CN102570668A - 不等气隙永磁电机转子冲片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不等气隙永磁电机转子冲片，由多个扇形转子冲片拼装组合而成，扇形转子冲片的外圆弧内开设有永磁体安放槽和隔磁磁桥，扇形转子冲片的内圆弧上开设有定位孔；组成同一转子冲片的各扇形转子冲片的外圆弧具有不同圆心；单个扇形转子冲片的外圆弧与内圆弧也具有不同圆心。本发明冲片拼合后呈现花瓣形结构，可增强电机转子的磁阻性能，从而增强电机低速时的力矩输出；由于各扇形转子冲片的外圆弧采用不同圆心，定转子间产生不等气隙，使得磁场波形的正弦性变好，可有效地降低电压波形畸变率和起动阻力矩。
Description
技术领域
本发明涉及永磁风力发电机的转子冲片，特别涉及一种可有效降低电压波形畸变率和起动阻力矩的转子冲片。
背景技术
目前永磁风力发电机的转子结构主要有表面式和内置式两种，表面式转子结构的冲片一般呈瓦片形，位于转子铁芯表面，且与定子铁芯内圆之间套一非磁性圆筒保护永磁体。表面式永磁体的外保护套一般采用很薄的不锈钢板卷圆焊接或是无纬带玻璃丝作为保护。采用表面式转子结构在运行过程中易产生表面涡流损耗，受热后老化松脱，可靠性能较差。内置式转子结构的冲片一般为整圆（如图1所示），定转子之间等气隙，对于大功率永磁风力发电机也采用扇形冲片。内置式结构的永磁体均匀分布嵌入转子接近外表面的位置，虽然可以克服运行过程中可靠性能差等缺点，但是电压波形畸变率和起动阻力矩较大，为了降低起动阻力矩，多采用定子斜槽或分数槽结构，这样使得电机的制造工艺复杂，增加了电机的制造成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供了一种既可以降低发电机电压波形畸变率，又可以降低电机起动转矩的不等气隙永磁电机转子冲片。
本发明的技术方案如下：
一种不等气隙永磁电机转子冲片，由多个扇形转子冲片拼装组合而成，所述扇形转子冲片的外圆弧内开设有永磁体安放槽和隔磁磁桥，所述扇形转子冲片的内圆弧上开设有定位孔；组成同一转子冲片的各扇形转子冲片的外圆弧具有不同圆心。
其进一步的技术方案为：单个扇形转子冲片的外圆弧与内圆弧具有不同圆心。
本发明的有益技术效果是：
本发明冲片拼合后呈现花瓣形结构，可以增强电机转子的磁阻性能，从而增强电机低速时的力矩输出；由于各扇形转子冲片的外圆弧采用不同圆心，定转子间产生非均匀气隙（不等气隙），使得磁场波形的正弦性变好，可有效地降低电压波形畸变率和起动阻力矩，对比定转子均匀气隙（等气隙）结构，可使电机电压波形畸变率降低20%；在各扇形转子冲片上设有外围封闭的永磁体矩形安装槽，有利于永磁体的放置，同时又可以保证电机运行中永磁体的安全可靠性；考虑到内置式结构漏磁系数较大，在永磁体旁设计并优化隔磁磁桥的尺寸，可以减少相邻两极间的漏磁，在相同的有效材料下可以提高电机的反电动势。
附图说明
图1是现有转子冲片的整体结构示意图。
图2是本发明转子冲片的整体结构示意图。
图3是本发明扇形冲片的结构示意图。
图4是定转子不等气隙结构条件下的气隙波形图。
图5是定转子等气隙结构条件下的气隙波形图。
图6是定转子不等气隙结构条件下的气隙谐波幅值分析图。
图7是定转子等气隙结构条件下的气隙谐波幅值分析图。
图8是定转子不等气隙结构条件下的电压波形图。
图9是定转子等气隙结构条件下的电压波形图。
图10是定转子不等气隙结构条件下的线电压谐波幅值分析图。
图11是定转子等气隙结构条件下的线电压谐波幅值分析图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图2所示，本发明是一种应用在永磁风力发电机上的转子冲片，其由外圆弧不等圆心的各个扇形转子冲片1拼装组成。扇形转子冲片1的结构如图3所示，在扇形转子冲片1上延其与内圆弧不同心的外圆弧5向内开设放置永磁体的矩形永磁体安放槽2和隔磁磁桥3，在扇形转子冲片1的内圆弧中心处及两端开设若干定位孔4。选取与极数相同的扇形转子冲片1进行拼装组合，形成如图1所示的花瓣形的转子冲片结构，该结构在定转子之间产生不等气隙。
图4和图5给出了不等气隙和等气隙结构的气隙波形图。对比图4和图5可知，采用本发明转子冲片形成不等气隙结构后，电机中气隙波形的正弦性变好，有效地降低了电压波形畸变率和起动阻力矩。
图6和图7给出了不等气隙和等气隙结构的气隙谐波幅值分析图。对比图6和图7可知，采用本发明转子冲片形成不等气隙结构后，可以有效地降低气隙波形中各主要谐波次数的幅值。结合表1中给出的各次谐波幅值可知，当谐波次数为3时，采用本发明转子冲片形成不等气隙结构后，可使谐波幅值降低21%左右。
表1 两种结构下的气隙谐波幅值
图8和图9给出了不等气隙和等气隙结构的电压波形图。结合图10和图11以及表1中线电压谐波的谐波分析可以看出，采用本发明转子冲片形成不等气隙结构后，电压的谐波次数和谐波幅值明显减小，更加有效地降低电压波形畸变率。
表2 两种结构下的电压谐波幅值/V
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种不等气隙永磁电机转子冲片，由多个扇形转子冲片（1）拼装组合而成，所述扇形转子冲片（1）的外圆弧（5）内开设有永磁体安放槽（2）和隔磁磁桥（3），所述扇形转子冲片（1）的内圆弧上开设有定位孔（4）；其特征在于：组成同一转子冲片的各扇形转子冲片（1）的外圆弧（5）具有不同圆心。
2.根据权利要求1所述不等气隙永磁电机转子冲片，其特征在于：单个扇形转子冲片（1）的外圆弧（5）与内圆弧具有不同圆心。
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