專利名稱：大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機屬電機類風(fēng)力 發(fā)電機。二、 技術(shù)背景風(fēng)電是干凈的能源，可以減小傳統(tǒng)化石能源的消耗和環(huán)境污染，積極地開 發(fā)利用風(fēng)電對改善能源結(jié)構(gòu)，保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。目前，風(fēng)電技術(shù)正在 向高效率，高可靠，低成本的方向發(fā)展，永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電方案省去齒輪箱和電刷滑環(huán)結(jié)構(gòu)，滿足這一要求。大容量永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速較低，兆瓦級直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn) 速一般1MW為15 30 r/min左右，1.5-2.0M W為10 20r/min左右，故電機具有多極、 大直徑和大轉(zhuǎn)矩的特點。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的定子為高磁導(dǎo)率的硅鋼片疊片結(jié) 構(gòu)，繞組嵌入電機定子槽中，轉(zhuǎn)子一般采用稀土永磁體勵磁。電機定子不僅受到 切向的電磁轉(zhuǎn)矩，而且受到脈動的徑向麥克斯韋力。徑向麥克斯韋力不產(chǎn)生有效 轉(zhuǎn)矩，但會引起電機的振動和形變。由于永磁直驅(qū)電機的直徑較大，徑向麥克斯 韋力的影響不可忽略。已有削弱徑向麥克斯韋力影響的技術(shù)主要有兩種，第一種技術(shù)為增加機械支 撐結(jié)構(gòu)件尺寸。以文章"10 MW Wind Turbine Direct-Drive Generator Design with Pitch or Active Speed Stall Control" by H. Polinder, D. Bang, IEEE 2007報道的 10MW的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機為例，定漿距永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機有效材料重量為 91噸，機械支撐結(jié)構(gòu)件重量為407噸，變漿距永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機有效材料重 量為65噸，機械支撐結(jié)構(gòu)件重量為260噸，機械支撐結(jié)構(gòu)件的重量約為有效材 料重量的4倍。可此可以看出，該技術(shù)不僅大大增加了風(fēng)力發(fā)電機的體積和重量， 而且提高了風(fēng)力發(fā)電機的成本。第二種技術(shù)為電機定子采用非導(dǎo)磁材料。以英國Durham大學(xué)可再生能源研究中心的E.Spooner教授提出了無鐵心永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機為例，定轉(zhuǎn)子間沒有電磁 吸力，也沒有齒槽轉(zhuǎn)矩和鐵心損耗，且電機重量僅有鐵心電機有效材料重量的 25~30%。由于該電機采用的敞開式磁路，電機的氣隙磁密低(0.25T左右)，因 此電機的直徑太大(風(fēng)機直徑為100時，電機直徑為26m)，這不僅會因此引起 電機的運輸和裝配困難，而且會引起較大風(fēng)阻損耗。因此，尋求低徑向麥克斯韋拉力和高氣隙磁密的輕型永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機新 結(jié)構(gòu)，成為本發(fā)明的初衷。三、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了機械結(jié)構(gòu)重量輕，體積小的 大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機。本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，由電機定子、 轉(zhuǎn)子及其相關(guān)結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。電機定子為齒槽結(jié)構(gòu)，電樞繞組嵌入槽中。電機定子 材料為非導(dǎo)磁的高強度復(fù)合材料，例如纖維化合物。這類材料具備了電機負(fù)載所需的機械強度且磁導(dǎo)率與空氣相同，用它代替高磁導(dǎo)率的硅鋼片，不僅使電機定 子受到的麥克斯韋力為零，而且質(zhì)量很輕。本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 類型可分為大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機和大容量輕型永磁軸 向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機兩種。本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，包括電機轉(zhuǎn)子，電樞繞 組，電機定子。轉(zhuǎn)子由內(nèi)轉(zhuǎn)子組件、外轉(zhuǎn)子組件和非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件三部分組 成。內(nèi)轉(zhuǎn)子組件包括內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體和內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部，其中內(nèi) 轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部為一圓環(huán)，材料采用非導(dǎo)磁的高強度復(fù)合材料或高導(dǎo)磁材 料。內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體按周向貼在內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部的外表面，其磁 極滿足S極-N極-S極的規(guī)律。外轉(zhuǎn)子組件包括外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體和 外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部，其中外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部為一圓環(huán)，材料采用非導(dǎo)磁 的高強度復(fù)合材料或高導(dǎo)磁材料。外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體按周向貼在外轉(zhuǎn)子組 件的轉(zhuǎn)子軛部的內(nèi)表面，其磁極滿足N極-S極-S極- 的規(guī)律。內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部和外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部的左側(cè)端面分別固定在非磁導(dǎo)率的轉(zhuǎn)子結(jié) 構(gòu)件的右側(cè)端面。內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體和外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體數(shù)目相 等，幾何中心對齊。相對的內(nèi)外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體的磁極極性相反，形成串 聯(lián)磁路，產(chǎn)生徑向氣隙磁場。電機定子置于兩轉(zhuǎn)子組件之間，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土 永磁體外表面與電機定子內(nèi)表面之間形成氣隙，外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體內(nèi)表面 與電機定子外表面之間形成另外一個氣隙，電機定子的電樞繞組為集中非疊繞 組，電樞繞組的端部短，銅損低。電樞繞組的極對數(shù)與轉(zhuǎn)子極對數(shù)相同。電機定 子與風(fēng)機的定子直接相連，電機轉(zhuǎn)子的非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件的內(nèi)表面或內(nèi)轉(zhuǎn)子組 件的轉(zhuǎn)子軛部內(nèi)表面固定在風(fēng)機的轉(zhuǎn)子上。本發(fā)明的大容量輕型永磁軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，轉(zhuǎn)子由左轉(zhuǎn)子組 件、右轉(zhuǎn)子組件和非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件三部分組成。左轉(zhuǎn)子組件包括左轉(zhuǎn)子組件 的稀土永磁體和左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部，其中左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部為一圓環(huán)， 材料采用非導(dǎo)磁的高強度復(fù)合材料或高導(dǎo)磁材料。左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體按周 向貼在左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部的右側(cè)端面，其磁極滿足S極-N極-S極的規(guī)律。右轉(zhuǎn)子組件包括右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體和右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部，其中右 轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部為一圓環(huán)，材料采用非導(dǎo)磁的高強度復(fù)合材料或高導(dǎo)磁材 料。右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體按周向貼在右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部的左側(cè)端面，其磁極滿足N極-S極-S極的規(guī)律。左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部和右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn) 子軛部的外表面分別固定在非磁導(dǎo)率的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件的內(nèi)表面。左轉(zhuǎn)子組件的稀土 永磁體和右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體數(shù)目相等，且?guī)缀沃行膶R。相對的左右轉(zhuǎn)子 組件的稀土永磁體的磁極極性相反，形成串聯(lián)磁路，產(chǎn)生軸向氣隙磁場。電機定 子置于兩轉(zhuǎn)子組件之間，左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體右表面與電機定子左表面之間 形成氣隙，右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體左表面與電機定子右表面之間形成另外一個 氣隙，電機定子的電樞繞組為集中非疊繞組，電樞繞組的端部短，銅損低。電樞 繞組的極對數(shù)與轉(zhuǎn)子極對數(shù)相同。電機定子與風(fēng)機的定子直接相連，電機轉(zhuǎn)子的 左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部內(nèi)表面固定在風(fēng)機的轉(zhuǎn)子上。本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，相數(shù)可以為3 相，也可以為多相。本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，與現(xiàn)有技術(shù) 相比，電機定子材料的磁導(dǎo)率近似等于空氣磁導(dǎo)率，使定、轉(zhuǎn)子之間的麥克斯韋 力為零，電機的機械結(jié)構(gòu)只承擔(dān)電機負(fù)載所需的機械強度，從而大大降低了永磁 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的重量和成本。轉(zhuǎn)子采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，且內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的永磁鐵磁 路為串聯(lián)，形成閉合式磁路，不僅可以減小永磁體的散磁，而且可以提高電機的 氣隙磁密，減小風(fēng)力發(fā)電機的直徑。四

圖1是大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子截面圖。 圖3是大容量輕型永磁軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。 上述圖中標(biāo)號名稱l.氣隙a， 2.內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體，3.轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件 A， 4.氣隙b， 5.外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體，6.外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部，7.電樞 繞組，8.電機定子，9.內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部，10.風(fēng)機的定子，11.風(fēng)機的轉(zhuǎn) 子，12.左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體，13.左轉(zhuǎn)子組件的軛部，14.轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件B， 15.右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體，16.右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部。五具體實施方式
由于相數(shù)大于3的大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機與相 數(shù)等于3的大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)相似，下面 以3相大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機來說明具體的實施方 式。本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 類型可分為大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機和大容量輕型永磁軸 向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機兩種。本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，由電樞繞組7、電 機定子8、轉(zhuǎn)子及其相關(guān)結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。電機定子8為齒槽結(jié)構(gòu)，材料為非導(dǎo)磁的 高強度復(fù)合材料，例如纖維化合物，這類材料具備了電機負(fù)載所需的機械強度且 磁導(dǎo)率與空氣相同，用它代替高磁導(dǎo)率的硅鋼片，不僅使電機定子8受到的麥克 斯韋力為零，而且質(zhì)量卻很輕。電樞繞組7為集中非疊繞組，嵌放于電機定子8 的槽中。電樞繞組7的相數(shù)為3，通過三相對稱電流后，產(chǎn)生磁場的極對數(shù)等于 轉(zhuǎn)子永磁磁場的極對數(shù)。本發(fā)明的大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，轉(zhuǎn)子由內(nèi)轉(zhuǎn)子組 件、外轉(zhuǎn)子組件和非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件A3三部分組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子組件包括內(nèi)轉(zhuǎn)子 組件的稀土永磁體2和內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部9，其中內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部9 為一圓環(huán)，材料采用非導(dǎo)磁的高強度復(fù)合材料或高導(dǎo)磁材料。內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土 永磁體2按周向貼在內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部9的外表面，其磁極滿足S極-N極 -S極-……的規(guī)律。外轉(zhuǎn)子組件包括外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體5和外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn) 子軛部6，其中外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部6為一圓環(huán)，材料采用非導(dǎo)磁的高強度復(fù) 合材料或高導(dǎo)磁材料。外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體5按周向貼在外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子 軛部的內(nèi)表面，其磁極滿足N極-S極-S極的規(guī)律。內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部 9和外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部6的左側(cè)端面分別固定在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件A3的右側(cè)端面。 內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體2和外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體5數(shù)目相等，且?guī)缀沃行?對齊。相對的內(nèi)轉(zhuǎn)子組件稀土永磁體2和外轉(zhuǎn)子組件稀土永磁體5的磁極極性相 反，形成串聯(lián)磁路，產(chǎn)生徑向氣隙磁場，如圖1和圖2中箭頭所示。磁場路徑由 內(nèi)轉(zhuǎn)子的磁極N極—氣隙a 1—電機定子電樞繞組7—氣隙b 4—外轉(zhuǎn)子的磁極S 極—外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部6—外轉(zhuǎn)子的磁極N極—氣隙b 4—電機定子電樞繞 組7^氣隙al4內(nèi)轉(zhuǎn)子的磁極S極4內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部9—內(nèi)轉(zhuǎn)子的磁極N 極，如圖2所示。永磁磁路為閉合式磁路，可有效減小永磁體的散磁，提高氣隙 磁密，減小電機的直徑。電機定子8置于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件和外轉(zhuǎn)子組件之間，電機定 子8直接固定于風(fēng)機的定子10上，電機轉(zhuǎn)子的非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件A3的內(nèi)表面或內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部9的內(nèi)表面固定在風(fēng)機的轉(zhuǎn)子11上。本發(fā)明的大容量輕型永磁軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，由電樞繞組7、電 機定子8、轉(zhuǎn)子及其相關(guān)結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。電機定子8為齒槽結(jié)構(gòu)，材料為非導(dǎo)磁的 高強度復(fù)合材料，例如纖維化合物，這類材料具備了電機負(fù)載所需的機械強度且 磁導(dǎo)率與空氣相同，用它代替高磁導(dǎo)率的硅鋼片，不僅使電機定子8受到的麥克 斯韋力為零，而且質(zhì)量卻很輕。電樞繞組7為集中非疊繞組，嵌放于電機定子8 的槽中。電樞繞組7的相數(shù)為3，通過三相對稱電流后，產(chǎn)生磁場的極對數(shù)等于 轉(zhuǎn)子永磁磁場的極對數(shù)。本發(fā)明的大容量輕型永磁軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，轉(zhuǎn)子由左轉(zhuǎn)子組 件、右轉(zhuǎn)子組件和非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件B 14三部分組成。左轉(zhuǎn)子組件包括左轉(zhuǎn) 子組件的稀土永磁體12和左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部13，其中左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛 部13為一圓環(huán)，材料采用非導(dǎo)磁的高強度復(fù)合材料或高導(dǎo)磁材料。左轉(zhuǎn)子組件 的稀土永磁體12按周向貼在左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部13的右側(cè)端面，其磁極滿足 S極-N極-S極-……的規(guī)律。右轉(zhuǎn)子組件包括右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體15和右轉(zhuǎn) 子組件的轉(zhuǎn)子軛部16，其中右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部16為一圓環(huán)，材料采用非導(dǎo) 磁的高強度復(fù)合材料或高導(dǎo)磁材料。右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體15按周向貼在右 轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部16的左側(cè)端面，其磁極滿足N極-S極-S極一…的規(guī)律。左 轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部13和右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部16的外表面分別固定在轉(zhuǎn)子結(jié) 構(gòu)件B 14的內(nèi)表面。左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體12和右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體 15數(shù)目相等，且?guī)缀沃行膶R。相對的左轉(zhuǎn)子組件稀土永磁體12和右轉(zhuǎn)子組件 稀土永磁體15的磁極極性相反，形成串聯(lián)磁路，產(chǎn)生軸向氣隙磁場，如圖3中 箭頭所示。電機定子8置于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件和外轉(zhuǎn)子組件之間，電機定子8直接固定 于風(fēng)機的定子10上，電機轉(zhuǎn)子的左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部13內(nèi)表面固定在風(fēng)機的 轉(zhuǎn)子11上。
權(quán)利要求
1、一種大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，包括電機轉(zhuǎn)子，電樞繞組(7)和電機定子(8)，其特征在于，所述的電機定子(8)為齒槽結(jié)構(gòu)，材料為非導(dǎo)磁的高強度復(fù)合材料，電樞繞組(7)為集中非疊繞組，嵌放于電機定子(8)的槽中，所述的轉(zhuǎn)子由內(nèi)轉(zhuǎn)子組件、外轉(zhuǎn)子組件和非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件A(3)三部分組成，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件包括內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(2)和內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(9)，其中內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(9)為一圓環(huán)，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(2)按周向貼在內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(9)的外表面，其磁極滿足S極-N極-S極-……的規(guī)律，外轉(zhuǎn)子組件包括外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(5)和外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(6)，其中外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(6)為一圓環(huán)，外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(5)按周向貼在外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(6)的內(nèi)表面，其磁極滿足N極-S極-S極-……的規(guī)律，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(9)和外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(6)的左側(cè)端面分別固定在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件A(3)的右側(cè)端面，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(2)和外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(5)數(shù)目相等，且?guī)缀沃行膶R，相對的內(nèi)轉(zhuǎn)子組件稀土永磁體(2)和外轉(zhuǎn)子組件稀土永磁體(5)的磁極極性相反，形成串聯(lián)磁路，產(chǎn)生徑向氣隙磁場，電機定子(8)置于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件和外轉(zhuǎn)子組件之間，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(2)外表面與電機定子(8)內(nèi)表面之間形成氣隙a(1)，外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(5)內(nèi)表面與電機定子(8)外表面之間形成氣隙b(4)，電機定子(8)直接固定于風(fēng)機的定子(10)上，電機轉(zhuǎn)子的非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件A(3)的內(nèi)表面或內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(9)的內(nèi)表面固定在風(fēng)機的轉(zhuǎn)子(11)上。
2、 一種大容量輕型永磁軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，包括電機轉(zhuǎn)子，電樞繞 組(7)和電機定子(8)，其特征在于，所述的電機定子(8)為齒槽結(jié)構(gòu)，材料為非導(dǎo) 磁的高強度復(fù)合材料，電樞繞組(7)為集中非疊繞組，嵌放于定子(8)的槽中，所 述的轉(zhuǎn)子由左轉(zhuǎn)子組件、右轉(zhuǎn)子組件和非導(dǎo)磁的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件B (14)三部分組成， 左轉(zhuǎn)子組件包括左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(12)和左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(13)，其 中左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(13)為一圓環(huán)，左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(12)按周向貼 在左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(13)的右側(cè)端面，其磁極滿足S極-N極-S極的規(guī)律， 右轉(zhuǎn)子組件包括右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(15)和右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(16)，其 中右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(16)為一圓環(huán)，右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(15)按周向貼在右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(16)的左側(cè)表面，其磁極滿足N極-S極-S極的規(guī) 律，左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(13)和右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(16)的外表面分別固定 在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件B(14)的內(nèi)表面，左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(12)和右轉(zhuǎn)子組件的稀 土永磁體(15)數(shù)目相等，且?guī)缀沃行膶R，相對的左轉(zhuǎn)子組件稀土永磁體(12)和 右轉(zhuǎn)子組件稀土永磁體(15)的磁極極性相反，形成串聯(lián)磁路，產(chǎn)生軸向氣隙磁場， 電機定子(8)置于左轉(zhuǎn)子組件和右轉(zhuǎn)子組件之間，左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(12) 右表面與電機定子(8)左表面之間形成氣隙a (1)，右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(15) 左表面與電機定子(8)右表面之間形成氣隙b (4)，電^l定子(8)直接固定在風(fēng)機的 定子(10)上，電機轉(zhuǎn)子的左轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(13)內(nèi)表面固定在風(fēng)機的轉(zhuǎn)子(11) 上。
全文摘要
一種大容量輕型永磁徑向/軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，屬電機類風(fēng)力發(fā)電機。其中大容量輕型永磁徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(2)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件A(3)，外轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(5)，外轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(6)，電樞繞組(7)，電機定子(8)，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(9)。大容量輕型永磁軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機不同的是，轉(zhuǎn)子組件稱為左轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(12)，左轉(zhuǎn)子組件的軛部(13)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件B(14)，右轉(zhuǎn)子組件的稀土永磁體(15)，右轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子軛部(16)。兩種電機的機械結(jié)構(gòu)只需承擔(dān)電機負(fù)載所需的機械強度，降低了重量和成本，轉(zhuǎn)子采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，且內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的永磁體磁路為串聯(lián)，形成閉合式磁路，減小了永磁體的散磁，提高了氣隙磁密，減小了風(fēng)力發(fā)電機的直徑。
文檔編號H02K3/12GK101272064SQ20081002477
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者嚴(yán)仰光, 朱德明, 王慧貞, 龔春英 申請人:南京航空航天大學(xué)