CN102377305B - 发电机和风力发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供发电机和风力发电系统。该发电机构成为，每极每相槽数q是满足1＜q≤3/2的分数，所述每极每相槽数q是用槽的数量除以永久磁铁的极数和电压的相数而得的值。

Description

发电机和风力发电系统
技术领域
本发明涉及发电机和风力发电系统，尤其涉及具有线圈以及卷绕线圈的槽的发电机和风力发电系统。
背景技术
以往，例如在日本特开平7-143697号公报中公开了具有线圈和卷绕线圈的槽的发电机。
在上述日本特开平7-143697号公报中，公开了具有线圈和卷绕线圈的槽的三相电枢线圈(发电机)。在该三相电枢线圈中，设置有四极磁铁和48个槽。由此，每极每相槽数q(＝槽数/(相数×极数))为4(＝48/(3×4)(整数))。在这里，每极每相槽数q是表示一极一相的槽数的参数，表示为了制作一个极而需要的槽数。
另一方面，众所周知，在低速的发电机中，为了增大感应出的电压的频率，需要增加极数。在将上述现有的每极每相槽数q为整数的结构应用于这样的低速发电机的情况下，存在有这样的问题：在增加极数时，如果将每极每相槽数q维持为相同的值，则槽数也要相应地增加，因此，形成槽的冲压工序数会增加。于是，在现有技术中，为了抑制这样的问题，提出了每极每相槽数q被设为分数的发电机。这样，通过将每极每相槽数q设为分数，由此，即使将每极每相槽数q维持为相同的值而增加极数，与每极每相槽数q为整数的情况相比，也能够抑制槽数增加。
然而，即使在应用了分数的每极每相槽数q的情况下，仍具有这样的问题：如果每极每相槽数q变小，则槽数变小，感应电压的失真(相对于正弦波的失真)变大。另一方面，如果每极每相槽数q变大，则槽数变大，每一个槽的截面积变小，因此，设置在槽内的绝缘膜的比例变大。所以，可插入槽内的线圈的截面积变小，因此，具有铜耗(因线圈的电阻而损失的能量)相应地变大的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的目的之一在于：提供能够减小感应电压的波形的失真并且能够抑制线圈的铜耗变大的发电机和风力发电系统。
为了达到上述目的，本申请的发明人精心地进行了研究，结果发现：只要将每极每相槽数q设定在1＜q≤3/2的范围内，即可达到上述目的。即，本发明的第一方面的发电机具有：设置有永久磁铁的转子铁芯；定子铁芯，其被配置成在半径方向上与转子铁芯相对，并且设置有多个槽；卷绕在定子铁芯的槽中的线圈，其中，每极每相槽数q是满足1＜q≤3/2的分数，每极每相槽数q是用槽的数量除以永久磁铁的极数和电压的相数而得的值。
即，本申请的发明人发现：在每极每相槽数q小于1(q＜1)的情况下，槽数变小，所以感应电压波形相对于正弦波的失真变大。另外，在每极每相槽数q大于3/2(q＞3/2)的情况下，槽数变大，所以感应电压波形相对于正弦波的失真变小，另一方面，槽数变大将导致每一个槽的截面积变小。因此，设置在槽内的绝缘膜的比例变大，所以可插入线圈的面积相应地减小。其结果是发现了以下情况：在每极每相槽数q大于3/2的情况下，铜耗变大。另外，还发现：为了将卷绕线圈的槽的间距形成为与铜耗较小的、每极每相槽数q为1时(4间距)相同的程度、并且将失真减小到比每极每相槽数q为3时的波形的失真小，每极每相槽数q需要是满足1＜q≤3/2的分数。根据这些发现，本申请的发明人得到了要将每极每相槽数q构成为满足1＜q≤3/2的分数的发现。由此，能够抑制感应电压波形相对于正弦波的失真变大，并且能够抑制铜耗变大。并且，通过后面叙述的由本申请的发明人进行的仿真，已经确认到如下情况：通过将每极每相槽数q构成为满足1＜q≤3/2的分数，能够抑制感应电压波形相对于正弦波的失真变大，并且能够抑制铜耗变大。
