[实用新型]低速消谐同步发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，尤其是低速消谐同步发电机。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。风力发电机是利用风能驱动桨叶带动主轴，在定子与转子发生相对位移的时候切割磁力线，在线圈中产生电流。为了去掉高速发电机中的升速变速箱，低速直驱型发电机的直径都很大，具有较多的极对数。并采用一槽一极或多槽一极的形式，如中国专利200610014289.8公开的“模快化定子结构直驱型低速永磁同步风力发电机”，该发电机将定子铁心的内径圆周均匀的分成k₁扇区组，在每一扇区组A、B、C三相各占相同面积的1个扇区，1个扇区属于一相，每个扇区的定子铁心上均匀的设置有k₂个大齿，在相邻两个大齿之间设置有1个大槽，相邻大齿的齿距为一个极距，相邻的两个扇区之间的定子铁心上分别设置有1个小槽，两个小槽之间设置有一个小齿，每一个大齿上绕制有整距集中线圈。该发明的发电机线圈的端部最短，各齿上的集中线圈端部不相互叠压；各齿上的整距集中线圈是从第一个齿到最后一个齿连续缠绕的，非常适合机械绕制，便于维修和更换，并且发电机能够平稳地输出电功率。其中小槽和小齿的设置解决了三相交流电A、B、C各相之间相角应该相差120度的问题。但这种结构也同时带来铁芯的结构复杂、制造难度大的问题，输出电流谐波严重，难以满足风力发电机直接并网发电的要求

发明内容

本实用新型的目的是提供一种无需升速变速箱，结构简单、加工制造难度低，输出电压谐波含量低、可直接输出正弦波交流电并网发电的低速消谐同步发电机。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

本实用新型所述的低速消谐同步发电机包括外壳和安装在外壳内的主轴、转子，转子固定安装在主轴上，在转子的圆周上均匀分布多个磁极，在外壳内固定安装有定子铁芯，定子铁芯中设置定子线圈，其特征在于：将定子铁芯的的圆周平均分成两个以上的定子扇区组，各定子扇区组中带有数量相等、均匀分布的线圈槽，定子铁芯上任意两相临线圈槽之间齿的宽度相同；与定子扇区组相对应的转子的圆周上平均分成两个以上的转子扇区组，转子扇区组的数量与定子扇区组的数量相同，各转子扇区组中带有数量相等、均匀分布的磁极，每一转子扇区组中磁极的数量比一个定子扇区组中线圈槽的数量相差两个，转子圆周的上任意两相临磁极的极距相等；每一定子扇区组的线圈槽中设置有三相定子线圈，各相定子线圈分别占有相同面积的扇区，并按照Y接三相绕组的连接方式连接在一起。

所述的转子包括相对设置的两片爪极板，两片爪极板之间固定安装有永磁体和励磁铁芯，励磁铁芯上缠绕励磁线圈，永磁体和铁芯均匀分布在主轴的周围，在主轴上通过平键固定安装有连接套，两片爪极板分别固定安装在连接套的两端；爪极板为圆盘状，其边缘部分沿圆周均匀分布多个齿状的爪极，该爪极即为磁极，两片爪极板以爪极交错排列的形式相对平行设置，相临两个带有不同磁性的爪极构成一个磁极对。

采用上述技术方案以后，本实用新型具有如下优点：

1、定子线圈的线圈槽均匀分布，结构简单、生产加工难度低，节约原材料，降低造价；

2、输出电压谐波含量低，可满足直接并网发电的要求；

3、转子和定子铁芯分成相同结构的多个扇区组，对大直径发电机可实现模快化生产，降低生产和运输成本，维修方便；

4、齿磁转矩小，容易启动，发电机震动幅度和噪音都大幅度减小，可相应提高发电机的转速，使输出功率大。

5、采用励磁线圈改变磁通量的方法调整输出电压和无功功率，动作快、输出电压调整范围大，能满足多种工作情况的需求；

6、转子和定子直接安装在同一根轴上，安装精度高，转子和定子铁芯间的气隙大幅度减小，可大幅度降低制造成本和动磁能耗。

7、由于磁极的数量多于线圈槽的数量，可以很容易地设计成多极，从而容易实现低速发电，并满足并网频率要求。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是爪极板的展开结构示意图；

图4是输出电压的向量图；

图5是线圈槽的展开结构示意图。

具体实施方式