CN108494126B - 电机转子、电机和风力发电机组 - Google Patents

电机转子、电机和风力发电机组 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电机转子、电机和风力发电机组。所述电机转子包括：转子磁轭；多个磁极组，所述多个磁极组沿着所述转子磁轭的圆周方向彼此间隔第一间距而均匀地分布，并且每个磁极组内的各列磁极之间彼此间隔第二间距，其中，所述第一间距大于所述第二间距。根据本发明的电机转子、电机和风力发电机组具有减小齿槽转矩和转矩脉动、降低生产成本、提高生产效率以及适用范围广等优点。

Description

电机转子、电机和风力发电机组
技术领域
本发明涉及电机领域，更具体地，涉及一种电机转子、电机和风力发电机组。
背景技术
在永磁直驱发电机的设计中考虑的两项重要因素在于减小齿槽转矩和转矩脉动。为了减小齿槽转矩和转矩脉动，目前通常采用的方式为电机定子斜槽方式或者电机转子斜极方式。若采用电机定子斜槽方式，不但会使线圈因斜槽角度等问题而难于制造，还会使线圈长度增加，绕组电阻增大，导致电机的铜损耗增大，发热增大，因此，定子斜槽方式在大型永磁直驱发电机较少采用，更普遍采用的是电机转子斜极方式。
然而，若采用电机转子斜极方式(参照图1)，需要将转子磁轭4上的每个磁极3沿电机轴向倾斜，意味着磁极3或转子磁轭4须做成异形(即，除了诸如长方体等常规磁极形状之外的其他形状)，不但增加了磁极3和/或转子磁轭4的制造难度，也增加了在生产和装配磁极3时所需模具和工装的加工制造难度，极大降低了磁极3或转子磁轭4的成品率，导致产品成本增加。此外，电机转子斜极方式也可将电机轴向上的多段磁极3沿轴向错开一定的角度(即，分段斜极，参照图2)，但是，这对磁极装配时的尺寸控制精度提出了严格要求，降低了磁极3的成品率和装配效率，进而降低了生产效率。
另外，在全球永磁直驱风力发电领域，随着陆上风力发电机组单机容量逐年增大以及海上风电需求的日益强烈，永磁直驱电机的尺寸和重量已经越来越大，在生产制造、运输和维护等方面存在诸多不便，因此成为制约大容量风力发电技术的瓶颈，从而影响了整机在国内外市场的竞争力。通常，大部件的运输宽度尺寸限制在5.5m以内，对于直驱发电机而言，意味着转子外径或定子外径须小于5.5m，这显然远不能满足大型风力发电机组对于直驱发电机尺寸增长的需求。因此，为了解决上述技术问题，将尺寸和重量较大的大型风力发电机组发电机进行模块化设计。模块化发电机的范畴涵盖模块化定子和模块化转子，在此，所提及的模块化指的是定子或转子分为多个模块而后组装为一体。因此，模块化发电机的结构组合型式可分为以下几类：模块化定子和一体式转子组合、一体式定子和模块化转子组合、模块化定子和模块化转子组合。在对转子进行模块化设计时，如果采用转子斜极方式，则对电机的极弧系数和斜极角度存在要求，电机转子很难适用于所有电机。
此外，现有技术中，还通过在电机转子斜极方式的基础上进一步增大电机的极弧系数来提高电机的有效材料利用率及转子刚度(参照图3和图4)。然而，当极弧系数增大到一定程度时，则会由于磁极间距较小而使得转子磁轭4的一端的磁极3与转子磁轭4的与所述一端相对的另一端的相邻磁极3沿电机的轴向延伸时出现干涉。此时若转子磁轭模块沿轴向的连接面为平面，则磁极3无法全部处于转子磁轭模块的扇形体包络范围内；若将转子磁轭模块沿轴向的连接面做成曲面，则会极大提高转子磁轭模块的制造难度和各项成本，降低了产品合格率，不利于转子模块的装配和拆卸，极大削弱了模块化转子的优势；若为了增大磁极间距而减小转子斜极角度，不但难以抵消极弧系数增大带来的影响，而且电机的电磁性能也明显降低。由此可见，电机的极弧系数和斜极角度制约了采用斜极方式的模块化转子的设计。