本发明的第二方面的风力发电系统具有发电机和与发电机的旋转轴连接的叶片，发电机包括：设置有永久磁铁的转子铁芯；定子铁芯，其被配置成在半径方向上与转子铁芯相对，并且设置有多个槽；以及卷绕在定子铁芯的槽中的线圈，其中，每极每相槽数q是满足1＜q≤3/2的分数，每极每相槽数q是用槽的数量除以永久磁铁的极数和电压的相数而得的值。
在该第二方面的风力发电系统中，能够得到如下风力发电系统：通过如上所述地将每极每相槽数q构成为满足1＜q≤3/2的分数，能够抑制感应电压波形相对于正弦波的失真变大，并且能够抑制铜耗变大。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的风力发电系统的整体结构的图。
图2是本发明的一个实施方式的风力发电系统的发电机的平面图。
图3是本发明的一个实施方式的发电机的定子铁芯的放大图。
图4是本发明的一个实施方式的发电机的永久磁铁的放大图。
图5是示出本发明的一个实施方式的发电机的线圈在槽中的配置的图。
图6是示出针对本发明的一个实施方式的发电机的相对于每极每相槽数q的波形失真率进行的仿真的结果的图。
图7是示出针对本发明的一个实施方式的发电机的相对于每极每相槽数q的铜耗比例进行的仿真的结果的图。
图8是示出本发明的一个实施方式的变形例的风力发电系统的整体结构的图。
具体实施方式
下面，根据附图来说明本发明的实施方式。
首先，参照图1至图4，对本实施方式的风力发电系统100的结构进行说明。
如图1所示，风力发电系统100由发电机1、用于收纳发电机1的机舱2、转子毂3、叶片4以及塔架5构成。发电机1被收纳于机舱2中。另外，转子毂3被安装于发电机1的旋转轴11上。另外，在转子毂3上安装有多个叶片4。另外，机舱2被安装于塔架(支撑柱)5上。
如图2所示，发电机1由旋转轴11、旋转轴肋(rib)12、转子铁芯13、永久磁铁14、定子铁芯15和线圈16构成。旋转轴11通过旋转轴肋12安装于转子铁芯13上。转子铁芯13例如是由电磁钢板层叠而形成的。另外，转子铁芯13例如也可以是将铁等强磁性体部件弯曲成圆形而成的部件，还可以是圆筒形的强磁性体部件。另外，圆筒形的强磁性体部件也可以由铸件等构成。
转子铁芯13的外周部安装有多个永久磁铁14。在图2中，14个永久磁铁14被安装在转子铁芯13的外周部。另外，发电机1的转速、感应出的电压的频率以及极数之间的关系通过下式(1)来表示。
转速＝120×f/p      ...(1)
其中，f表示频率，p表示极数。一般而言，在大型的风力发电系统中，转速比较小，例如每分钟20转左右。在这种转速较小的风力发电系统中，在要产生频率f为50Hz～60Hz左右的电压的情况下，需要增大极数p。即，在大型的风力发电系统中，需要像本实施方式这样，具有较多的永久磁铁14。
另外，定子铁芯15被配置成在转子铁芯13的半径方向上与其相对。在定子铁芯15上，在定子铁芯15的内侧形成有多个槽17。在图2中，在定子铁芯15上形成有48个槽17。
另外，定子铁芯15被分割为6个铁芯15a～15f。并且，定子铁芯15的分割数量大多采用感应出的电压的相数(三相)的倍数。即，分割数量可考虑3、6、9...，另一方面，为了抑制轴电压的产生，在本实施方式中，将分割数量设为6。其中，轴电压是指因不均匀的磁通而在旋转轴上产生的电压，所述不均匀的磁通是由分割后的铁芯的接缝间隙引起的。另外，在设成对极数(配置于转子铁芯13上的永久磁铁14在对角线上构成对的数量)为p1、分割后的定子铁芯15的数量为q1的情况下，当对分数q1/p1进行了约分后的q2/p2的分子q2为偶数时，不会产生轴电压。在本实施方式中，配置在转子铁芯13上的永久磁铁14的成对极数p1为7(＝14极/2)，分割后的定子铁芯15的数量q1为6个。因此，分数q1/p1为6/7。另外，因为6/7无法除尽，所以本实施方式的分子q2为6，是偶数。其结果，在本实施方式中，将永久磁铁14的数量设为14个，并且将定子铁芯15的分割数量设为6个，由此，能够抑制轴电压的产生。另外，在本实施方式中，槽17的数量(48个)构成为是分割出的铁芯15a～15f的数量(6个)的整数倍(8倍)。
