CN108880163A - 一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机 - Google Patents

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张震
韩学栋
樊英
瞿广宇
王武森
王海华
陆冉
陈昕
李奔
潘磊
陈琦
谢伟
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Southeast University
China Energy Engineering Group Jiangsu Power Design Institute Co Ltd
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China Energy Engineering Group Jiangsu Power Design Institute Co Ltd
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    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation

Abstract

本发明公开了一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，包括定子和带斜齿的转子；定子同圆心环绕转子设置，且内侧端贴近斜齿；定子间设有磁钢槽，两端分别设置不同极性的磁钢，形成磁钢对；励磁绕组设于磁钢间，形成定子永磁体磁钢，且以“N→S”的形式交替排布；定子内设定子槽，定子槽内设有电枢绕组。通过将永磁体分为上下两段，降低永磁体损耗、涡流损耗、磁滞损耗，加大定子的铁芯利用率，增大发电机的反电势幅值；通过电枢绕组降低电枢铜耗；通过励磁绕组降低发电机的端部效应，同时降低损耗；且直流电不会和电枢绕组产生耦合，不影响发电机的反电势波形；通过闭口磁钢槽降低漏磁，提高永磁体的利用率；通过双励磁，保证电机的供电质量。

Description

一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机
技术领域
本发明涉及一种发电机，具体涉及一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机。
背景技术
现如今，能源是社会发展的第一驱动力，然而传统燃料的大量使用不仅造成了这些能源的日益减少，也带来了大气污染、温室效应等一系列环境问题。
因此，从传统能源逐渐向可再生的清洁能源过渡是目前能源发展的大趋势。风能的动力来源是大气运动，取之无尽，用之不竭，同时不会产生任何环境问题，是理想的可再生能源。
风力发电的核心组件是风力发电机，其中，混合励磁风力发电机是其中主要的研究方向之一。
混合励磁风力发电机在传统永磁同步电机的基础上增加了一套励磁绕组，同时采用永磁材料和励磁绕组进行励磁。混合励磁电机虽然磁通的调节范围比纯永磁同步电机更大，但励磁绕组的引入也带来了损耗较大的问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有效降低损耗的基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，包括定子和设有若干斜齿的转子；
基于同一圆心，若干定子（1）环绕转子（2）设置，且内侧端贴近斜齿；
定子间设有磁钢槽（6），两端分别设置不同极性的磁钢，形成磁钢对；
励磁绕组（4）设于磁钢间，形成定子永磁体磁钢，且以“N→S”的形式交替排布；
所述定子内设定子槽，定子槽内设有电枢绕组（3）。
上述定子呈U形扇型，敞口端正对转子。
上述定子，相互间等间距设置。
上述电枢绕组（3）以双层分数槽集中绕组的方式排布于定子槽（5）内。
上述励磁绕组（4）以单层分数槽集中绕组的方式排布于磁钢槽（6）内。
上述磁钢置于磁钢槽两端形成闭口槽。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，
（1）将永磁体分为上下两段，能够降低永磁体损耗、涡流损耗、磁滞损耗，同时使得定子铁芯利用率更大，平均磁导增加，增大了风力发电机的反电势幅值；
（2）电枢绕组采用的双层分数槽集中绕组能够在保证绕组系数的前提下，使得风力发电机端部尽量小，最大程度地降低电枢铜耗；
（3）励磁绕组的单层分数槽集中绕组设计不仅可以减小风力发电机的端部效应，同时能降低损耗；而且励磁绕组内通入的是直流，因此不会和电枢绕组产生耦合，不会影响风力发电机的反电势波形；此外磁钢槽的闭口槽设计能够有效降低漏磁，提高永磁体的利用率；
（4）由于该类风力发电机的磁路为径向互补结构，电机在“永磁励磁+电励磁”的双励磁情况下，能够在不同电励磁程度下保证输出反电势的正弦度，即能够提供较好的供电质量。
附图说明
图1是为本发明的一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机的结构示意图；
图2是本发明的电枢绕组分布图；
图3是本发明的励磁绕组分布图。
附图中标记的含义如下：1、定子，2、转子，3、电枢绕组，4、励磁绕组，5、定子槽，6、磁钢槽，7、上口磁钢，8、下口磁钢，9、斜齿，10、磁钢左定子，11、磁钢右定子。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，包括定子（1），转子（2），电枢绕组（3），直流励磁绕组（4），定子槽（5），磁钢槽（6），上口磁钢（7），下口磁钢（8），及转子斜齿（9），磁钢左定子（10）以及磁钢右定子（11）。
如附图1所示，以一台12槽10齿的分裂磁钢混合励磁风力发电机结构为例，定子（1）设计为模块式结构，12个定子环绕转子同圆心、等间距的设置。定子间为磁钢槽，为降低在同等永磁体用量下的磁钢损耗，每一个磁钢槽内的永磁体被分成两段，分别置放于磁钢槽的上端和下端，即为上口磁钢（7）和下口磁钢（8），并使得磁钢槽成为闭口槽。且每个定子的左右两边分别连接两组不同极性的，由上口磁钢（7）和下口磁钢（8）组成的磁钢对。
直流励磁绕组（4）位于磁钢槽（6）内，介于上下两块磁钢之间，定子永磁体磁钢以“N→S”的形式交替排布，即每两齿有一对极。电枢绕组（3）位于定子槽（5）内。
电枢绕组以双层分数槽集中绕组的方式排布于定子槽内，其槽导体分布图如附图2所示。
励磁绕组以单层分数槽集中绕组的方式排布于磁钢槽内，其槽导体分布图如附图3所示。
本发明的一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，其混合励磁原理为：将传统的单一永磁体结构改进为分段永磁体结构，并在两段永磁体之间加入电励磁绕组，由励磁绕组和永磁体共同合成永磁磁链，其中，永磁磁通为主要磁通，励磁绕组磁通为辅助磁通。
在电机正常工作时，通过调节励磁绕组的电流大小调节合成的永磁磁链，以达到增磁和弱磁的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，其特征在于，包括定子和设有若干斜齿的转子；
基于同一圆心，若干定子（1）环绕转子（2）设置，且内侧端贴近斜齿；
定子间设有磁钢槽（6），两端分别设置不同极性的磁钢，形成磁钢对；
励磁绕组（4）设于磁钢间，形成定子永磁体磁钢，且以“N→S”的形式交替排布；
所述定子内设定子槽，定子槽内设有电枢绕组（3）。
2.根据权利要求1所述的一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，其特征在于，所述定子呈U形扇型，敞口端正对转子。
3.根据权利要求1所述的一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，其特征在于，所述定子，相互间等间距设置。
4.根据权利要求1所述的一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，其特征在于，所述电枢绕组（3）以双层分数槽集中绕组的方式排布于定子槽（5）内。
5.根据权利要求1所述的一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，其特征在于，所述励磁绕组（4）以单层分数槽集中绕组的方式排布于磁钢槽（6）内。
6.根据权利要求1所述的一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机，其特征在于，所述磁钢槽通过置于两端的磁钢，形成闭口槽。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110098707A (zh) * 2019-04-09 2019-08-06 浙江大学 一种长导磁齿双凸极混合励磁电机
CN110707841A (zh) * 2019-09-10 2020-01-17 东南大学 一种聚磁式双凸极混合永磁记忆电机
EP4109722A4 (en) * 2020-03-31 2024-02-28 Daikin Ind Ltd ROTARY ELECTRIC MACHINE, COMPRESSOR, REFRIGERATION DEVICE, AND VEHICLE