因此，需要一种能够减小齿槽转矩和转矩脉动、降低生产成本、提高生产效率并且适用范围更广的电机转子。
发明内容
为了解决上述问题，提出本发明，本发明提供一种能够减小齿槽转矩和转矩脉动、降低生产成本并提高生产效率且适用范围更广的电机转子、包括该电机转子的电机和包括该电机的风力发电机组。
根据本发明的一方面，提供一种电机转子，所述电机转子包括：转子磁轭；多个磁极组，所述多个磁极组沿着所述转子磁轭的圆周方向彼此间隔第一间距而均匀地分布，并且每个磁极组内的各列磁极之间彼此间隔第二间距，其中，所述第一间距大于所述第二间距。
根据本发明的示例性实施例，第一间距和第二间距分别利用第一机械角度θ1和第二机械角度θ2来表示，并且θ1与θ2满足下述条件式：
其中，θs1表示电机定子中的单个定子齿距所占的机械角度，n表示待削弱的谐波次数，n的值由有限元仿真计算结果确定。
根据本发明的示例性实施例，每个磁极组包括m列磁极，第一列磁极为固定磁极，第m列磁极的偏移机械角度为(m-1)θn，其中，
这里，θn表示每个磁极组内的第二列磁极沿所述圆周方向朝第一列磁极偏移的偏移机械角度。
根据本发明的示例性实施例，所述多个磁极组中的每一列磁极包括至少一个磁极单元，所述磁极单元呈长方体形状，每一列磁极的中心线平行于所述转子磁轭的轴线。
根据本发明的示例性实施例，所述转子磁轭沿所述转子磁轭的轴线方向包括至少一个转子磁轭模块，所述每一列磁极的至少一个磁极单元分别安装在相应的转子磁轭模块上。
根据本发明的示例性实施例，所述转子磁轭沿所述转子磁轭的圆周方向包括多个转子磁轭模块，各列磁极分别对应地安装在所述多个转子磁轭模块上，并且每个转子磁轭模块的中心线平行于所述转子磁轭的轴线。
根据本发明的示例性实施例，所述至少一个磁极单元中的每个安装在磁极盒内，或者所述至少一个磁极单元中的每个覆设有保护层，或者所述至少一个磁极单元中的每个安装在磁极盒内，且所述至少一个磁极单元中的每个覆设有保护层。
根据本发明的示例性实施例，n的值为6或12。
根据本发明的另一方面，提供一种电机，所述电机包括电机定子和如上所述的电机转子。
根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的电机。
根据本发明的电机转子、电机和风力发电机组至少具有以下优点：
多个磁极组之间的间距大于磁极组内的各个磁极之间的间距，即，使得多个磁极组之间的间距增大，转子磁轭模块不再受制于电机极弧系数和斜极角度的影响，转子磁轭模块的连接面可以做成平面且与电机轴向平行，易于制造、装配，提高了产品合格率，降低了产品制造成本，有效解决了“极弧系数较高的永磁发电机的转子斜极使得转子磁轭模块的连接面无法做成平面”的问题。
磁极可具有常规的长方体等形状，因此，不需要将磁极或转子磁轭做成异形，降低了磁极、转子磁轭以及工装模具的加工制造难度，极大提高了磁极和转子磁轭的成品率，降低了产品成本。
在电机轴向上组成每列磁极的相邻磁极单元彼此直接相连、不错位，降低了磁极装配时对磁极和/或转子磁轭的尺寸控制精度的要求，提高了生产效率。
另外，在电机的极槽配合、有效材料重量、铁心有效轴向长度和磁极尺寸相同的情况下，与现有的采用转子斜极方式的电机相比，根据本发明的发电机的齿槽转矩有所降低，因此降低了风力发电机组的切入风速，扩大了风力发电机组的转速范围，提高了风能利用率和机组发电量；根据本发明的发电机的矩脉动大幅降低，因此提高了风力发电机组的电能质量和运行稳定性，延长了轴承等旋转部件的使用寿命；根据本发明的发电机使得发电机突然短路时的磁极最大去磁有所降低，因此可降低对磁极矫顽力的要求，磁极的成本降低，而风力发电机组永磁直驱发电机的磁极成本通常占整个发电机成本的30％以上，因此，整个发电机的成本明显降低。
