[发明专利]一种异形转子极双凸极无刷直流励磁电机和发电机

说明书

本发明公开了一种异形转子极双凸极无刷直流励磁电机，包括定子和无绕组的转子，定子上套装有电枢绕组和励磁绕组，通电时，三相电枢绕组通过IGBT控制产生扭转磁力，做为驱动机时的输出扭矩，所述转子极齿设计成扇形，且转子极齿端部宽度大于定子极齿端部的宽度；本发明还公开了一种异形转子极双凸极无刷直流励磁发电机，包括定子和无绕组的转子，定子上套装有电枢绕组和励磁绕组，转子转动时，三相电枢绕组产生的交流电，通过二极管整流电路输出直流电，所述转子极齿设计成扇形，且转子极齿端部宽度大于定子极齿端部的宽度。通过上述方式，本发明能够克服双凸极电机和发电机应用中低转速下扭矩波动大的问题。

技术领域

本发明涉及双凸极电机或发电机领域，特别是涉及一种异形转子极双凸极无刷直流励磁电机和发电机。

背景技术

目前国内外所使用的双凸极电机或发电机，其定子极宽和转子极宽都是相同的。主要有两种，第一种是内转子双凸极电机或发电机，90年代末南京航空航天大学申请的双凸极无刷直流发电机(CN1099155C)应用这种结构，它包括定子(1)和无绕组的转子(2)，定子上套装有电枢绕组(3)和励磁绕组(4)，三相电枢绕组产生的交流电通过二极管整流电路输出直流电。本电机结构简单，体积小，重量轻，功率密度大，可靠性好，成本低，具有广阔的应用前景，尤其在航空航天领域中更具有重要意义。

第二种是外转子电机或发电机，南京航空航天大学申请的三相外转子电励磁双凸极风力发电机(CN101183804A)应用这种结构，该三相外转子电励磁双凸极风力发电机由8齿外转子(1)、6齿内定子(2)以及定子上镶嵌六个电枢绕组(A1、A2、B1、B2、C1、C2)和励磁绕组(L)构成，其中定子上相对齿上绕组串连成一相，构成三相发电机。给励磁绕组通入直流电后，随着风轮机带动电机外转子旋转，三相绕组直接通过三相整流桥输出，本发明三相外转子电励磁双凸极风力发电机结构简单、低速性能好，适用于直驱式风力发电系统。

这两种双凸极电机或发电机，其特点是受双凸极电机定转子定位力矩波动大的影响，这两种双凸极电机或发电机的输出转矩在低转速时波动很大且经常存在负转矩波动。这个弱点限制了这两种双凸极电机或发电机的应用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种异形转子极双凸极无刷直流励磁电机和发电机，能够克服双凸极电机和发电机应用中低转速下扭矩波动大的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种异形转子极双凸极无刷直流励磁电机，包括定子和无绕组的转子，定子上套装有电枢绕组和励磁绕组，通电时，三相电枢绕组通过IGBT控制产生扭转磁力，做为驱动机时的输出扭矩，所述转子极齿设计成扇形，且转子极齿端部宽度大于定子极齿端部的宽度。

在本发明一个较佳实施例中，所述转子极齿端部以其中心线为基准，在转子极齿前沿和后沿对称延伸一个扇形角度，使转子极齿端部总宽度大于定子极齿端部的宽度。

在本发明一个较佳实施例中，所述转子极齿端部的两端靠近定子极齿端部处分别设置有倒角。

在本发明一个较佳实施例中，所述定子与转子均由硅钢片叠片构成，其基本结构为6N/4N齿结构，即定子齿数为6N，转子齿数为4N。

在本发明一个较佳实施例中，定子极沿圆周等间隔分布，分布间隔为一个定子极距＝360゜/6N，其中6N为定子极数，N＝1、2、3、4。

在本发明一个较佳实施例中，转子轭两侧的转子极沿圆周等间隔分布，分布间隔为一个转子极距＝360゜/4N，其中4N为转子极数，N＝1、2、3、4。

本发明采用的另一个技术方案是：提供一种异形转子极双凸极无刷直流励磁发电机，包括定子和无绕组的转子，定子上套装有电枢绕组和励磁绕组，转子转动时，三相电枢绕组产生的交流电，通过二极管整流电路输出直流电，所述转子极齿设计成扇形，且转子极齿端部宽度大于定子极齿端部的宽度。