CN115940461A - 一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机 - Google Patents
一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115940461A CN115940461A CN202211729805.0A CN202211729805A CN115940461A CN 115940461 A CN115940461 A CN 115940461A CN 202211729805 A CN202211729805 A CN 202211729805A CN 115940461 A CN115940461 A CN 115940461A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- permanent magnet
- core
- mounted permanent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
本发明公开了一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，包括定子及转子，转子套接于定子的外侧，定子与转子之间具有气隙，所述转子包括转子铁心以及设置于转子铁心内侧的转子永磁体，转子铁心的内侧沿周向设置有若干转子槽，该发电机的转子涡流损耗较小。
Description
技术领域
本发明涉及一种表贴式永磁游标电机，具体涉及一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机。
背景技术
永磁游标电机就是一种具有高转矩密度特性的电机，其通过磁场调制作用将高速旋转的定子磁场调制后与低速旋转的转子磁场相耦合产生低速大转矩的效果，在直驱风力发电等低速大转矩领域有着广泛的应用前景。
常规永磁电机使用硅钢片叠压成的铁心为定转子磁通提供磁路。对于表贴式永磁电机，为简化电机的结构，转子通常可以省掉硅钢片叠压成的转子铁心，直接将转子永磁体贴在材质为实心钢的转子外壳上，由实心钢转子外壳为转子磁通提供磁路，同时实心钢转子外壳起到结构支撑的作用。然而在电机的运行过程中，实心钢转子外壳中会感应产生涡流，其产生原理与普通永磁电机转子护套中会感应产生涡流类似，并且由于实心钢转子外壳直接与永磁体相接，实心钢转子外壳中流通的磁通更多，且电阻更小，感应产生的涡流更大，造成涡流损耗也更大。
不同于普通表贴式永磁电机，表贴式永磁游标电机转子磁路中的磁通谐波更多，涡流损耗更大。这是由于游标电机定转子的磁场在调制过程中，除了产生有效的工作谐波外，还会产生很多不需要的谐波，并且漏磁较严重，当转子主磁路使用实心钢转子外壳时，这些谐波和漏磁通会导致实心钢转子外壳中感应产生的涡流增大，涡流损耗增大，电机的温度升高，不利于电机的运行。因此降低采用实心钢转子结构的表贴式永磁游标风力发电机中实心钢转子涡流损耗是非常有意义的。
针对表贴式永磁电机涡流损耗问题，常规降低涡流损耗的方法有降低定子时空谐波、在转子侧磁钢轴向分段、圆周方向分段等，这些方法能够降低转子的涡流损耗，但是这些措施对于表贴式永磁游标电机的实心钢转子中的涡流损耗降低效果不足，转子总的涡流损耗依旧很大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，该发电机的转子涡流损耗较小。
为达到上述目的，本发明所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机包括定子及转子，转子套接于定子的外侧，定子与转子之间具有气隙，所述转子包括转子铁心以及设置于转子铁心内侧的转子永磁体，转子铁心的内侧沿周向设置有若干转子槽。
所述定子包括定子铁心以及缠绕于定子铁心上的电枢绕组，定子铁心上设置有若干定子调制齿。
转子铁心采用实心钢制备而成。
各转子槽位于相邻转子永磁体之间。
相邻两个转子永磁体之间设置一个转子槽。
转子槽的开槽方向为电机的轴向方向。
每个转子槽的中心与相邻两块转子永磁体的几何中线相重合。
电枢绕组的极对数Pa，转子永磁体的极对数Pr，定子调制齿的数目Ns满足：Ns＝Pa+Pr。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机在具体操作时，所述转子包括转子铁心以及设置于转子铁心内侧的转子永磁体，转子铁心的内侧沿周向设置有若干转子槽，采用开设转子槽的方式，调整转子铁心的磁路分布，在保证电机转矩基本不下降的情况下减小在转子上感应的涡流，从而减小电机转子涡流损耗，提升电机综合运行效率，降低电机温升。
进一步，采用实心钢制备而成，转子铁心既提供转子磁路，同时可以直接作为电机的外壳，省掉转子中的硅钢铁心，使电机结构更为简单，重量更轻。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为传统表贴式永磁游标风力发电机结构示意图；
图3为本发明电机转子局部结构示意图；
图4为本发明电机与传统表贴式永磁游标风力发电机的转矩对比图；
图5为本发明电机与传统表贴式永磁游标风力发电机的转子涡流损耗对比图；
其中，1为定子铁心、2为定子调制齿、3为电枢绕组、4为转子铁心、5为转子永磁体、6为转子槽、7为表贴式永磁游标电机转子铁心、8为定子、9为转子。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机包括定子8及转子9，转子9套接于定子8的外侧，定子8与转子9之间具有气隙；
所述定子8包括定子铁心1以及缠绕于定子铁心1上的电枢绕组3，定子铁心1上设置有若干定子调制齿2；
所述转子9包括转子铁心4以及设置于转子铁心4内侧的转子永磁体5，其中，转子铁心4采用20号钢等实心钢制备而成；各转子永磁体5均匀粘贴于转子铁心4的内侧上，并且转子铁心4的内侧沿周向设置有若干转子槽6，各转子槽6位于相邻转子永磁体5之间，且相邻两个转子永磁体5之间设置一个转子槽6，转子槽6的开槽方向为电机的轴向方向。
进一步的，电枢绕组3的极对数Pa，转子永磁体9的极对数Pr，定子调制齿2的数目Ns满足：Ns＝Pa+Pr。
参考图1至图3，为进一步说明本发明与传统表贴式永磁游标风力发电机的区别，图2为传统表贴式永磁游标风力发电机结构示意图，图3为本发明中转子9的局部结构图。由图3可知，本发明的主要特点为在转子铁心4上开有沿电机轴向方向的转子槽6，且每个转子槽6的中心与相邻两块转子永磁体5的几何中线相重合。
图4比较了本发明与传统表贴式永磁游标风力发电机的加载转矩波形图，由图4可知，本发明的转矩略低于传统表贴式永磁游标风力发电机，但下降幅度较小，在本实施例中按照下述公式计算转矩下降比例为1.98％。