附图说明
下面结合附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的以上和其它特点及优点将变得更加清楚，附图中：
图1和图2分别是根据现有技术的转子斜极方式的示意图；
图3和图4分别是根据现有技术的在图1和图2中的斜极角度和转子磁轭尺寸不变的情况下使极弧系数增大的转子斜极方式的示意图；
图5是根据本发明的示例性实施例的电机转子的局部展开示意图；
图6是示出根据本发明的示例性实施例的电机转子的局部立体示意图；
图7是采用现有技术的转子斜极的发电机的齿槽转矩占额定转矩的百分比的波形图；
图8是采用现有技术的转子斜极的发电机的齿槽转矩的谐波幅值占基波的百分比的柱状图；
图9是采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的齿槽转矩的谐波幅值占基波的百分比的对比柱状图；
图10是采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的齿槽转矩占额定转矩百分比的对比波形图；
图11是采用现有技术的转子斜极的发电机的转矩脉动的波形图；
图12是采用现有技术的转子斜极的发电机的转矩脉动的谐波幅值占基波的百分比柱状图；
图13是采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的转矩脉动的谐波幅值占基波的百分比的对比柱状图；
图14是采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的转矩脉动的对比波形图；
图15和图16分别是采用现有技术的转子斜极的发电机和包括本发明的电机转子的发电机突然短路时的磁极最大去磁磁场强度的云图。
附图标记说明：
G1：第一磁极组；G2：第二磁极组；P1：第一磁极；P2：第二磁极；P3：第三磁极；P4：第四磁极；P5：第五磁极；P6：第六磁极；O：轴线。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述本发明的实施例，在附图中示出了本发明的示例性实施例。
下面将结合图5至图16详细描述根据本发明的示例性实施例的电机转子、电机及包含该电机的风力发电机组。根据本发明的电机转子包括但不限于内转子结构型式的转子，也可为外转子结构型式的转子。但是，本发明的电机转子和/或电机的应用范围不限于风力发电机组，根据本发明的电机转子和/或电机也可应用其他设备。
参照图5和图6，根据本发明的示例性实施例的电机转子包括：转子磁轭40；多个磁极组，多个磁极组沿着转子磁轭40的圆周方向彼此间隔第一间距而均匀地分布，并且每个磁极组内的各列磁极之间彼此间隔第二间距，其中，第一间距大于第二间距。在本说明书中，所提及的各列磁极或每一列磁极指的是平行于转子磁轭的轴线方向设置的磁极，即，每个磁极组包括平行于转子磁轭的轴线方向设置的多列磁极。
根据本发明的示例性实施例，第一间距和第二间距与定子齿距有关。电机转子的磁极组的分布是根据定子结构而设计的，针对不同结构的电机定子，其相应的电机转子的磁极组的分布也不同。
此外，第一间距和第二间距除了与定子齿距有关之外，还与对齿槽转矩和转矩脉动影响较大的谐波次数n有关，须削弱对转矩脉动影响较大的n次谐波。
根据本发明的示例性实施例，第一间距和第二间距可分别利用第一机械角度θ1和第二机械角度θ2来表示，并且θ1与θ2满足下述条件式(1)：
其中，θs1表示电机定子中的单个定子齿距所占的机械角度，n表示待削弱的谐波次数。n的值由有限元仿真计算结果确定。通常对于三相电机，相对于其余谐波而言，6次谐波对齿槽转矩和转矩脉动影响最大，n取6；通常对于六相电机，相对于其余谐波而言，12次谐波对齿槽转矩和转矩脉动影响最大，n取12。在此，一个圆周的空间角度称为360°机械角度。