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101277053A (zh) * 2008-05-13 2008-10-01 东南大学 混合励磁型磁通切换电机
CN101527471A (zh) * 2009-04-15 2009-09-09 南京航空航天大学 混合励磁开关磁链电机
CN102005837A (zh) * 2010-11-23 2011-04-06 东南大学 一种磁通切换型发电机
CN103066786A (zh) * 2012-12-27 2013-04-24 周智庆 一种新型定子永磁型电机及其定子结构
CN104578659A (zh) * 2015-01-14 2015-04-29 东南大学 一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101277053A (zh) * 2008-05-13 2008-10-01 东南大学 混合励磁型磁通切换电机
CN101527471A (zh) * 2009-04-15 2009-09-09 南京航空航天大学 混合励磁开关磁链电机
CN102005837A (zh) * 2010-11-23 2011-04-06 东南大学 一种磁通切换型发电机
CN103066786A (zh) * 2012-12-27 2013-04-24 周智庆 一种新型定子永磁型电机及其定子结构
CN104578659A (zh) * 2015-01-14 2015-04-29 东南大学 一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110098707A (zh) * 2019-04-09 2019-08-06 浙江大学 一种长导磁齿双凸极混合励磁电机
CN110707841A (zh) * 2019-09-10 2020-01-17 东南大学 一种聚磁式双凸极混合永磁记忆电机
EP4109722A4 (en) * 2020-03-31 2024-02-28 Daikin Ind Ltd ROTARY ELECTRIC MACHINE, COMPRESSOR, REFRIGERATION DEVICE, AND VEHICLE

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