徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電機領(lǐng)域，具體涉及一種徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]
在經(jīng)濟快速發(fā)展的現(xiàn)代社會，由于能源供應(yīng)短缺，世界能源結(jié)構(gòu)正在向以可再生能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。與其它能源相比，風(fēng)能(Wind Power)具有建造運行成本低、清潔環(huán)保、資源豐富等優(yōu)點。2014年，全國風(fēng)電新增裝機容量1981萬千瓦，創(chuàng)歷史新高，累計并網(wǎng)裝機容量達到9637萬千瓦，風(fēng)電上網(wǎng)電量1534億千瓦時，在未來幾年，風(fēng)電裝機有望保持快速增長。風(fēng)力發(fā)電機(Wind Generator)是風(fēng)電系統(tǒng)的關(guān)鍵核心裝備，其電氣和機械性能的優(yōu)劣直接影響著風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換的效率以及系統(tǒng)的成本與可靠性。
[0003]由于風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低，中小功率的為幾十~幾百轉(zhuǎn)/分，麗級的只有十幾轉(zhuǎn)/分，根據(jù)電機原理，要達到一定的功率，且要減小電機直徑、減輕其體積和重量，就必須顯著增大電磁力。傳統(tǒng)電機的傳導(dǎo)電流的導(dǎo)線與導(dǎo)向磁通的鐵心處于同一平面，導(dǎo)致電場與磁場是相互親合，在電機直徑一定的情況下，不能同時增大電能和磁能。橫向磁通電機(Transverse Flux Motor-TFM)的提出解決了這個問題，其電樞繞組與主磁路在空間上垂直分布，可以分別調(diào)整定子槽的尺寸來改變電負(fù)荷，改變鐵心尺寸來改變磁負(fù)荷，從而能夠提高轉(zhuǎn)矩密度。
[0004]中國專利201410007606.8，提出了一種轉(zhuǎn)子聚磁式橫向磁通永磁盤式風(fēng)力發(fā)電機，該電機由定子整體、轉(zhuǎn)子整體所組成。在轉(zhuǎn)子鐵心的中間嵌入永磁體，沿圓周方向形成永磁體、轉(zhuǎn)子鐵心順序排列的形式構(gòu)成轉(zhuǎn)子整體，相鄰兩塊永磁體磁化方向沿圓周方向相反，轉(zhuǎn)子鐵心由軟磁復(fù)合材料加工而成。轉(zhuǎn)子鐵心中的永磁體采用釹鐵硼材料。然而該電機在構(gòu)成三相電機時，需要在軸向安置三個相同的單相電機模塊，其定子或轉(zhuǎn)子相差120度電角度。因此，在軸向空間的受限的場合無法使用，且永磁體的使用較多，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機，能有效地降低電機的軸向長度，減小電機的面積，有效利用電機空間，提高永磁體的利用率，提高電機的功率密度。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機，包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、軸承和兩個相同的定子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)位于兩個定子結(jié)構(gòu)之間，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和定子結(jié)構(gòu)均設(shè)置在軸承上，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括2N個轉(zhuǎn)子鐵心和2N個永磁體，其中N多1，在兩塊相鄰的轉(zhuǎn)子鐵心中嵌入一塊永磁體，構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心與永磁體沿圓周方向順序排列的結(jié)構(gòu)，且沿圓周方向相鄰的兩個永磁體磁極方向相反；定子結(jié)構(gòu)包括定子鐵心和三相環(huán)形電樞繞組，定子鐵心包括定子軛和定子齒組，定子齒組設(shè)置在定子軛上，定子齒組由若干個定子齒構(gòu)成，定子齒沿定子軛的徑向分為四排；位于同一排的定子齒沿定子軛的圓周方向依次排列，相鄰兩個定子齒間隔一塊永磁體；相鄰兩排的定子齒順時針依次相差120度電角度，相鄰兩排的定子齒之間形成定子槽，共形成三個定子槽，三相環(huán)形電樞繞組分別依次設(shè)置在所述的三個定子槽中，兩個定子結(jié)構(gòu)的三相環(huán)形電樞繞組相連。
[0007]進一步，所述永磁體為三相共用，極數(shù)2N的三相發(fā)電機具有2N個永磁體，具有8N個定子齒，8N個定子齒沿定子軛的徑向平均分為四排排列。
[0008]進一步，所述轉(zhuǎn)子鐵心采用軟磁復(fù)合材料加工而成。
[0009]進一步，所述定子鐵心采用軟磁復(fù)合材料加工而成。
[0010]進一步，所述永磁體采用釹鐵硼永磁材料加工而成。
[0011 ] 進一步，所述兩個定子結(jié)構(gòu)的三相環(huán)形電樞繞組通過串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點:
1、本發(fā)明的定子齒設(shè)置在定子軛上，且定子齒沿定子軛的徑向分為四排，相鄰兩排的定子齒順時針依次相差120度電角度，相鄰兩排的定子齒之間形成定子槽，共形成三個定子槽，三相環(huán)形電樞繞組分別依次設(shè)置在所述的三個定子槽中。三相的定子齒設(shè)置在定子軛上，能有效地降低電機的軸向長度，減小電機的面積，有效利用電機空間。