根据本发明的示例性实施例，电机转子包括沿着转子磁轭的圆周方向设置的多列磁极，将所有列磁极按照使各磁极组内的磁极列数保持相同的规律划分为多个磁极组，且各磁极组内的磁极列数满足下述条件式(2)：
其中，m表示每个磁极组内沿着转子磁轭的轴向磁极的列数，2p表示电机的极数(即，电机转子中沿着转子磁轭的圆周方向分布的一圈磁极的总列数)，k表示磁极组的个数，并且m、p、k均为正整数，且k满足2≤k≤p。
根据本发明的示例性实施例，多个磁极组中的每一列磁极包括至少一个磁极单元30，至少一个磁极单元30呈长方体形状，每一列磁极的中心线平行于转子磁轭的轴线O。换句话说，每一列磁极沿着转子磁轭的轴线方向设置，并且每一列磁极的在轴线方向上的边界面为平行于转子磁轭的轴线的平面。
每个磁极组包括m列磁极，m列磁极中的第一列磁极为固定磁极，其余列磁极为偏移磁极，其中，第二列磁极沿转子磁轭的圆周方向朝第一列磁极偏移的偏移机械角度满足下述条件式(3)：
其中，θn表示每个磁极组内的第二列磁极沿转子磁轭的圆周方向朝第一列磁极偏移的偏移机械角度，θs1表示电机定子中的单个定子齿距所占的机械角度，m表示每个磁极组内沿着转子磁轭的轴向磁极的列数，n表示待削弱的谐波次数。
同时，为了保持每个磁极组内的各磁极之间彼此按照等间距(第二间距)间隔，第m列磁极的偏移机械角度满足下述条件式(4)：
θm＝(m-1)θn (4)
其中，θm表示第m列磁极的偏移机械角度，m为正整数。
由上述条件式(4)可知，在磁极偏移之后，相邻的磁极组之间的间距比偏移之前增大了θm机械角度，使得转子磁轭模块化设计不再受制于电机极弧系数和斜极角度的影响，转子磁轭模块的连接面可以做成平面且与电机轴向平行，易于制造、装配，提高了产品合格率，降低了产品制造成本，有效解决了“极弧系数较高的永磁发电机的转子斜极使得转子磁轭模块的连接面无法做成平面”的问题。
由上述条件式(1)和(3)可知，θ1与θ2满足条件式：θ1-θ2＝mθn。
下面将结合图6来进一步详细地描述根据本发明的示例性实施例的电机转子中的磁极布置方式。
如图6中所示，根据本发明的示例性实施例的每个磁极组包括三个磁极，即，m＝3，为了便于说明，图6中仅示出了多个磁极组内的两个磁极组G1、G2，当然，电机转子还包括除了磁极组G1、G2之外的其他磁极组。第一磁极组G1包括三列磁极P1、P2和P3，其中，P1为第一列固定磁极，P2和P3分别为第二列偏移磁极和第三列偏移磁极；第二磁极组G2包括三列磁极P4、P5和P6，其中，P4为第一列固定磁极，P5和P6分别为第二列偏移磁极和第三列偏移磁极。
根据本发明的示例性实施例，第一磁极组G1中的第三列偏移磁极P3和第二磁极组G2中的第一列固定磁极P4按照第一间距θ1沿着转子磁轭的圆周方向分布，同时，第一磁极组G1内的第一列固定磁极P1、第二列偏移磁极P2、第三列偏移磁极P3按照彼此间隔第二间距θ2，第二磁极组G2内的第一列固定磁极P4、第二列偏移磁极P5和第三列偏移磁极P6按照彼此间隔第二间距θ2，其中，θ1与θ2满足上述条件式(1)，第二列偏移磁极和第三列偏移磁极P6的偏移机械角度满足上述条件式(3)和(4)。第一磁极组G1中的第一列固定磁极P1固定不定，第二列偏移磁极P2沿转子磁轭的圆周方向朝第一列固定磁极偏移P1的偏移机械角度为θn，第三列偏移磁极P3沿转子磁轭的圆周方向朝向第一列固定磁极P1偏移的机械角度为2θn；第二磁极组G2中的第一列固定磁极P4固定不定，第二列偏移磁极P5沿转子磁轭的圆周方向朝第一列固定磁极P4偏移的偏移机械角度为θn，第三列偏移磁极P6沿转子磁轭的圆周方向朝向第一列固定磁极P4偏移的机械角度为2θn。此外，磁极发生偏移之后，第一磁极组G1的第三列偏移磁极P3与第二磁极组G2的第一列固定磁极P4之间的距离增大了2θn机械角度。
