[发明专利]复合式永磁同步电机

说明书

技术领域

本发明是与一种复合式永磁同步电机有关，尤指一种可任意切换为三相、六相或九相的不同的相位，而可与不同电压110/220/440V的市电侧进行并联的复合式永磁同步电机。

背景技术

电能对人类而言，已经成为一种不可或缺的能源。以目前而言，火力发电仍是目前世界上发电厂最多发电量也最大的一种发电方式。火力发电主要是以燃绕煤、石油、天然气等化石燃料，来加热水并产生蒸气以推动发电机。然而，火力发电会对环境造成相当大的负担，例如增加二氧化碳或增加酸雨机率等。

另外，核能发电亦是目前世界上相当常用的一种发电方式。核能发电是利用可控制的核反应来获取能量，从而得到动力、热量和电能。然而核能发电最大的缺点就是核废料的处理。核废料具有放射性，因此放射性废料都需要与外界隔绝。虽然物质的放射性会随时间而减弱，但核能发电所产发的核废料通常需要封存数年，而某些高级废料则有可能需要封藏上千年。

此外，由于全球能源日渐消耗，根据美国能源部经由美国能源信息协会的国际能源展望2006年报告预测，在2003年到2030年，全球能源消秏将以每年成长2％的速度成长。相较之下，全球风力发电系统亦随之快速成长，而由1995年的4.8GW到2005年的58GW平均每年成长24％，因此提高风力发电系统的效率以及减少其重量和体积便成为相关领域的未来发展趋势。

风力发电是利用空气流动来做功，并进而提供给人类一种可利用的能量。当空气流速越高，动能就越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作，来推动发电机以产生电力。相较于火力或是核能发电。风力发电于对环境的污染相对较低，也不会有废料的问题需要处理，再者，风能是大自然中取之不尽能源，亦不受到石化能源短缺的影响。

于风力发电系统中，由于其发电机侧的电流谐波很高，因此将对其发电机产生不良的影响，而造成例如机械效率的降低、谐波频率易造成铁损与铜损而导致发电机容易过热、转矩的损耗、产生噪音以及最后产生机械震动等等问题。因此，如何有效降低发电机侧的电流谐波以提高效率，为风力发电系统中，更甚至是所有发电系统中极欲改善的一课题。

传统上，电机结构多以三相电机结构为主，例如常见的三相发电机、或三相电动机。再者，为随着科技的进步与人类用电量的提升，传统的三相电机结构已无法满足需求。因此，具有六相结构的电机结构便因应而生。除此之外，更有研究做出具有三相及六相切换的电机结构，除可再提高导体的的利用率，亦可提高电机结构运转时的可靠度及安全性。

然而，具有三相及六相切换的电机结构亦已无法达到现今业界的需求，业界极需要一种创新的电机结构。因此，本发明的发明人乃研发出一种创新的复合式电机结构，其是具有可任意切换至三相、六相或九相等的不同的相位。其中，由于单一九相电机结构为一创新的电机结构，因为其特殊的槽极数配置及电工角度的匹配等问题，使得九相电机结构在制作上便具有相当的难度，更不用说是构建出可进一步与三相及六相进行切换的电机结构。本发明的发明人克服前述已知技艺的问题与困难，而进一步研发出本发明的可任意切换至三相、六相或九的复合式电机结构，其不仅可适用于风力发电机中，亦可适用于任何电机结构中，实为业界带来创新的发明。

发明内容

本发明的一目的在于提供一永磁同步电机模块，以使本发明的永磁同步电机模块能任意切换为三相、六相或九相的不同的相位。

本发明的另一目的在于提供一种复合式永磁同步电机，以使本发明的复合式永磁同步电机能任意切换为三相、六相或九相的不同的相位。

本发明的再一主要目的在于提供一种复合式永磁同步电机，以使此复合式永磁同步电机能与不同电压110/220/440V的市电侧作并联，亦可降低发电机的涟波因素，进而降低发电机在运转时的噪音，同时提升发电机的输出效率。

为达成上述目的，本发明的复合式永磁同步电机包括：一转子单元；以及一定子单元，此定子单元是将此转子单元包围于其中；其中，此转子单元设置有P个转子磁石，此定子单元则具有S个槽，其中，P是代表前述的永磁同步电机模块(或前述的复合式永磁同步电机)的极数，而S则代表其的槽数；此外相邻的两槽之间并具有一齿部，每一该些齿部均有一线圈缠绕于其上；其中，P为38N、S为36N，而N为正整数；或P为34M、S为36M，而M为正整数。