[发明专利]一种齿槽效应小的复合励磁同步发电机

说明书

技术领域

本发明涉及励磁同步发电机，由其是涉及一种具有超强负荷特性和齿槽效应小的复合励磁同步发电机。

背景技术

目前，我国的同步发电机应用十分广泛。为了减小体积和重量，永磁同步发电机和电励磁与永磁相结合的复合励磁发电机，也在日益增多。实践中发现永磁发电机和复合励磁发电机在应用时存在着诸多的技术问题。对于较大型的永磁发电机和复合励磁发电机的齿槽效应问题极为明显，启动阻力很大，直接影响发电机的启动性能。在风力发电机上尤其明显。现有常采取利用转子斜极，定子斜槽和定子分数槽方法解决齿效应问题，但效果并不显著。而这种方法还直接影响到同步发电机定子绕组的整矩系数。而对于小型复合励磁同步发电机，多以永磁体为主励磁，磁极上的永磁体尺寸很厚，磁动势很大影响电压调整效果；电励磁为补助励磁，励磁绕组匝数很少。其负载调整特性也远不如传统的电流励磁发电机。

发明内容

本发明为了解决现有较大型的永磁发电机和复合励磁发电机的齿槽效应问题极为明显，启动阻力很大，直接影响发电机的启动性能；而解决上述问题的现有方法的效果并不显著；而现有方法还直接影响到同步发电机定子绕组的整矩系数；而对于小型复合励磁同步发电机，多以永磁体为主励磁，磁极上的永磁体尺寸很厚，磁动势很大影响电压调整效果，电励磁为补助励磁，励磁绕组匝数很少，其负载调整特性也远不如传统的电流励磁发电机的问题，提供了一种齿槽效应小的复合励磁同步发电机，解决该问题的具体技术方案如下：

本发明的一种齿槽效应小的复合励磁同步发电机，电机的转子采用分极式结构，在转子极轭的表面设有多个永磁体，永磁体的极性相同，在两个相邻的永磁体之间设有非导磁空间，非导磁空间具有一定的尺寸，永磁体的厚度能使永磁体磁饱和值达到70％～85％。

本发明的一种齿槽效应小的复合励磁同步发电机，电机的转子采用分极式结构与定子的结构相配合，能削弱同步发电机内的齿槽效应；提高了发电机定子绕组的整矩系数，减小发电机的启动阻力和运行噪音；通过对永磁体厚度磁动势的选择，能使复合励磁发电机在励磁电流增加时，主磁通量增大，提高了复合励磁发电机的负载特性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。图中3是定子槽口。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1描述本实施方式。本实施方式由定子铁芯1、定子齿2、定子齿轭4、转子极轭6、永磁体7、非导磁空间8和转子绕组9组成，在定子铁芯1上开有槽5，定子齿2设在相邻两个槽5的中间，在转子极轭6的表面上设有不完全相同或完全不同尺寸的多个永磁体7，永磁体7选用钕铁硼磁性材料，永磁体7的极性相同，在两个相邻的永磁体7之间设有非导磁空间8，永磁体7相互间的距离保持一定的比例。

具体实施方式二：结合图1描述本实施方式。本实施方式的永磁体的厚度能使永磁体磁饱和值达到70％～85％。

具体实施方式三：结合图1描述本实施方式。本实施方式根据定子内径的尺寸的不同，永磁体7和定子齿2的尺寸按比例放大或缩小，但永磁体7和定子齿2的个数不变。

具体实施方式四：结合图1描述本实施方式。本实施方式的定子内径的尺寸不同，非导磁空间8的外弧长不同。

具体实施方式五：结合图1描述本实施方式。本实施方式的定子上开有36个槽，定子内径136毫米，磁极为极发电机；定子的齿轭长度为8.5毫米，槽口3长3.4毫米；转子的每极磁极(每极由三个永磁体7组成)对应定子7个齿；转子永磁体7-a为24.5毫米；永磁体7-b为25毫米；永磁体7-c为24.5毫米；非导磁空间8的外弧长为3毫米。

具体实施方式六：结合图1描述本实施方式。本实施方式的转子极面上的每组永磁体7可错位设置。

具体实施方式七：结合图1描述本实施方式。本实施方式的转子极面非导磁空间8的尺寸与定子槽口3的尺寸成比例为3∶3.4。

此例可以得出，转子每个极上的每个永磁体7对应定子上齿的表面积各不相同，当转子转动时，相对应定子上的齿面积也不相同，但有一定的比例关系。实验得出齿槽效应产生的启动阻力趋近于零。

本发明的这种分极式结构，也可组成其它形式的排列。使其在转子极面形成多个不完全相等的同极性磁极，并保持一定比例的位置关系。使之对应定子个齿之间不同方向的力相互抵消。