根据本发明的示例性实施例，转子磁轭40可形成为一个整体。然而，本发明的实施例不限于此，转子磁轭40可划分为多个转子磁轭模块，并且多个转子磁轭模块可装配成转子磁轭。
根据一个示例，转子磁轭40沿转子磁轭40的轴线方向包括至少一个转子磁轭模块，每一列磁极的至少一个磁极单元30分别安装在相应的转子磁轭模块上。换句话说，至少一个转子磁轭模块沿其轴线方向彼此连接以获得整个转子磁轭，实现了转子磁轭40的模块化生产，降低了磁极装配时对尺寸控制精度的要求，提高了生产效率。在本示例中，2p表示电机转子中的同一个转子磁轭模块40上沿着转子磁轭模块40的圆周方向分布的磁极的总列数。
根据另一示例，转子磁轭40沿转子磁轭40的圆周方向包括多个转子磁轭模块，各列磁极分别对应地安装在各个转子磁轭模块上，例如，每个磁极组分别安装在各个转子磁轭模块上，并且每个转子磁轭模块的中心线平行于转子磁轭40的轴线O。
此外，为了便于装配，每一列磁极中的多个磁极单元30直接连接，中间不存在间隔或其他元件。例如，至少一个转子磁轭模块沿转子磁轭的轴线方向彼此连接以获得整个转子磁轭，并且每个转子磁轭模块上的每一列磁极中的相邻磁极也沿转子磁轭的轴线方向彼此直接面接触连接以形成一列磁极，每一列磁极中的相邻磁极沿转子磁轭的轴线方向彼此对齐、完全相连，而不发生错位，降低了磁极装配时对磁极和/或转子磁轭的尺寸控制精度的要求，提高了生产效率。
在此，每个磁极单元30可具有常规的长方体等形状，因此，不需要将磁极或转子磁轭做成异形，降低了磁极、转子磁轭以及工装模具的加工制造难度，极大提高了磁极和转子磁轭的成品率，降低了产品成本。
另外，为了保护磁极单元30，各磁极单元30均覆设有保护层。
根据其他示例，可不设保护层，而是将各磁极单元30可分别安装在磁极盒内，并且通过磁极盒上的定位装置以及固定装置而将磁极单元30固定至转子磁轭40的相应位置处，这样，既可以帮助保护磁极单元30，又可以方便磁极单元30的固定。在此提及的磁极盒可具有本领域技术人员所了解的常规结构，其具体结构不受限制，只要其可容纳磁极单元30，以保护磁极单元30并便于将磁极单元30固定到转子磁轭上即可。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种包括电机定子和如上所述的电机转子的电机。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种包括如上所述的电机的风力发电机组。
下面将结合图7至图11将采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的电磁性能进行仿真和比较。在下面的比较中，现有技术的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的极槽配合、气隙长度、气隙直径、定子槽型尺寸、有效材料重量、铁心轴向长度和磁极单元尺寸均相同，仅仅其转子的磁极布置方式不同，即，现有技术的发电机采用转子斜极方式布置磁极单元30，斜极方式采用图2所示的分段斜极型式，而本发明的发电机采用转子磁极偏移(而非斜极)的方式来布置磁极单元30，本发明的磁极偏移方式采用每个磁极组包含两个磁极的型式。
采用现有技术的斜极方式和本发明的磁极偏移方式的发电机的仿真参数如表1所示。
表1
转子磁极 斜极方式 磁极偏移方式 单位
定子槽数 360 360 个
转子极数 120 120 个
气隙长度 5 5 Mm
气隙直径 4500 4500 Mm
