[发明专利]一种风电电机转子及风电变桨用永磁电机

说明书

本发明公开了一种风电电机转子及风电变桨用永磁电机，风电电机转子包括定位瓦片永磁体，定位瓦片永磁体的内圆弧面中间设有沿径向并朝内凸出的卡块；铁芯冲片中心设有转轴孔，转轴孔的孔边设有N个呈圆周均布的圆弧形缺口，铁芯冲片上于转轴孔的外围还设有N个呈圆周均布的第一通孔，该第一通孔与圆弧形缺口错开设置，第一通孔上沿铁芯冲片的径向朝外设有开口槽，该开口槽宽度与卡块宽度相配合；本发明通过转子铁芯上若干个通孔设计，达到最小的转动惯量，使得转子加速时间比现有技术快20~40ms；每组永磁体设有1件定位瓦片永磁体，每组永磁体不均分，可以抑制定位力矩，提高定位精度，使得桨叶对准最佳的迎风角度，达到最优的发电效果。

技术领域

本发明涉及风电电机技术领域，特别涉及一种风电电机转子及风电变桨用永磁电机。

背景技术

风力发电属于清洁、可再生能源，近年来在全球装机量持续增长，单机容量持续增大。大容量风电机组可以有效降低风场的运营、维护成本，降低风力发电的成本。为达到平稳、安全控制风叶的目的，大容量风力发电机组广泛应用变桨系统，特别是海装型风力发电机组，对变桨系统驱动电机的响应速度、控制精度、防护等级提出了更高的要求。

现有风电变桨用永磁电机普遍存在以下不足：1、转子转动惯量大，使转子从静止加速到额定转速所需的加速时间长，导致电机动态响应速度达不到要求；2、风力发电变桨系统需要高的定位精度，以使得桨叶对准最佳的迎风角度，达到最优的发电效果。影响永磁变桨电机停转时定位精度的主要原因是永磁同步电机的定位力矩、齿槽转矩，即电动机不通电时所呈现出的磁阻力矩，该力矩力图使电动机转子定位于某一位置。通过反复试验分析对比发现，采用大小不均分瓦片永磁体，可以减小齿槽转矩、抑制定位力矩，但现有风电电机转子均设为若干件瓦片永磁体呈圆周均布，定位精度达不到要求； 3、低速平稳性是永磁变桨电机一个重要指标。目前其他同类产品多采用定子斜槽来保证低速平稳性，但定子斜槽加工工艺困难且成本较高；4、风力发电变桨电机运行环境恶劣，沙层、雨水常见，电机防护等级要求IP65以上，但现在风力发电变桨电机防护等级只能达到IP65。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电电机转子及风电变桨用永磁电机，以解决上述背景技术中提出的现有风电变桨用永磁电机响应速度慢，定位精度达不到要求，采用定子斜槽加工工艺困难，防护等级达不到要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种风电电机转子，包括薄钢套、瓦片永磁体和转子铁芯，所述转子铁芯由若干个圆盘形的铁芯冲片叠压组成，所述瓦片永磁体的外形为内径与转子铁芯外径相同的扇形，其特征在于还包括定位瓦片永磁体，所述定位瓦片永磁体外形为内径与转子铁芯外径相同的扇形，该扇形对应的圆心角设为360/N+5°至360/N+10°之间，所述N为电机总极数，所述定位瓦片永磁体的内圆弧面中间设有沿径向并朝内凸出的卡块；

所述铁芯冲片中心设有转轴孔，所述转轴孔的孔边设有N个呈圆周均布的圆弧形缺口，所述铁芯冲片上于转轴孔的外围还设有N个呈圆周均布的第一通孔，该第一通孔与圆弧形缺口错开设置，所述第一通孔上沿铁芯冲片的径向朝外设有开口槽，该开口槽宽度与卡块宽度相配合，所述第一通孔孔径设为铁芯冲片外径的16％～18％；

所述转子铁芯上沿轴向设有若干组永磁体，每组永磁体包括1件定位瓦片永磁体和N-1件瓦片永磁体，所述定位瓦片永磁体的卡块卡入开口槽内，定位一组永磁体，每组永磁体的内圆弧面均粘合于转子铁芯同一位置的外圆面上，围成一个完整的圆形，所述薄钢套套设于若干组永磁体外侧，将永磁体固定，所述转子铁芯上对应于每组定位瓦片永磁体的开口槽沿轴向错位排列，对应卡接的所述定位瓦片永磁体沿轴向错位排列，从而使瓦片永磁体均随定位瓦片永磁体一起沿轴向错位排列。

进一步的，所述铁芯冲片上设有六边形孔，用于若干片铁芯冲片叠压时方向定位作用。

进一步的，与定位瓦片永磁体相卡接的所述开口槽设为第一开口槽，与瓦片永磁体相对应的所述开口槽设为第二开口槽，所述第一开口槽宽度大于第二开口槽宽度，用于铁芯冲片压装时以第一开口槽定位，避免反向。