[发明专利]永磁对称盘式励磁交流同步发电机

说明书

技术领域：

本发明涉及永磁交流同步电机，特别是风力发电机所用低速发电机。

背景技术：

风力发电机是风轮采集风能通过发电机实现风能转换发电，风力发电机主要形式有水平轴风力发电机与立轴发电机，根据当地平均风速来决定设计风速、启动风速。设计风速在内地为5～7米/秒，在沿海为8～10米/秒，设计风速与启动风速高低与当地平均风速的适应性匹配能提高风能利用率。而启动风速一般在3米/秒左右，立轴风机比水平轴风机启动风速低一些，工作风速越高，则启动风速也随之提高。在内地、草原上一般平均风速低些，平均风速越低的地方就要求启动风速越低，为适应一般永磁电机定转子间隙小阻力大，起动力矩也大，不能适应300转/分启动风速的要求。因而目前已有风力发电机采用永磁盘式励磁交流同步发电机，其启动风速可以低到1～2米/秒。

现有永磁盘式励磁交流同步发电机结构由机座、机壳、主轴、圆环盘式绕组线圈定子、盘式永磁转子及轴承组成，盘式绕组线圈定子为在平面片状层叠槽式铁芯上绕组线圈，而后外裹环氧树脂层，转子为单盘座上固定若干块永久磁铁，永久磁铁朝向定子，主轴穿过盘座并固定，再空心穿过定子中空两头后通过轴承套合在机座上。这种结构比普通永磁电机简单成本低，尤其是铁芯与永久磁铁端面总间隙大，这间隙包括线厚、树脂层厚、保留空气隙，三者约有16mm左右，由于间隙大所以起动力矩小，符合低速风力发电机要求，尤其是低启动风速要求。

但是这种单盘式转子结构存在永久磁铁与铁芯之间的磁吸力，由于定子绕线、转子制作与安装不可能保证其平面度非常精确，因而两者不同相位、不同部位之间磁吸力存在差异，该差异引起气隙不匀，相对旋转时会产生摇摆力，也就引发振动，而摇摆振动的后果则是使气隙更为不匀产生恶性循环，严重的产生定转子之间单元定环点摩擦。此外，风力发电机工作环境是在不同风速状态下，瞬间风速变化大，高变化率也会使风机产生振动，这种振动传递到电机则同样引起定转子振动，单盘磁吸力在振动状态下则起到叠加变劣作用。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种永磁对称盘式励磁交流同步发电机。

本发明的方案是：增设一个盘座上固定有若干块永久磁铁的转子，所述转子结构形状与原转子完全相同，所述转子的盘座中央孔套合固定在主轴上并以盘式绕组线圈定子径向中心平面为参照面与原转子对称分布。

本发明的优点在于：增设对称转子，使两转子与定子之间磁吸力引起的轴向力互为平衡，其间空气隙稳定，电机运转稳定，寿命长，同时带钢卷绕式铁芯工艺简化，成本降低。

附图说明：

附图为本发明结构示意图。

具体实施方式：

本发明的结构由机座(5)、机壳(2)、主轴(4)、圆环盘式绕组线圈定子(3)、盘式永磁转子(1)及轴承组成，其特征在于：增设一个盘座上固定有若干块永久磁铁的转子(1)，所述转子(1)结构形状与原转子(1)完全相同，所述转子(1)的盘座中央孔套合固定在主轴(4)上并以盘式绕组线圈定子(3)径向中心平面为参照面与原转子(1)对称分布。

圆环盘式绕组线圈定子(3)的铁芯呈带钢卷绕层叠圆环盘状，绕组线圈直接绕在圆环盘状铁芯内外圆的外廓上。

铁芯用带钢卷绕同时铁芯不开槽，比起平面板片层叠节省了冲压工序，也节省了毛边料，工艺简单，成本降低。