定子槽宽度 15 15 Mm
定子槽深度 100 100 Mm
铁心轴向长度 1000 1000 Mm
磁极单元宽度 90 90 Mm
磁极单元厚度 15 15 Mm
图7是采用现有技术的转子斜极的发电机的齿槽转矩占额定转矩的百分比的波形图，图8是采用现有技术的转子斜极的发电机的齿槽转矩的谐波幅值占基波的百分比的柱状图。由图8可见，通过有限元仿真，得到齿槽转矩的6次谐波的幅值最大，因此待削弱的谐波次数为6，即，公式(1)、公式(2)和公式(4)中的n的值取为6。
图9是采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的齿槽转矩的谐波幅值占基波的百分比的对比柱状图，各次谐波对应的左侧实心柱为采用现有技术的转子斜极的发电机的齿槽转矩谐波幅值占基波的百分比，右侧空心柱为采用本发明实施例的电机转子的发电机的齿槽转矩谐波幅值占基波的百分比。
如图9中所示，与采用现有技术的转子斜极的发电机相比，根据本发明的发电机使得齿槽转矩谐波幅值占基波的百分比降低约77％，因此，齿槽转矩将会得到非常显著的改善。
图10是采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的齿槽转矩占额定转矩百分比的对比波形图，其中，实线为采用现有技术的转子斜极的发电机的齿槽转矩占额定转矩的百分比的波形图，虚线为采用本发明的实施例的电机转子的发电机的齿槽转矩占额定转矩的百分比的波形图。
如图10中所示，现有技术的发电机产生的齿槽转矩占额定转矩的百分比为大约2％，采用本发明的实施例的电机转子的发电机的齿槽转矩占额定转矩的百分比为大约1％，由此可见，采用本发明的电机转子的发电机的齿槽转矩约为现有技术的发电机产生的齿槽转矩的50％，采用本发明的电机转子的发电机的齿槽转矩明显减小。因此，采用本发明的电机转子的发电机可在更小的切入风速下起动，扩大了风力发电机组的转速范围，提高了风能利用率和风力发电机组的发电量。
图11是采用现有技术的转子斜极的发电机的转矩脉动的波形图，图12是采用现有技术的转子斜极的发电机的转矩脉动的谐波幅值占基波的百分比柱状图。由图12可见，通过有限元仿真，得到转矩脉动的6次谐波的幅值最大，因此待削弱的谐波次数为6，即，公式(1)、公式(2)和公式(4)中的n取6。
图13是采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的转矩脉动的谐波幅值占基波的百分比的对比柱状图，其中，各次谐波对应的左侧实心柱为采用现有技术的转子斜极的发电机的转矩脉动的谐波幅值占基波的百分比，右侧空心柱为采用本发明实施例的电机转子的发电机的转矩脉动的谐波幅值占基波的百分比。
如图13中所示，与采用现有技术的转子斜极的发电机相比，根据本发明的发电机使得转矩脉动谐波幅值占基波的百分比降低约90％，因此，转矩脉动将会得到非常显著的改善。
图14是采用现有技术的转子斜极的发电机和采用本发明的电机转子的发电机的转矩脉动的对比波形图，其中，实线为采用现有技术的转子斜极的发电机的转矩脉动波形，虚线为采用本发明实施例的电机转子的发电机的转矩脉动波形。
如图14中所示，采用现有技术的转子斜极的发电机产生的转矩脉动约为165708Nm，采用本发明的电机转子的发电机产生的转矩脉动约为51812Nm，由此可见，采用本发明的实施例的电机转子的发电机产生的转矩脉动约为采用现有技术的转子斜极的发电机产生的转矩脉动的30％，采用本发明的实施例的电机转子的发电机的转矩脉动明显减小。采用本发明的实施例的电机转子的发电机在负载运行时的转矩更为平稳，提高了风力发电机组的运行稳定性，延长了轴承等旋转部件的使用寿命。
图15和图16分别是采用现有技术的转子斜极的发电机和包括本发明的实施例的电机转子的发电机突然短路时的磁极最大去磁磁场强度的云图，其中，图15为采用现有技术的转子斜极的发电机的磁极最大去磁磁场强度云图，图16为采用本发明的电机转子的发电机的磁极最大去磁磁场强度云图。在图15中，采用现有技术的转子斜极的发电机的径向磁场强度的最大值代表磁极的最大去磁磁场强度为918913A/m；在图16中，采用本发明的电机转子的发电机的径向磁场强度的最大值代表磁极的最大去磁磁场强度为863272A/m。由此可见，根据本发明的实施例的发电机使得发电机突然短路时的磁极最大去磁磁场强度降低了约6％，因此降低了对磁极矫顽力的要求，可使用更低牌号的磁极，以降低磁极成本。而风力发电机组永磁直驱发电机的磁极成本通常占整个发电机成本的30％以上，因此，整个发电机的成本明显降低。
根据本发明的电机转子、电机和风力发电机组具有减小齿槽转矩和转矩脉动、降低生产成本、提高生产效率以及适用范围广等优点。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (10)

1.一种电机转子，其特征在于，所述电机转子包括：
转子磁轭(40)；
多个磁极组，所述多个磁极组沿着所述转子磁轭(40)的圆周方向彼此间隔第一间距而均匀地分布，并且每个磁极组内的各列磁极之间彼此间隔第二间距，其中，所述第一间距大于所述第二间距；
所述转子磁轭(40)包括多个转子磁轭模块，并且所述多个转子磁轭模块之间的连接面为平面。
2.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一间距和所述第二间距分别利用第一机械角度θ1和第二机械角度θ2来表示，并且θ1与θ2满足下述条件式：
其中，θs1表示电机定子中的单个定子齿距所占的机械角度，n表示待削弱的谐波次数。
3.如权利要求2所述的电机转子，其特征在于，每个磁极组包括m列磁极，第一列磁极为固定磁极，第m列磁极的偏移机械角度为(m-1)θn，其中，
其中，θn表示每个磁极组内的第二列磁极沿所述圆周方向朝第一列磁极偏移的偏移机械角度。
4.如权利要求1-3中任一项所述的电机转子，其特征在于，所述多个磁极组中的每一列磁极包括至少一个磁极单元(30)，所述磁极单元(30)呈长方体形状，每一列磁极的中心线平行于所述转子磁轭(40)的轴线。
5.如权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述多个转子磁轭模块沿所述转子磁轭(40)的轴线方向分布，所述每一列磁极的至少一个磁极单元(30)分别安装在相应的转子磁轭模块上。
6.如权利要求4中所述的电机转子，其特征在于，所述多个转子磁轭模块沿所述转子磁轭(40)的圆周方向分布，各列磁极分别对应地安装在各个转子磁轭模块上，并且每个转子磁轭模块的中心线平行于所述转子磁轭(40)的轴线。
7.如权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述至少一个磁极单元(30)中的每个安装在磁极盒内；或者所述至少一个磁极单元(30)中的每个覆设有保护层；或者所述至少一个磁极单元(30)中的每个安装在磁极盒内，且所述至少一个磁极单元(30)中的每个覆设有保护层。
8.如权利要求4所述的电机转子，其特征在于，n的值为6或12。
9.一种电机，其特征在于，所述电机包括电机定子和如权利要求1-8中任一项所述的电机转子。
10.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求9所述的电机。
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