另外，在6个铁芯15a～15f上，分别设有8个槽17。具体而言，在铁芯15a上设置有槽编号为#4～#11的槽17。在铁芯15b上设有槽编号为#12～#19的槽17。在铁芯15c上设有槽编号为#20～#27的槽17。在铁芯15d上设有槽编号为#28～#35的槽17。在铁芯15e上设有槽编号为#36～#43的槽17。在铁芯15f上设有槽编号为#44～#3的槽17。
在槽17上卷绕有线圈16。这里，在本实施方式中，线圈16包括U相、V相和W相这三种线圈。另外，在图2中，“U”和“U*”表示U相的线圈16。另外，对于“U”与“U*”彼此而言，流过线圈16的电流的方向相反。同样，“V”和“V*”表示流过的电流的方向彼此相反的V相的线圈16。另外，“W”和“W*”表示流过的电流的方向彼此相反的W相的线圈16。并且，线圈16是在一个槽17内配置两个线圈16的双重卷绕。例如，在槽编号为#2的槽17中配置有U相的线圈16和W相的线圈16。
如图3所示，在槽17的内侧面与线圈16之间形成有绝缘膜18。由此，通过绝缘膜18来抑制槽17与线圈16发生短路。另外，通过绝缘膜18来抑制卷绕在同一个槽17内的两个不同的线圈16之间发生短路。并且，绝缘膜18的厚度t取决于感应出的电压的大小等。因此，即使减小槽17的截面积，绝缘膜18的厚度t也不会变化，所以在减小槽17的截面积的情况下，设置在槽17内的绝缘膜18相对于槽17的截面积的比例变大。
另外，如图4所示，设置在转子铁芯13的外周部上的永久磁铁14具有大致梯形形状的截面。而且，在本实施方式中，永久磁铁14的与定子铁芯15相对的面14a构成为是大致平坦的。
一般而言，在发电机中，在感应出的电压中包含有高次谐波成分。所谓高次谐波成分，是指相对于基波频率具有基波频率的整数倍的频率的电压成分。高次谐波成分的峰值通过下式(2)来表示。
高次谐波成分的峰值＝1/n×(cos(ε×n))  ...(2)
这里，n表示高次谐波成分的次数，ε表示设置于发电机中的相邻的永久磁铁之间的间隔。另外，众所周知，不会出现相当于偶数次数的高次谐波成分。并且，众所周知，在三相交流电压中，不会出现相当于3的倍数的次数的高次谐波成分。因此，出现的高次谐波成分的次数为5次、7次、11次、...。而且，如上式(2)所示，高次谐波成分是要除以次数n的，因此，次数越高，对感应电压的波形的影响就越小。考虑这一点，在本实施方式中，将永久磁铁14的定子铁芯15侧的宽度W1设定为相邻的永久磁铁14之间不产生间隙时的永久磁铁14的宽度W2的4/5以上6/7以下，以除去对感应电压的波形的影响大的、次数较小的5次和7次的高次谐波成分。另外，优选的是，在主要除去5次的高次谐波成分的情况下，将永久磁铁14的宽度W1设定为4/5以上6/7以下的范围中接近于4/5的值，在主要除去7次的高次谐波成分的情况下，将永久磁铁14的宽度W1设定为4/5以上6/7以下的范围中接近于6/7的值。另外，如果将永久磁铁14的宽度W1设定为4/5以上6/7以下的中间值(例如W1＝29/35)，则能够均等地除去5次和7次的高次谐波。
下面，参照图5，对本实施方式的线圈16在槽17中的配置进行说明。
如图5所示，U相的线圈16卷绕在槽编号#1(U*)的槽17和槽编号#4(U)的槽17上。即，卷绕线圈16的槽17的间距(从槽编号#1到槽编号#4)为4。同样，U相的线圈16还卷绕在槽编号#2(U*)和槽编号#5(U)、槽编号#5(U)和槽编号#8(U*)、槽编号#8(U*)和槽编号#11(U)、槽编号#12(U)和槽编号#15(U*)、槽编号#15(U*)和槽编号#18(U)、槽编号#19(U)和槽编号#22(U*)、槽编号#22(U*)和槽编号#25(U)的槽17上。另外，从槽编号#25到槽编号#1的槽17中的线圈16的配置与从槽编号#1到槽编号#25的线圈16的配置相同。
