[發明專利]一種低轉動慣量的永磁風力電機

有效

• 申請號: 201710990032.4
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107579640B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 史立偉;韓震;孫建國;陳凱;王宗起;姜文隆;王文驍
• 申請（專利權）人: 徐州誠凱知識產權服務有限公司
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種低轉動慣量的永磁風力電機，屬于特種電機技術領域，包括軸、電樞鐵心、第一電樞繞組、第二電樞繞組、轉子鐵心、永磁體、永磁鐵心和外殼。其特征在于：轉子鐵心的圓盤上均有4k個均布的扇形通孔，k為正整數；轉子鐵心的兩側分別是固定在外殼上的永磁鐵心和電樞鐵心，永磁鐵心朝向轉子鐵心的一面有6k個扇形的永磁體，電樞鐵心朝向轉子鐵心的一側均布有12k個扇形凸起的電樞極，每兩個電樞極上繞有一個第一電樞繞組，沿順時針方向的第奇數個電樞極上繞制有第二電樞繞組。本發明的技術轉子鐵心轉動慣量小，響應迅速；具備消弱減磁電樞反應、提高功率密度的第二繞組，因此非常適合作為微風起動的風力發電機。

技術領域

一種低轉動慣量的永磁風力電機，屬于特種電機技術領域

背景技術

隨著資源的日益枯竭和環境保護意識的加強，風力發電機作為具有竟爭力，具有發展前途的一項可再生能源技術，在全球范圍內得到重視，風力發電機技術呈現出快速發展的勢頭。傳統的風力發電機有直流電機、異步和同步交流電機，不論何種電機，均有定子和轉子兩大部件組成，靠轉子在變化的磁場內的轉動，繞組產生感應電動勢，從而將風輪捕獲的風能轉化為電能。

永磁風力電機具有高功率密度、高效率、高可靠性、低維護成本和電網兼容性能好的特點，是風力發電機最具發展前景的技術。但是，目前永磁發電機一般將永磁體貼裝于轉子的表面，導致轉子強度不足且安裝工藝較為復雜。

目前在風力發電系統廣泛使用永磁電機，大多數電機的永磁體仍置于轉子側。例如申請號：201610902586.X的專利申請：場調制永磁風力發電機，包括定子和套設在定子的轉子。定子為圓筒狀且外壁上沿徑向方向部分向外延伸形成多根定子齒，定子齒上繞制有雙層定子繞組；轉子包括多個扇形的轉子永磁體和多個扇形的轉子鐵心，轉子永磁體和轉子鐵心間隔設置并連接形成一個完整的環形轉子。

另外，也有一些相關的專利文獻，例如申請號為：201710165453.3：各相獨立的五相永磁風力發電機。包括定子鐵心、外轉子鐵心、電樞繞組、定子固定塊和軸。該發明電機定子鐵心相互獨立，繞在定子極上的繞組因此互相隔離，當其中一相出現故障時，其余繞組可以容錯運行，提高了系統的可靠性。

申請號：200910309803.4的專利：一種直驅永磁風力發電機。包括心軸，心軸上部為環狀階梯形，主軸承內圈安裝于心軸上部，主軸承內圈一端面與心軸臺階端面接觸，主軸承內圈另一端面與擋板接觸。該發明的主軸承重量輕，定子和轉子間氣隙調整方便，密封圈可換。

還有專利申請號：201510057751.1的專利：一種無鐵心雙氣隙軸向磁通永磁風力發電機。該發明電機具有結構簡單，啟動輕便發電效率和質量高，噪聲小，它適用于小型直驅式垂直軸風力發電系統，可廣泛應用于城市、海島、漁船等發電設備移動靈活性好，發電質量和效率較高的場合。

本發明的技術轉子鐵心轉動慣量小，響應迅速；具備消弱減磁電樞反應、提高功率密度的第二繞組，因此非常適合作為微風起動的風力發電機。轉動慣量作為電機的一項參數指標，對電機的很多性能都有影響：轉動慣量將導致電機的機電時間常數變大、靈敏度差、轉矩波動較大、在低速運轉時不平穩，換向火花帶來無線電干擾，并影響電機壽命，使電機的使用受到一定限制。因此降低轉動慣量可以有效的提高直流伺服電機快速響應能力、實現高精度，改善性能的目標。

發明內容

為了發明一種低轉動慣量永磁風力電機，提供一種適合微風起動的風力發電機。本發明技術采取以下技術方案：

一種低轉動慣量的永磁風力電機，包括軸、電樞鐵心、第一電樞繞組、第二電樞繞組、轉子鐵心、永磁體、永磁鐵心和外殼，其特征在于：

呈圓盤狀的第一轉子鐵心固定在軸上，轉子鐵心的圓盤上均有4k個均布的扇形通孔，k為正整數；轉子鐵心的兩側分別是固定在外殼上的永磁鐵心和電樞鐵心，永磁鐵心朝向轉子鐵心的一側均勻固定有6k個呈扇形的永磁體，沿圓周方向相鄰的永磁體充磁方向相反；