[0013]2、本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括2N個轉(zhuǎn)子鐵心和2N個永磁體，在兩塊相鄰的轉(zhuǎn)子鐵心中嵌入一塊永磁體，構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心與永磁體沿圓周方向順序排列的結(jié)構(gòu)，且沿圓周方向相鄰的永磁體磁極方向相反，永磁體為三相共用，能夠提高永磁體的利用率，提高電機的功率
Fth也/又。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機的結(jié)構(gòu)爆炸圖。
[0016]圖3是?ο時刻徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機主磁通。
[0017]圖4是Α時刻徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機主磁通。
[0018]圖5是4時刻徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機主磁通。
[0019]圖6是?3時刻徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機主磁通。
[0020]圖7是?4時刻徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機主磁通。
[0021]圖8是?5時刻徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機主磁通。
【具體實施方式】
[0022]
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0023]結(jié)合圖1-圖2，一種徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機，包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、軸承7和兩個相同的定子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)位于兩個定子結(jié)構(gòu)之間，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和定子結(jié)構(gòu)均設(shè)置在軸承7上，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括2Ν個轉(zhuǎn)子鐵心3和2Ν個永磁體2，其中Ν多1，在兩塊相鄰的轉(zhuǎn)子鐵心3中嵌入一塊永磁體2，構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心2與永磁體3沿圓周方向順序排列的結(jié)構(gòu)，且沿圓周方向相鄰的兩個永磁體2磁極方向相反；定子結(jié)構(gòu)包括定子鐵心1和三相環(huán)形電樞繞組4，定子鐵心1包括定子軛6和定子齒組，定子齒組設(shè)置在定子軛6上，定子齒組由若干個定子齒5構(gòu)成，定子齒5沿定子軛6的徑向分為四排；位于同一排的定子齒5沿定子軛6的圓周方向依次排列，相鄰兩個定子齒5間隔一塊永磁體2 ;相鄰兩排的定子齒5順時針依次相差120度電角度，相鄰兩排的定子齒5之間形成定子槽，共形成三個定子槽，三相環(huán)形電樞繞組4分別依次設(shè)置在所述的三個定子槽中，兩個定子結(jié)構(gòu)的三相環(huán)形電樞繞組4相連。
[0024]所述永磁體2為三相共用，極數(shù)2N的三相發(fā)電機具有2N個永磁體2，具有8N個定子齒5，8N個定子齒5沿定子軛6的徑向平均分為四排排列。
[0025]所述轉(zhuǎn)子鐵心3采用軟磁復(fù)合材料加工而成。
[0026]所述定子鐵心1采用軟磁復(fù)合材料加工而成。
[0027]所述永磁體2采用釹鐵硼永磁材料加工而成。
[0028]所述兩個定子結(jié)構(gòu)的三相環(huán)形電樞繞組4通過串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。
[0029]實施例1
結(jié)合圖1和圖2，一種徑向分布三相盤式橫向磁通永磁發(fā)電機，包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、軸承7和兩個相同的定子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)位于兩個定子結(jié)構(gòu)之間，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和定子結(jié)構(gòu)均套在軸承7上，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括24個轉(zhuǎn)子鐵心3和24個永磁體2，在兩塊相鄰的轉(zhuǎn)子鐵心3中嵌入一塊永磁體2，構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心2與永磁體3沿圓周方向順序排列的結(jié)構(gòu)，且沿圓周方向相鄰的永磁體2磁極方向相反。定子結(jié)構(gòu)包括定子鐵心1和三相環(huán)形電樞繞組4，定子鐵心1包括定子軛6和定子齒組，定子齒組設(shè)置在定子軛6上，定子齒組由若干個定子齒5構(gòu)成，定子齒5沿定子軛6的徑向分為四排，位