另外，V相的线圈16卷绕在槽编号#48(V)的槽17和槽编号#3(V*)的槽17上。即，卷绕线圈16的槽17的间距(从槽编号#48到槽编号#3)为4。同样，V相的线圈16还卷绕在槽编号#4(V*)和槽编号#7(V)、槽编号#7(V)和槽编号#10(V*)、槽编号#11(V*)和槽编号#14(V)、槽编号#14(V)和槽编号#17(V*)、槽编号#17(V*)和槽编号#20(V)、槽编号#18(V*)和槽编号#21(V)、槽编号#21(V)和槽编号#24(V*)的槽17上。另外，从槽编号#24到槽编号#48的槽17中的线圈16的配置与从槽编号#48到槽编号#24的线圈16的配置相同。
另外，W相的线圈16卷绕在槽编号#47(W*)的槽17和槽编号#2(W)的槽17上。即，卷绕线圈16的槽17的间距(从槽编号#47到槽编号#2)为4。同样，W相的线圈16还卷绕在槽编号#3(W)和槽编号#6(W*)、槽编号#6(W*)和槽编号#9(W)、槽编号#9(W)和槽编号#12(W*)、槽编号#10(W)和槽编号#13(W*)、槽编号#13(W*)和槽编号#16(W)、槽编号#16(W)和槽编号#19(W*)、槽编号#20(W*)和槽编号#23(W)的槽17上。另外，从槽编号#24到槽编号#47的槽17中的线圈16的配置与从槽编号#47到槽编号#23的线圈16的配置相同。如上所述，在本实施方式中，线圈16构成这样的分布卷绕方式：包括U相、V相和W相的各16个线圈16，合计48个线圈分布地卷绕在48个槽17中。
下面，对槽数、极数和相数之间的关系进行说明。表示槽数、极数和相数之间的关系的每极每相槽数q通过下式(3)来表示。
q＝槽数/(极数×相数)   ...(3)
这里，在本实施方式中，在图2所示的发电机1中，槽数为48个，极数为14个，相数为U相、V相和W相这三相，所以每极每相槽数q为8/7(＝48/(14×3))。这样，在本实施方式的发电机1中，每极每相槽数q构成为分数。
下面，对本申请的发明人精心研究而发现的每极每相槽数q的范围进行详细的说明。首先，说明每极每相槽数q的下限值。图6示出了对每极每相槽数q与波形失真率之间的关系进行的仿真的结果。另外，波形失真率表示相对于正弦波的波形失真的程度。
如图6所示，在该仿真中确认到：随着每极每相槽数q变大，波形失真率变小。一般地讲，如果每极每相槽数q变大，则设置在定子铁芯上的槽数增加。因为槽数增加会使卷绕在槽上的线圈的数量增加，所以在合成由各个线圈感应出的电压的情况下，所合成的波形接近正弦波。由此可见，随着每极每相槽数q增大，波形失真率变小。
这里，每极每相槽数q为分数时的波形失真率对应于与分数的分子对应的整数的每极每相槽数q的波形失真率。例如，在每极每相槽数q为3/4的情况下，对应于每极每相槽数q为3时的波形失真率(0.75)。另外，在每极每相槽数q为5/4的情况下，对应于每极每相槽数q为5时的波形失真率(0.63)。这样，在每极每相槽数q为3/4(相当于q＜1)的情况下，波形失真率为0.75，比较大，而在每极每相槽数q为5/4(相当于q＞1)的情况下，波形失真率为0.63，比较小。根据该仿真结果，已判明：在每极每相槽数q为小于1的分数的情况下，减少槽数会导致波形失真率(感应电压波形相对于正弦波的失真)大于q＝3(q＝3/4)时的波形失真率，所以，为了相对地减小波形失真率(感应电压波形相对于正弦波的失真)(比q＝3(q＝3/4)时小)，需要将每极每相槽数q设置为大于1的分数(q＞1)。
