[發明專利]一種定轉子雙模塊化永磁同步電機

有效

• 申請號: 202210080187.5
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114400855B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王秀平;楊帥;曲春雨;郭子琦;姚舜禹;胡永壯;劉萬明;王雅慧;王長華
• 申請（專利權）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: H02K21/16
• 分類號: H02K21/16;H02K1/2706;H02K1/28;H02K1/02;H02K1/18
• 代理公司: 沈陽一諾君科知識產權代理事務所(普通合伙) 21266
• 代理人: 王建男

本申請提供了一種定轉子雙模塊化永磁同步電機，包括機殼、定子模塊單元、轉子模塊單元、永磁體組件和轉軸。永磁體組件包括鐵氧體和稀土永磁體，鐵氧體與稀土永磁體之間形成錯位角。其中定子模塊單元和轉子模塊單元的雙模塊化結構，有效降低大功率風力發電機單位元件尺寸參數，降低風力發電機運輸成本及難度。鐵氧體與稀土永磁體之間的錯位角能形成空氣磁障，防止造成大量漏磁現象。綜上可知，本申請可以解決當用鐵氧體置換部分稀土永磁體時會導致稀土永磁體和鐵氧體形成磁漏并且電機效率和功率因數較低的問題。

技術領域

本申請涉及電機制造技術領域，尤其涉及一種定轉子雙模塊化永磁同步電機。

背景技術

永磁直驅風力發電機組具有維護成本低、風能轉化效率高、運行風速范圍寬、壽命長和低-高電壓穿越性能好等諸多優勢，近年來技術發展迅速。但隨著風力發電機組單功率的增大，直驅發電機的直徑愈來愈大，生產制造設備和運輸成為制約該技術的最大瓶頸問題，提升電機的功率密度以及生產制造的模塊化水平，是行業發展的必然趨勢。當前，陸上運輸最大寬度限制約為5m，超出運輸限制將大大提升運輸成本甚至不可實現，因此對電機的經濟設計帶來較大的挑戰。

近年來，由于稀土永磁材料的開采限制，使得供應量有限，購買價格逐年上漲，越來越多的科研工作者開始研究能夠替代永磁同步電機的電機，或者嘗試設計采用低性能永磁體如鐵氧體等材料或者不需要永磁體的高性能電機。

然而單純采用鐵氧體置換部分永磁體將會導致永磁體和鐵氧體間形成漏磁，同時永磁同步電機轉不存在任何勵磁，為了獲得較大的電磁轉矩，需要定子側提高較大的勵磁電流，導致電機的效率和功率因數較低。

發明內容

本申請提供了一種定轉子雙模塊化永磁同步電機，能夠解決當用鐵氧體置換部分稀土永磁體時會導致稀土永磁體和鐵氧體形成磁漏并且電機效率和功率因數較低的問題。

本申請的技術方案為一種定轉子雙模塊化永磁同步電機，包括：機殼，為圓形且沿軸向延伸；

定子模塊單元，繞軸向均勻設置在所述機殼的內周面上，相鄰兩個所述定子模塊單元之間設有定子模塊間隙；所述定子模塊單元內對稱設置有兩個定子槽，所述定子槽內設置有沿軸向貫通所述定子槽的繞組；

轉子模塊單元，繞軸向均勻設置在所有所述定子模塊單元環繞形成的內圈中，相鄰兩個所述轉子模塊單元之間設有轉子模塊間隙；所述定子模塊單元與所述轉子模塊單元之間設有定轉子模塊間隙；

永磁體組件，繞軸向均勻設置在所有所述轉子模塊單元環繞形成的圓環內且靠近所述定子模塊單元一側；所述永磁體組件為V形且V形開口處面向所述定子模塊單元；所述永磁體組件包括位于V形尖端的鐵氧體和對稱設置在所述鐵氧體兩側的永磁體，所述鐵氧體與相鄰的兩個所述稀土永磁體之間形成錯位角；

轉軸，設置在所述轉子模塊單元環繞形成的內圈中且沿軸向延伸；

所述定子模塊單元中的一個所述定子槽在靠近所述機殼的一側設置有定子凹槽；所述轉子模塊單元在靠近所述定子模塊單元一側對稱設置有兩個轉子凹槽；

所述永磁體組件設置在相鄰兩個所述轉子凹槽之間；

所述轉子凹槽為梯形；

所述鐵氧體靠近所述定子模塊單元一側的寬度應小于所述鐵氧體靠近所述轉軸一側的寬度。

可選地，所述繞組為三相對稱定子繞組。

永磁體組件可選地，所述轉軸的外周面上均勻分布有與所述轉子模塊間隙相配合的凸起；

所述轉軸在兩個相鄰所述凸起之間并且在靠近所述機殼的一側設置有圓槽。