專利名稱：環(huán)形微風發(fā)電機的制作方法
環(huán)形微風發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于交流同步電機領(lǐng)域，具體地說，是提出一種無槽的永磁同步發(fā)電機 結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在風力發(fā)電領(lǐng)域，發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿?、必不可少的機電能量轉(zhuǎn)換 裝置。為了獲得更多的風能，特別是也能利用微風的能量發(fā)電，發(fā)電機必須具有很小 的起動阻力矩，但是現(xiàn)有的小型風力發(fā)電機廣泛采用永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、定子采用“齒槽結(jié) 構(gòu)”的電樞，即利用齒來引導磁流，利用線槽來安放繞組，并與齒交鏈，在運動中產(chǎn)生 感應電壓。齒槽結(jié)構(gòu)的存在會引起齒槽轉(zhuǎn)矩，它是由轉(zhuǎn)子的永磁體磁場同定子鐵心的齒 槽相互作用，在圓周方向形成的阻力矩。此阻力矩與定子的電流無關(guān)，它總是試圖將轉(zhuǎn) 子定位在某些位置上。齒槽結(jié)構(gòu)還會產(chǎn)生齒諧波和相關(guān)的能量損耗，降低發(fā)電機的效 率。正因為風力發(fā)電機需由永磁體產(chǎn)生磁場，而磁場引起的齒槽轉(zhuǎn)矩極大地增加了啟動 的阻力，因此無法在微風中啟動發(fā)電。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)電機是通過取消定子鐵芯上的齒槽來消除齒槽阻力，實現(xiàn)微風起動 的，環(huán)形微風發(fā)電機由轉(zhuǎn)子體(1)、定子體( 和電機殼體(3)組成，轉(zhuǎn)子體上有轉(zhuǎn)子軸 (11)和永磁體(1 ，電機殼體C3)上有二個端蓋，其特征為，定子體( 為一無內(nèi)圓槽 但帶有至少三個外凸齒0 的環(huán)形體鐵芯，且有多個電樞繞組分段布置，穿繞在該 環(huán)形體鐵芯上。
通過本發(fā)明的上述改進，取消了定子鐵芯內(nèi)環(huán)上的齒和槽，轉(zhuǎn)子隨便轉(zhuǎn)到什么 位置，磁阻都一樣大，磁力線沒有變化，齒槽阻力為零，效果是很明顯的；由于無齒槽 結(jié)構(gòu)，齒諧波和齒部磁場撓動產(chǎn)生的能量損耗也同時降低至零，發(fā)電機效率有所提高。
圖1為本發(fā)明的帶外凸齒的環(huán)形微風發(fā)電機結(jié)構(gòu)的徑向剖面示意圖。
圖2為本發(fā)明的帶墊塊的環(huán)形微風發(fā)電機結(jié)構(gòu)的徑向剖面示意圖。
具體實施方式
在圖1中可以看出，本發(fā)明的發(fā)電機由轉(zhuǎn)子體、定子體和電機殼體三大部分所 組成，轉(zhuǎn)子體上有轉(zhuǎn)子軸和永磁體，電機殼體上有端蓋，這與現(xiàn)有傳統(tǒng)發(fā)電機是相同 的。但本發(fā)明的定子鐵芯卻是無槽結(jié)構(gòu)，正因為沒有線槽，所以電樞繞組就無法安放在 原有電機特設(shè)的定子槽內(nèi)，為此，只得將繞組穿繞在該環(huán)形體鐵芯上。故本發(fā)明的發(fā)電 機就有環(huán)形發(fā)電機的結(jié)構(gòu)名稱。
由于環(huán)形發(fā)電機的外環(huán)上也有繞組的一個邊，就必須在環(huán)的外緣增加若干個外凸齒，定子鐵芯可以靠這些外凸齒與電機殼體緊固地連接和定位，以使轉(zhuǎn)子施加于定子 的力矩傳遞到機殼上，同時，外凸齒也起到了支承和定位作用，避免了繞組的外緣與電 機殼體相碰，外凸齒與電機殼體間形成的間隙有利于空氣流通散熱。
外凸齒也可以用墊塊來代替，這樣一來，定子鐵芯就成為純環(huán)形，模具簡單、 沖制方便、材料節(jié)約，有利于降低發(fā)電機的制造成本。墊塊應該采用非導磁性材料，特 別是當電機殼體是鐵磁性材料時，如果采用導磁性墊塊，磁極就有可能通過電機殼體產(chǎn) 生漏磁，墊塊方案必須解決好定子軸的定位問題。
本發(fā)明的發(fā)電機繞組的個數(shù)N，與轉(zhuǎn)子磁極極對數(shù)辦間有著一定的關(guān)系。當N = 2p，且繞組沿環(huán)形圓周均勻分布時，繞組產(chǎn)生的交流感應電壓的相位或者相同或者相 反，繞組可以通過串聯(lián)或并聯(lián)輸出單相交流電壓，這時的環(huán)形發(fā)電機就是一臺單相發(fā)電 機。
很明顯，當N = 4p或N = 6p時，可以得到二相或三相發(fā)電機。
當N = 2p^m(m為正整數(shù))，當把相同(或相反)相位繞組按規(guī)則連接，則本發(fā) 明的發(fā)電機就成為一臺m相的多相發(fā)電機。
由于電樞繞組的一個邊在定轉(zhuǎn)子的氣隙中，為避免轉(zhuǎn)子體擦碰繞組，所以 本發(fā)明的發(fā)電機的電磁氣隙比傳統(tǒng)發(fā)電機大，會使氣隙磁場強度B降低，為此可以采用 釹鐵硼超強永磁體，可以保證環(huán)形鐵芯中足夠的B值，和保證發(fā)電機較高的額定功率。
權(quán)利要求
1.環(huán)形微風發(fā)電機，由轉(zhuǎn)子體⑴、定子體⑵和電機殼體⑶組成，轉(zhuǎn)子體上有轉(zhuǎn) 子軸(11)和永磁體(12)，電機殼體(3)上有二個端蓋，其特征為，定子體(2)為一無內(nèi) 圓槽但帶有至少三個外凸齒(22)的環(huán)形體鐵芯，且有多個電樞繞組(21)分段布置，穿繞 在該環(huán)形體鐵芯上。
2.權(quán)利要求1所述的環(huán)形微風發(fā)電機，其特征為，定子體(2)為純環(huán)形鐵芯，外凸齒 為墊塊所取代。
3.權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形微風發(fā)電機，其特征為，發(fā)電機為單相輸出。
4.權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形微風發(fā)電機，其特征為，發(fā)電機為二相或三相輸出。
5.權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形微風發(fā)電機，其特征為，發(fā)電機為多相輸出。
全文摘要
環(huán)形微風發(fā)電機，由轉(zhuǎn)子體(1)、定子體(2)和電機殼體(3)組成，轉(zhuǎn)子體上有轉(zhuǎn)子軸(11)和永磁體(12)，電機殼體(3)上有端蓋，定子體(2)為一無內(nèi)槽但帶有至少三個外凸齒(22)的環(huán)形體鐵芯，且有多個電樞繞組(21)分段布置，穿繞在該環(huán)形體鐵芯上。環(huán)形微風發(fā)電機是一種無槽發(fā)電機，定子鐵芯上不設(shè)線槽，所以具有很小的起動阻力矩，徹底消除了齒槽效應和齒槽阻力矩，可以在微風中啟動，環(huán)形微風發(fā)電機中沒有齒諧波及其能量損耗，發(fā)電機的波形好、效率較高。
文檔編號H02K3/46GK102025199SQ20091019538
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者於岳亮 申請人:於岳亮