另外，在每极每相槽数q小于1(q＜1)的范围内，例如，像将每极每相槽数q设为7/15那样增大分子，也能够减小波形失真率。然而，在增大分子的同时也需要增大分母(极数)，因此，可选择的极数范围变窄。另外，在每极每相槽数q小于1(q＜1)的范围内，由于槽数变得较小，因此配置在一个槽中的线圈的粗度变大，其结果是，难以将线圈配置到槽中。在设定每极每相槽数q时，还应该考虑这些方面。
作为上述各种研究的结果，本申请的发明人发现：优选将每极每相槽数q设定为比1大的分数。根据该发现，在本实施方式中，将每极每相槽数q设置为q＝8/7，其大于1。
接着，对每极每相槽数q的上限值进行说明。图7示出对每极每相槽数q与铜耗比例之间的关系进行的仿真的结果。另外，铜耗表示因线圈的电阻而损失的能量。另外，铜耗比例表示：在将每极每相槽数q为1(q＝1)时的铜耗设置为1的情况下、使每极每相槽数q变化时的铜耗。这里，在风力发电中，在齿轮和发电机等构成风力发电系统的要素的总损耗中，铜耗占据的比例很大。因此，为了实现风力发电系统的高效率化，需要减小铜耗。
根据图7所示的仿真的结果，已确认到铜耗随着每极每相槽数q的变大而变大。即，如图7所示，已经判明：在每极每相槽数q为1.5(q＝1.5)时，成为与每极每相槽数q为1时的铜耗比例(1)大致相同的铜耗比例(1.02)，当每极每相槽数q大于1.5(3/2)时，铜耗比例大于q＝1时的铜耗比例。这可认为是由下述原因引起的。即，在每极每相槽数q大于3/2(q＞3/2)的情况下，由于槽的数量变大，所以感应电压波形相对于正弦波的失真变小，另一方面，由于槽的数量变大，每个槽的截面积变小。因此，设置在槽内的绝缘膜18的比例变大，所以，可插入线圈16的面积相应地减小。其结果是，可认为：在每极每相槽数q大于3/2的情况下，铜耗变大。另外，例如在每极每相槽数q大于3/2并且小于2(3/2＜q＜2)的情况下，卷绕线圈的槽的间距为5，其大于每极每相槽数q为1时的间距(4)，因此，线圈(线圈端部)相应地增长，其结果是，铜耗变大。
另一方面，如果将每极每相槽数q设置为3/2以下，则可以将卷绕线圈的槽的间距设为与每极每相槽数q为1时的间距(4)相同，因此，能够将铜耗抑制为与每极每相槽数q为1时相同的程度。由此可见：为了使铜耗减小到与每极每相槽数q为1时相同的程度而实现风力发电系统的高效率化，每极每相槽数必须为1.5(3/2)以下。
另外，如果增加每极每相槽数q，则槽的数量会增加，因此，形成槽的冲压工序数也增加。在设定每极每相槽数q时，也应该考虑这一点。
作为上述各种研究的结果，本申请的发明人发现：优选将每极每相槽数q设定为1.5(3/2)以下的分数。根据该发现，在本实施方式中，将每极每相槽数q设为q＝8/7≤1.5(3/2)。
如上所述，本申请的发明人发现1＜q≤3/2作为每极每相槽数q的范围是合适的。
而且，根据上述发现，在本实施方式中，将每极每相槽数q设为8/7(＝48/(14×3))，使得每极每相槽数q成为满足1＜q≤3/2的分数，其中，所述每极每相槽数q是用槽17的数量(48个)除以永久磁铁14的极数(14个)和电压的相数(3相)而得的值。由此，能够抑制感应电压波形相对于正弦波的失真变大，并且能够抑制铜耗变大。
另外，在本实施方式中，如上所述，将每极每相槽数q设为8/7。由此，每极每相槽数q大于1且为3/2以下，所以能够抑制感应电压波形相对于正弦波的失真变大，并且能够抑制铜耗变大。
另外，在本实施方式中，如上所述，线圈16以使每极每相槽数q满足1＜q≤3/2的方式，构成在多个槽17中进行卷绕的分布卷绕方式。由此，与将线圈16集中地卷绕在规定的槽17内的集中卷绕方式相比，能够感应出数量更多的相位不同的电压，因此，能够使得由感应出的电压合成的波形更接近正弦波。
另外，在本实施方式中，如上所述，感应出的电压的相数为3相，每极每相槽数q为满足1＜q≤3/2的分数。由此，在感应出的电压的相数为3相的发电机1中，能够抑制感应电压波形相对于正弦波的失真变大，并且能够抑制铜耗变大。