图5为比较本发明电机和传统表贴式永磁游标风力发电机在相同负载与转速下的涡流损耗图，由图5可知，由于转子开槽结构改变了电机转子铁心4的磁场分布，本发明明显具有更低的涡流损耗，在本实施例中按照下述公式计算涡流下降比例为44.96％。
综上，本发明中的转子9采用实心钢材料，转子铁心4既提供转子磁路，同时可以直接作为电机的外壳，省掉转子9中的硅钢铁心，使电机结构更为简单，重量更轻；同时通过在转子铁心4的特定位置开设转子槽6，以调整转子铁心4中的磁路分布，在保证电机转矩基本不下降的情况下，减小转子9感应产生的涡流，减小涡流损耗，提升电机综合运行效率，降低温升。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，其特征在于，包括定子(8)及转子(9)，转子(9)套接于定子(8)的外侧，定子(8)与转子(9)之间具有气隙，所述转子(9)包括转子铁心(4)以及设置于转子铁心(4)内侧的转子永磁体(5)，转子铁心(4)的内侧沿周向设置有若干转子槽(6)。
2.根据权利要求1所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，其特征在于，所述定子(8)包括定子铁心(1)以及缠绕于定子铁心(1)上的电枢绕组(3)，定子铁心(1)上设置有若干定子调制齿(2)。
3.根据权利要求1所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，其特征在于，转子铁心(4)采用实心钢制备而成。
4.根据权利要求1所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，其特征在于，各转子槽(6)位于相邻转子永磁体(5)之间。
5.根据权利要求4所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，其特征在于，相邻两个转子永磁体(5)之间设置一个转子槽(6)。
6.根据权利要求4所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，其特征在于，转子槽(6)的开槽方向为电机的轴向方向。
7.根据权利要求4所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，其特征在于，每个转子槽(6)的中心与相邻两块转子永磁体(5)的几何中线相重合。
8.根据权利要求2所述的转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机，其特征在于，电枢绕组(3)的极对数Pa，转子永磁体(5)的极对数Pr，定子调制齿(2)的数目Ns满足：Ns＝Pa+Pr。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211729805.0A CN115940461A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211729805.0A CN115940461A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115940461A true CN115940461A (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=86649169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211729805.0A Pending CN115940461A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115940461A (zh) |
-
2022
- 2022-12-30 CN CN202211729805.0A patent/CN115940461A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2418756B1 (en) | Permanent magnet rotating electric machine | |
| CN101651395B (zh) | 一种正弦波电流自起动三相稀土永磁同步电动机 | |
| CN203261215U (zh) | 半磁片式永磁同步电动机异步起动转子 | |
| CN104578634B (zh) | 一种无铁芯双气隙轴向磁通永磁风力发电机 | |
| CN109104014B (zh) | 一种四相双绕组游标电机 | |
| CN102005835A (zh) | Halbach外转子双凸极电机 | |
| CN202565053U (zh) | 磁场自增速永磁风力发电机 | |
| CN111555492B (zh) | 一种平行充磁的少稀土组合局部Halbach阵列高速永磁电机 | |
| CN211830364U (zh) | 一种永磁磁阻混合转子结构的同步电机 | |
| CN112688511A (zh) | 一种非对称集成转子式永磁同步磁阻电机、方法及应用 | |
| CN201478968U (zh) | 一种正弦波电流自起动三相稀土永磁同步电动机 | |
| CN201910679U (zh) | 永磁外转子双凸极电机 | |
| Zhang et al. | Pole number selection strategy of low-speed multiple-pole permanent magnet synchronous machines | |
| CN114421654B (zh) | 一种横向磁通c型内嵌式定子永磁无刷风力发电机 | |
| CN101060258A (zh) | 一种横磁通永磁风力发电机 | |
| CN115940461A (zh) | 一种转子开槽的表贴式永磁游标风力发电机 | |
| CN205407449U (zh) | 一种外散热隐极转子 | |
| CN202435218U (zh) | 一种轴向无刷双馈电机 | |
| CN115940455A (zh) | 一种新型内置式高速永磁电机转子结构 | |
| CN112421917B (zh) | 一种两极永磁同步电机的转子无铁心磁极结构与设计方法 | |
| CN213484729U (zh) | 新型高速非对称集成转子式永磁同步磁阻电机 | |
| CN104467224A (zh) | 永久磁铁回转电机和风力发电系统 | |
| KR20210084583A (ko) | 2개의 고정자 및 회전자로 구성된 전력 발전기 | |
| CN209860678U (zh) | 用于带式输送机的定子分段错位式外转子直驱永磁电机 | |
| CN102684341A (zh) | 磁场自增速永磁风力发电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |