[發明專利]低速消諧同步發電機

無效

• 申請號: 200810014560.7
• 申請日: 2008-02-15
• 公開（公告）號: CN101510712A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 王光順;王雪霖
• 申請（專利權）人: 王光順
• 主分類號: H02K21/12
• 分類號: H02K21/12;H02K21/02;H02K1/16;H02K1/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種發電機，尤其是低速消諧同步發電機。

背景技術

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×10₉MW，其中可利用的風能為2×10₇MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。隨著全球經濟的發展，風能市場也迅速發展起來。風力發電機是利用風能驅動槳葉帶動主軸，在定子與轉子發生相對位移的時候切割磁力線，在線圈中產生電流。為了去掉高速發電機中的升速變速箱，低速直驅型發電機的直徑都很大，具有較多的極對數。并采用一槽一極或多槽一極的形式，如中國專利200610014289.8公開的“模快化定子結構直驅型低速永磁同步風力發電機”，該發電機將定子鐵心的內徑圓周均勻的分成k₁扇區組，在每一扇區組A、B、C三相各占相同面積的1個扇區，1個扇區屬于一相，每個扇區的定子鐵心上均勻的設置有k₂個大齒，在相鄰兩個大齒之間設置有1個大槽，相鄰大齒的齒距為一個極距，相鄰的兩個扇區之間的定子鐵心上分別設置有1個小槽，兩個小槽之間設置有一個小齒，每一個大齒上繞制有整距集中線圈。該發明的發電機線圈的端部最短，各齒上的集中線圈端部不相互疊壓；各齒上的整距集中線圈是從第一個齒到最后一個齒連續纏繞的，非常適合機械繞制，便于維修和更換，并且發電機能夠平穩地輸出電功率。其中小槽和小齒的設置解決了三相交流電A、B、C各相之間相角應該相差120度的問題。但這種結構也同時帶來鐵芯的結構復雜、制造難度大的問題，輸出電流諧波嚴重，難以滿足風力發電機直接并網發電的要求

發明內容

本發明的目的是提供一種無需升速變速箱，結構簡單、加工制造難度低，輸出電壓諧波含量低、可直接輸出正弦波交流電并網發電的低速消諧同步發電機。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

本發明所述的低速消諧同步發電機包括外殼和安裝在外殼內的主軸、轉子，轉子固定安裝在主軸上，在轉子的圓周上均勻分布多個磁極，在外殼內固定安裝有定子鐵芯，定子鐵芯中設置定子線圈，其特征在于：將定子鐵芯的的圓周平均分成兩個以上的定子扇區組，各定子扇區組中帶有數量相等、均勻分布的線圈槽，定子鐵芯上任意兩相臨線圈槽之間齒的寬度相同；與定子扇區組相對應的轉子的圓周上平均分成兩個以上的轉子扇區組，轉子扇區組的數量與定子扇區組的數量相同，各轉子扇區組中帶有數量相等、均勻分布的磁極，每一轉子扇區組中磁極的數量比一個定子扇區組中線圈槽的數量相差兩個，轉子圓周的上任意兩相臨磁極的極距相等；每一定子扇區組的線圈槽中設置有三相定子線圈，各相定子線圈分別占有相同面積的扇區，并按照Y接三相繞組的連接方式連接在一起。

所述的轉子包括相對設置的兩片爪極板，兩片爪極板之間固定安裝有永磁體和勵磁鐵芯，勵磁鐵芯上纏繞勵磁線圈，永磁體和鐵芯均勻分布在主軸的周圍，在主軸上通過平鍵固定安裝有連接套，兩片爪極板分別固定安裝在連接套的兩端；爪極板為圓盤狀，其邊緣部分沿圓周均勻分布多個齒狀的爪極，該爪極即為磁極，兩片爪極板以爪極交錯排列的形式相對平行設置，相臨兩個帶有不同磁性的爪極構成一個磁極對。

采用上述技術方案以后，本發明具有如下優點：

1、定子線圈的線圈槽均勻分布，結構簡單、生產加工難度低，節約原材料，降低造價；

2、輸出電壓諧波含量低，可滿足直接并網發電的要求；

3、轉子和定子鐵芯分成相同結構的多個扇區組，對大直徑發電機可實現模快化生產，降低生產和運輸成本，維修方便；

4、齒磁轉矩小，容易啟動，發電機震動幅度和噪音都大幅度減小，可相應提高發電機的轉速，使輸出功率大。

5、采用勵磁線圈改變磁通量的方法調整輸出電壓和無功功率，動作快、輸出電壓調整范圍大，能滿足多種工作情況的需求；

6、轉子和定子直接安裝在同一根軸上，安裝精度高，轉子和定子鐵芯間的氣隙大幅度減小，可大幅度降低制造成本和動磁能耗。

7、由于磁極的數量多于線圈槽的數量，可以很容易地設計成多極，從而容易實現低速發電，并滿足并網頻率要求。

附圖說明

圖1是本發明的一個實施例的結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是爪極板的展開結構示意圖；

圖4是輸出電壓的向量圖；

圖5是線圈槽的展開結構示意圖。

具體實施方式