[实用新型]大容量双C型定子双盘式转子横向磁通永磁风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种横向磁通发电机，特别是一种利用三面气隙的高性能和直接驱动领域的大容量外转子三面定子横向磁通永磁风力发电机。

背景技术

化石能源的不可再生性和对环境的严重污染威胁着人类社会可持续发展，大力开发利用新能源和可再生能源等清洁能源已成为全球多数国家的共识。可再生能源技术中风能开展相关研究较早，技术最为成熟，经济性最好。全球风电装机总容量已突破230GW，我国风能资源丰富，发展势头迅猛，开发利用前景广阔。风力发电机（Wind Generator）是风电系统的核心装备，其电气和机械性能的优劣直接影响着风电能量转换的效率以及系统的成本与可靠性。

根据电机原理，一定功率前提下要减小电机直径、体积和重量，就必须增大电磁力。电磁力正比于磁通量和电流，传统径向磁通和轴向磁通电机中，导向磁通的铁心和传导电流的导线处于同一平面内，在电机直径一定的情况下，增加铁心面积和增大导体截面积相互矛盾。横向磁通电机（Transverse Flux Motor-TFM）解决了这个问题，其电枢绕组与主磁路在结构上完全解耦，因此可以根据需要独立调整线圈截面积和磁路尺寸来确定电机的电、磁负荷，获得更高的转矩密度。

近年来，虽然国内外众多研究机构对横向磁通电机开展了大量的研究工作，但是还存在一些问题亟待改进和解决。现有的横向磁通永磁电机只限于定子铁心沿径向或者轴向单侧开口，构成单相电机。定子铁心间隔一个极距排列，转子极数是定子极数的两倍，空间利用率较低且漏磁严重，转矩密度还有很大的提升空间。在同一个电枢上整合两组定子铁心使电机结构更加紧凑，因此设计此款大容量双C型定子双盘式转子横向磁通永磁风力发电机。

发明内容

技术问题：本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种外转子型式、高功率密度和高转矩密度的大容量双C型定子双盘式转子横向磁通永磁风力发电机。

技术方案：为的解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大容量双C型定子双盘式转子横向磁通永磁风力发电机，该发电机包括定子和转子；转子通过轴承与定子相连。

定子包括固定轴，非导磁材料圆筒，U型定子铁心及电枢绕组；

固定轴上固定非导磁材料圆筒，非导磁材料圆筒内部安装两组U型定子铁心；

定子铁心包括第一组定子铁心、第二组定子铁心，第一组定子铁心与第二组定子铁心相对设置，第一组定子铁心和第二组定子铁心之间间隔一倍极距；

在第一组定子铁心和第二组定子铁心的半闭口槽内安放电枢绕组；

转子包括转子壳、永磁体对、嵌在转子壳内的磁桥；其中，

永磁体对包括第一永磁体对和第二永磁体对；磁桥包括第一磁桥和第二磁桥；

第一永磁体对粘接在第一磁桥上，第二永磁体对粘接在第二磁桥上；第一永磁体对连同第一磁桥与第一组定子铁心相对设置，第二永磁体对连同第二磁桥与第二组定子铁心相对设置。

优选的，第一组定子铁心和第二组定子铁心分别由硅钢片叠制而成。

优选的，第一永磁体对中永磁体的对数是第一组定子铁心个数的两倍，第二永磁体对中永磁体的对数是第二组定子铁心个数的两倍。

优选的，所有磁桥的总个数与所有永磁体的总对数相同；第一磁桥的个数是第一组定子铁心个数的两倍，第二磁桥的个数是第二组定子铁心个数的两倍；磁桥由硅钢片叠制而成。

优选的，每对永磁体对中两个永磁体的磁极方向相反；任意相邻永磁体对之间相邻的任意两个永磁体的磁极方向相反。

优选的，永磁体采用钕铁硼材料。

有益效果：该电机外转子两个内盘面正对定子铁心的位置分别嵌有一对永磁体，在外转子壳内侧永磁体外侧留有磁桥，从而可以有效地减小磁回路的磁阻，从而提高电机磁通的利用率。此外，由于采用环形绕组，与定子极在空间上独立，此结构显著提高横向磁通的空间利用率，大大提高了电机的转矩密度。

该电机的各定子铁心尺寸相同，各转子永磁体和磁桥尺寸也相同，且都可用硅钢片叠制而成，加工制造简单。各定子铁心固定于非导磁材料圆筒上，形成定子整体；各转子永磁体安置在非导磁材料外转子壳上，形成转子整体，并且用轴承与电机固定轴相连。由于磁桥采用硅钢片叠制，可以有效地减少电机的漏磁通，从而可以提高电机的功率因数。

附图说明

图1是大容量双C型定子双盘式转子横向磁通永磁风力发电机结构示意图（一个构成单元）；

图2是大容量双C型定子双盘式转子横向磁通永磁风力发电机的剖面图；