另外，在本实施方式中，如上所述，在转子铁芯13的外周部设置了多个(14个)永久磁铁14，将永久磁铁14的定子铁芯15侧的宽度W1设为相邻的永久磁铁14之间不产生间隙时的永久磁铁14的宽度的4/5以上6/7以下的尺寸。由此，能够抑制认为对感应电压波形的影响大的5次和7次的高次谐波成分的出现。
另外，在本实施方式中，如上所述，将永久磁铁14形成为，永久磁铁14的与定子铁芯15相对的面是大致平坦的。由此，不同于永久磁铁14的与定子铁芯15相对的面形成为例如圆弧形状的情况，能够容易地形成永久磁铁14。另外，在感应电压的波形相对于正弦波失真大的情况下，需要以使永久磁铁的外周面的圆弧与内周面的圆弧的中心点不同(外周面的圆弧和内周面的圆弧不被配置在同心圆上)的方式，将永久磁铁形成为圆弧形状，使感应出的电压接近正弦波。另一方面，在本实施方式中，将每极每相槽数q设为大于1(q＞1)，减小感应电压波形相对于正弦波的失真，由此，即使永久磁铁14的与定子铁芯15相对的面是大致平坦的，也能够减小感应电压波形相对于正弦波的失真。因此，在本实施方式中，能够减小感应电压波形的失真，并且能够容易地形成永久磁铁14。
另外，在本实施方式中，如上所述，定子铁芯15包括分割出的多个铁芯15a～15f，且槽17的数量构成为分割出的多个铁芯15a～15f的数量(6个)的整数倍(8倍)。由此，能够容易地将相等数量的槽17配置在分割出的多个铁芯15a～15f上。
另外，本次公开的实施方式应该理解为在所有方面均只是例示性的，并不是限定性的内容。本发明的范围不是由上述实施方式的说明所给出，而是由权利要求书所给出，而且包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。
例如，在上述实施方式中，示出了将本发明应用于风力发电系统的发电机中的例子，但是本发明并不限于此。例如，也可以将本发明应用于风力发电系统以外的发电机中。
另外，在上述实施方式中，虽然示出了将每极每相槽数q设为8/7的例子，但是本发明并不限于此。在本发明中，只要构成为每极每相槽数q是满足1＜q≤3/2的分数就可。
另外，在上述实施方式中，示出了通过将槽的数量设为48个、将永久磁铁的数量设为14个来将每极每相槽数q设为8/7的例子，但是，本发明并不限于此。在本发明中，只要以使每极每相槽数q成为满足1＜q≤3/2的分数的方式来选择槽的数量和永久磁铁的数量即可。
另外，在上述实施方式中，示出了感应出的电压的相数为U相、V相和W相这三相的例子，但是本发明并不限于此。例如，感应出的电压的相数也可以是二相，还可以是四相以上。
另外，在上述实施方式中，示出了定子铁芯由分割出的6个铁芯构成的例子，但是本发明并不限于此。在本发明中，只要是能够抑制轴电压的分割数量，则定子铁芯也可以被分割为6个以外的个数。
另外，在上述实施方式中，示出了转子毂被安装在发电机的旋转轴上的例子，但是本发明并不限于此。例如，也可以如图8所示的变形例的风力发电系统101那样，在转子毂3与发电机1之间设置齿轮102。
另外，在上述实施方式中，示出了永久磁铁具有大致梯形形状的截面并且永久磁铁的与定子铁芯相对的面构成为大致平坦的例子，但是本发明并不限于此。例如，也可以构成为，永久磁铁的定子铁芯侧的边和转子铁芯侧的边形成为圆弧形状，永久磁铁的外周面的圆弧与内周面的圆弧配置在同心圆上。
另外，在上述实施方式中，示出了将本发明应用于转子被配置在定子内侧的内转子型发电机中的例子，但是，本发明并不限于此。本发明也可应用于转子被配置在定子外侧的外转子型发电机中。

Claims (18)

1.一种发电机，其具有：
设置有永久磁铁的转子铁芯；
定子铁芯，其被配置成在半径方向上与所述转子铁芯相对，并且设置有多个槽；
卷绕在所述定子铁芯的槽中的线圈；以及
绝缘膜，其抑制卷绕在同一个所述槽内的两个不同的线圈之间发生短路，
其中，每极每相槽数q是满足1＜q≤3/2的分数，所述每极每相槽数q是用所述槽的数量除以所述永久磁铁的极数和电压的相数而得的值，
卷绕所述线圈的所述槽的间距为4，
所述定子铁芯包括分割出的多个铁芯，在设成对极数为p1、所述分割出的多个铁芯的数量为q1的情况下，对分数q1/p1进行约分后的q2/p2的分子q2为偶数，其中，所述成对极数是配置在所述转子铁芯上的所述永久磁铁在对角线上构成对的数量。
2.根据权利要求1所述的发电机，其中，
所述每极每相槽数q为8/7。
3.根据权利要求2所述的发电机，其中，
设所述槽的数量为48、所述永久磁铁的数量为14、所述电压的相数为3相，由此，使得所述每极每相槽数q成为8/7。
4.根据权利要求1所述的发电机，其中，
所述线圈以使所述每极每相槽数q满足1＜q≤3/2的方式，构成为在多个所述槽中进行卷绕的分布卷绕方式。
5.根据权利要求1所述的发电机，其中，
感应出的电压的相数为3相，所述每极每相槽数q是满足1＜q≤3/2的分数。
6.根据权利要求1所述的发电机，其中，
在所述转子铁芯的外周部上设有多个所述永久磁铁，
所述永久磁铁的所述定子铁芯侧的宽度构成为相邻的永久磁铁之间不产生间隙时的永久磁铁的宽度的4/5以上6/7以下的尺寸。
7.根据权利要求1所述的发电机，其中，
所述永久磁铁形成为，所述永久磁铁的与所述定子铁芯相对的面是大致平坦的。
8.根据权利要求1所述的发电机，其中，
所述定子铁芯包括分割出的多个铁芯，所述多个槽的数量为所述分割出的多个铁芯的数量的整数倍。
9.根据权利要求1所述的发电机，其中，
所述定子铁芯包括分割出的多个铁芯，所述分割出的多个铁芯的数量为感应出的电压的相数的倍数。
10.根据权利要求1所述的发电机，其中，
该发电机构成为所述转子铁芯被配置在所述定子铁芯的内侧的内转子型。
11.根据权利要求1所述的发电机，其中，
所述永久磁铁在平面视图上形成为大致梯形形状。
12.根据权利要求1所述的发电机，其中，
该发电机被用作风力发电的发电机。
13.一种风力发电系统，其具有发电机和与所述发电机的旋转轴连接的叶片，
所述发电机包括：
设置有永久磁铁的转子铁芯；
定子铁芯，其被配置成在半径方向上与所述转子铁芯相对，并且设置有多个槽；
卷绕在所述定子铁芯的槽中的线圈；以及
绝缘膜，其抑制卷绕在同一个所述槽内的两个不同的线圈之间发生短路，
其中，每极每相槽数q是满足1＜q≤3/2的分数，所述每极每相槽数q是用所述槽的数量除以所述永久磁铁的极数和电压的相数而得的值，
卷绕所述线圈的所述槽的间距为4，
所述定子铁芯包括分割出的多个铁芯，在设成对极数为p1、所述分割出的多个铁芯的数量为q1的情况下，对分数q1/p1进行约分后的q2/p2的分子q2为偶数，其中，所述成对极数是配置在所述转子铁芯上的所述永久磁铁在对角线上构成对的数量。
14.根据权利要求13所述的风力发电系统，其中，
所述每极每相槽数q为8/7。
15.根据权利要求13所述的风力发电系统，其中，
所述线圈以使所述每极每相槽数q满足1＜q≤3/2的方式，构成为在多个所述槽中进行卷绕的分布卷绕方式。
16.根据权利要求13所述的风力发电系统，其中，
感应出的电压的相数为3相，所述每极每相槽数q是满足1＜q≤3/2的分数。
17.根据权利要求13所述的风力发电系统，其中，
在所述转子铁芯的外周部上设有多个所述永久磁铁，
所述永久磁铁的所述定子铁芯侧的宽度为相邻的永久磁铁之间不产生间隙时的永久磁铁的宽度的4/5以上6/7以下的尺寸。
18.根据权利要求13所述的风力发电系统，其中，
所述永久磁铁形成为，所述永久磁铁的与所述定子铁芯相对的面是大致平坦的。
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