，消除了定、转子之间巨大的电磁吸力，降低了电机的体积重量，提高了电机的功率密度，同时，也消除了齿槽转矩和铁芯损耗，提高了电机的效率；本发明无铁心永磁同步直驱风力发电机使得安装相对容易，整个风机系统的成本下降。随着风力发电研究的不断深入，该电机是大功率永磁直驱电机的一个理想机型。
附图说明
附图1是本发明的无铁心永磁同步直驱风力发电机的结构示意图；
附图2是本发明的无铁心永磁同步直驱风力发电机的转子和定子的结构示意图；
图中，1、定子，11、钢，12、塑料，13、定子绕组，14、玻璃纤维；
2、永磁转子，21、永磁体。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的一种具体实施方式。
参见附图1。本发明的无铁心永磁同步直驱风力发电机包括定子1和永磁转子2，该永磁转子2面对定子1，其间具有气隙3，所述定子1和转子2都用轮辐4支撑，该轮辐4由钢材料制成。
参见附图2，该图显示图1中A部分的放大示意图，即本发明的无铁心永磁同步直驱风力发电机的转子和定子的结构示意图。图中标号21表示N、S极交错排列的永磁体，11表示钢、12表示塑料，13表示定子绕组，而14表示用来固定该定子绕组13的玻璃纤维。本领域技术人员可以知道，用来固定该电子绕组13的材料并不限于该玻璃纤维，也可用其他非导磁材料。所述定子绕组采用分布式绕组。所述转子结构与普通的径向磁钢永磁同步电机的相同。
在本实施例中，本发明的无铁心永磁同步直驱风力发电机采用的是内转子的机构，即让N、S极交错排列的永磁体21转动；在实际中，比如在需要发电机提供大功率的情况下，也可让定子绕组13转动；即本发明的无铁心永磁同步直驱风力发电机可以是外转子结构，也可以是内转子结构。定子绕组可以采用分布式绕组，也可以采用集中式绕组。此外，本发明的无铁芯永磁同步直驱风力发电机可以是3相发电机，也可以是多相发电机，可以是直流发电机，也可以是交流发电机。所述无铁芯永磁同步直驱风力发电机是低速多极数的电机。
工作时，由于本发明的无铁心永磁同步直驱风力发电机的定子无铁芯，因此消除了定转子之间巨大的电磁吸力，也消除了永磁电机的铁心损耗，提高了电机效率；同时，无铁心无槽结构，也消除了传统永磁电机的齿槽转矩，由于不受槽满率的限制，因此可以通过适当增加线经的方法来降低铜耗，提高效率。
本发明无铁心永磁同步直驱风力发电机，通过采用无铁心定子结构，消除了定、转子之间巨大的电磁吸力，降低了电机的体积重量，提高了电机的功率密度，同时，也消除了齿槽转矩和铁芯损耗，提高了电机的效率；本发明无铁心永磁同步直驱风力发电机使得安装相对容易，整个风机系统的成本下降。随着风力发电研究的不断深入，该电机是大功率永磁直驱电机的一个理想机型。

Claims (7)

1.一种无铁芯永磁同步直驱风力发电机，包括定子和永磁转子，该永磁转子面对定子，其间具有气隙，其特征在于：所述定子无铁心，定子绕组采用集中绕组，定子绕组用非导磁材料固定。
2.根据权利要求1所述的无铁芯永磁同步直驱风力发电机，其特征在于：所述非导磁材料是玻璃纤维。
3.根据权利要求1或2所述的无铁芯永磁同步直驱风力发电机，其特征在于：所述无铁芯永磁同步直驱风力发电机是外转子结构。
4.根据权利要求1或2所述的无铁芯永磁同步直驱风力发电机，其特征在于：所述无铁芯永磁同步直驱风力发电机是内转子结构。
5.根据权利要求1或2所述的无铁芯永磁同步直驱风力发电机，其特征在于：所述无铁芯永磁同步直驱风力发电机是低速多极数的电机。
6.根据权利要求1或2所述的无铁芯永磁同步直驱风力发电机，其特征在于：所述定子和转子都用轮辐支撑。
7.根据权利要求8所述的无铁芯永磁同步直驱风力发电机，其特征在于：所述轮辐采用钢材料制成。
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