[發明專利]大容量雙C型定子雙盤式轉子橫向磁通永磁風力發電機

無效

• 申請號: 201110338559.1
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN102361379A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 林鶴云;賈周;金平;顏建虎;黃明明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K1/27;H02K1/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種橫向磁通發電機，特別是一種利用三面氣隙的高性能和直接驅動領域的大容量外轉子三面定子橫向磁通永磁風力發電機。

背景技術

化石能源的不可再生性和對環境的嚴重污染威脅著人類社會可持續發展，大力開發利用新能源和可再生能源等清潔能源已成為全球多數國家的共識。可再生能源技術中風能開展相關研究較早，技術最為成熟，經濟性最好。全球風電裝機總容量已突破230GW，我國風能資源豐富，發展勢頭迅猛，開發利用前景廣闊。風力發電機（Wind?Generator）是風電系統的核心裝備，其電氣和機械性能的優劣直接影響著風電能量轉換的效率以及系統的成本與可靠性。

根據電機原理，一定功率前提下要減小電機直徑、體積和重量，就必須增大電磁力。電磁力正比于磁通量和電流，傳統徑向磁通和軸向磁通電機中，導向磁通的鐵心和傳導電流的導線處于同一平面內，在電機直徑一定的情況下，增加鐵心面積和增大導體截面積相互矛盾。橫向磁通電機（Transverse?Flux?Motor-TFM）解決了這個問題，其電樞繞組與主磁路在結構上完全解耦，因此可以根據需要獨立調整線圈截面積和磁路尺寸來確定電機的電、磁負荷，獲得更高的轉矩密度。

近年來，雖然國內外眾多研究機構對橫向磁通電機開展了大量的研究工作，但是還存在一些問題亟待改進和解決。現有的橫向磁通永磁電機只限于定子鐵心沿徑向或者軸向單側開口，構成單相電機。定子鐵心間隔一個極距排列，轉子極數是定子極數的兩倍，空間利用率較低且漏磁嚴重，轉矩密度還有很大的提升空間。在同一個電樞上整合兩組定子鐵心使電機結構更加緊湊，因此設計此款大容量雙C型定子雙盤式轉子橫向磁通永磁風力發電機。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種外轉子型式、高功率密度和高轉矩密度的大容量雙C型定子雙盤式轉子橫向磁通永磁風力發電機。

技術方案：為的解決上述技術問題，本發明提供了一種大容量雙C型定子雙盤式轉子橫向磁通永磁風力發電機，該發電機包括定子和轉子；轉子通過軸承與定子相連。

定子包括固定軸，非導磁材料圓筒，U型定子鐵心及電樞繞組；

固定軸上固定非導磁材料圓筒，非導磁材料圓筒內部安裝兩組U型定子鐵心；

定子鐵心包括第一組定子鐵心、第二組定子鐵心，第一組定子鐵心與第二組定子鐵心相對設置，第一組定子鐵心和第二組定子鐵心之間間隔一倍極距；

在第一組定子鐵心和第二組定子鐵心的半閉口槽內安放電樞繞組；

轉子包括轉子殼、永磁體對、嵌在轉子殼內的磁橋；其中，

永磁體對包括第一永磁體對和第二永磁體對；磁橋包括第一磁橋和第二磁橋；

第一永磁體對粘接在第一磁橋上，第二永磁體對粘接在第二磁橋上；第一永磁體對連同第一磁橋與第一組定子鐵心相對設置，第二永磁體對連同第二磁橋與第二組定子鐵心相對設置。

優選的，第一組定子鐵心和第二組定子鐵心分別由硅鋼片疊制而成。

優選的，第一永磁體對中永磁體的對數是第一組定子鐵心個數的兩倍，第二永磁體對中永磁體的對數是第二組定子鐵心個數的兩倍。

優選的，所有磁橋的總個數與所有永磁體的總對數相同；第一磁橋的個數是第一組定子鐵心個數的兩倍，第二磁橋的個數是第二組定子鐵心個數的兩倍；磁橋由硅鋼片疊制而成。

優選的，每對永磁體對中兩個永磁體的磁極方向相反；任意相鄰永磁體對之間相鄰的任意兩個永磁體的磁極方向相反。

優選的，永磁體采用釹鐵硼材料。

有益效果：該電機外轉子兩個內盤面正對定子鐵心的位置分別嵌有一對永磁體，在外轉子殼內側永磁體外側留有磁橋，從而可以有效地減小磁回路的磁阻，從而提高電機磁通的利用率。此外，由于采用環形繞組，與定子極在空間上獨立，此結構顯著提高橫向磁通的空間利用率，大大提高了電機的轉矩密度。

該電機的各定子鐵心尺寸相同，各轉子永磁體和磁橋尺寸也相同，且都可用硅鋼片疊制而成，加工制造簡單。各定子鐵心固定于非導磁材料圓筒上，形成定子整體；各轉子永磁體安置在非導磁材料外轉子殼上，形成轉子整體，并且用軸承與電機固定軸相連。由于磁橋采用硅鋼片疊制，可以有效地減少電機的漏磁通，從而可以提高電機的功率因數。

附圖說明

圖1是大容量雙C型定子雙盤式轉子橫向磁通永磁風力發電機結構示意圖（一個構成單元）；

圖2是大容量雙C型定子雙盤式轉子橫向磁通永磁風力發電機的剖面圖；