[发明专利]低速多极同步发电机

说明书

技术领域

本发明涉及电气工程，具体涉及低速多极同步发电机的设计，特别是能够在风力机组的设计中获得广泛应用。 

背景技术

包括定子和扇形转子的磁电发电机是公知的（参见А.с.СССР No.861716）。定子具有由线圈制成的三相绕组，这些线圈每极布置一个线圈并结合成不同的线圈组。转子具有永久磁铁，这些永久磁铁沿着转子轴线布置在磁轭上。 

然而，这种发动机具有大的质量和尺寸，制造复杂，电流频率为50Hz，并且只有在转子高速旋转时才能实现，这对于发电机在风力机组设计中的使用是不允许的。 

与本发明最接近的是低速多极同步发电机（参见乌克兰发明专利公报No.42513，于2001年10月15日公布）。 

所述发电机包括具有由线圈制成的三相绕组的定子和具有永久磁铁的转子，这些线圈每极布置一个线圈并结合成不同的线圈组，这些永久磁铁沿着转子轴线布置在磁轭上。定子以带式n形分段形式制成，不过作为永久磁铁使用铁素体钡磁铁，并且转子极数与定子极数之比为8/9。 

所述发电机选定为原型。 

原型和本发明具有以下一般特征： 

－定子，以n形分段形式制成，具有由定子线圈制成的绕组； 

－定子线圈每极布置一个； 

－定子线圈组合成不同的线圈组； 

－转子； 

－永久磁铁，沿着转子布置在磁轭上。 

但是在原型的低速发电机的设计中，在径向方向上的磁场相互作用时产生的力被叠加并达到相当大的值。因此需要增大发电机的质量。 

发明内容

本发明的目的是提供一种低速多极同步发电机，其中，通过使定子线圈的导磁体相对于转子轴线旋转90并使工作间隙移动到转子的端表面， 消除相互作用的径向力，使磁场的相互作用力局部化，以及减少发电机的质量和尺寸指标。 

根据本发明的一个方面，提供了一种低速多极同步发电机，包括：定子，其以n形分段形式制成，具有由定子线圈制成的绕组，这些定子线圈每极布置一个线圈并组合成不同的线圈组；以及转子，其具有永久磁铁，这些永久磁铁沿着转子布置在磁轭上，转子以具有由永久磁铁构成的插入件的盘形式制成，这些永久磁铁相对于磁化方向交替地固定，转子上的永久磁铁以这样的方式相对于定子线圈的导磁体圆周位移地安装，即每第10个永久磁铁或者定子线圈的导磁体彼此对置布置，以极较多的一方为准。 

本发明提供一种经过改善的低速多极同步发电机的设计，其中，通过使定子线圈的导磁体相对于转子轴线旋转90°并使工作间隙移动到转子的端表面，消除相互作用的径向力，使磁场的相互作用力局部化，以及减少发电机的质量和尺寸指标。 

在原型的低速多极同步发电机中，在磁场相互作用时产生的力被叠加并达到相当大的值，这使设计受限制。 

与原型不同，在本发明的低速多极同步发电机中，转子和定子的磁力场的方向旋转90°，并使转子和定子之间的工作间隙移动到转子的端表面。 

在所提出的设计中，不产生径向作用力，而磁场相互作用力被局部化，并且定子线圈的导磁体被感受到。定子线圈的导磁体的旋转允许使发电机的工作频率增大到2倍，从而增大发电机的功率。 

附图说明

图1为本发明一种实施方式的低速多极同步发电机的定子和转子的剖面图。 

图2为图1所示的低速多极同步发电机中定子线圈和导磁体的结构示意图。 

图3为图1所示的低速多极同步发电机的控制电路图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细地说明。 

低速多极同步发电机包括壳体1，在壳体1上固定有具有定子线圈3的定子2，定子线圈3卷绕在n形导磁体4上。 

在低速多极同步发电机的轴上（图中轴未示出）固定有转子5，转子5以具有由永久磁铁6构成的插入件的盘形式制成。永久磁铁6相对于磁化方向交替地安装在转子5内。此时，永久磁铁6以这样的方式相对于定子 线圈3的导磁体4圆周位移地安装在转子5上，即每第10个永久磁铁6或者定子线圈3的导磁体4彼此对置布置，以极较多的一方为准。该比率确保了移动力的减少。 

在定子2和转子5之间的工作间隙由两个固定在定子线圈3的导磁体4上的止推环形滚珠轴承7来保证。 

定子线圈3组成线圈组8（图3），线圈组8形成相位区。 

在本发明的低速多极同步发电机中，相位区是十个。