[发明专利]假极转子及使用该转子的永磁风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，更具体地说，涉及一种假极转子及使用该转子的永磁风力发电机。 

背景技术

分布式发电由于它的可靠性和电力质量，是目前和未来主要的电力供应方式之一。而风力发电系统作为分布式发电的一种，特别是其中的小型的直驱式永磁风力发电机应用最为广泛。

这种直驱式风力发电机组可以不用齿轮箱，直接与风力机相联接，可以避免齿轮箱带来的诸多不利，而且机组整体效率高、可靠性高。降低了机组整体重量以及大大减少了维护。

由于直驱式永磁风力发电机是低速多极电机，一般很少采用空气或者水套这种冷却方式，主要是自然冷却为主。这样往往会造成发电机温升过高，并且为了保证永磁体在发电机突然短路、过载过程中不发生退磁，就不得不采用高性能的永磁体，比如UH、EH类型，这种类型的永磁体在高温情况下抗退磁能力较强。而直驱永磁发电机中永磁体的用量相比于高速发电机用量较大，在当前高昂的永磁体价格下，整体成本往往会增加很多，省去齿轮箱的价格优势也大打折扣。

 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有直驱式永磁风力发电机，在发电机突然短路、过载过程中转子永磁容易出现退磁，不得不采用高性能的永磁体造成成本较高的不足，提高一种假极转子及使用该转子的永磁风力发电机。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

本发明的第一方面，一种假极转子，其特征在于，包括：由不导磁材料制成的转子主体，所述转子主体表面设有间隔设置的多个永磁体，相邻两个永磁体之间为导磁材料块，每个永磁体的充磁方向均为沿转子周向切向，每个永磁体与其一侧相邻永磁体的充磁方向相对，与其另一侧相邻永磁体的充磁方向相背，相邻且充磁方向相对的两永磁体与二者之间的导磁材料块、二者两侧的导磁材料块构成转子的一对磁极。

本发明中，所述永磁体采用矩形截面的永磁体，每个永磁体沿转子周向的宽度相等，并且等间距设置，永磁体的厚度与导磁材料块的厚度相等。

所述永磁体沿转子周向的宽度大于磁性材料块转子周向的宽度，且满足                                                ，其中是转子所在电机永磁体的空载工作点，Br是永磁体的剩磁密度，是永磁体的厚度，是转子所在电机空载漏磁系数，W是导磁材料块沿转子周向的宽度。

所述永磁体沿转子周向的宽度大于磁性材料块转子周向的宽度，且满足 ，Br是永磁体的剩磁密度，是永磁体的厚度，W是导磁材料块沿转子周向的宽度。

本发明中，所述多个导磁材料块通过沿转子径向的螺栓固定在转子主体表面，导磁材料块和永磁体外表面设有绑带。

本发明中所述假极转子的磁极对数为10-24对。

本发明的第二方面，一种永磁风力发电机，其特征在于，包含转子，所述转子包括由不导磁材料制成的转子主体，所述转子主体表面设有间隔设置的多个永磁体，相邻两个永磁体之间为导磁材料块，每个永磁体的充磁方向均为沿转子周向切向，每个永磁体与其一侧相邻永磁体的充磁方向相对，与其另一侧相邻永磁体的充磁方向相背，相邻两导磁材料块构成转子的一对磁极。

本发明中，所述永磁体采用矩形截面的永磁体，每个永磁体沿转子周向的宽度相等，并且等间距设置，永磁体的厚度与导磁材料块的厚度相等。

所述永磁体沿转子周向的宽度大于磁性材料块转子周向的宽度，且满足，其中是转子所在电机永磁体的空载工作点，Br是永磁体的剩磁密度，是永磁体的厚度，是转子所在电机空载漏磁系数，W是导磁材料块沿转子周向的宽度。

所述永磁体沿转子周向的宽度大于磁性材料块转子周向的宽度，且满足，Br是永磁体的剩磁密度，是永磁体的厚度，W是导磁材料块沿转子周向的宽度。

本发明中，所述多个导磁材料块通过沿转子径向的螺栓固定在转子主体表面，导磁材料块和永磁体外表面设有绑带。

本发明中所述假极转子的磁极对数为10-24对。

本发明的假极转子，通过切向充磁的多个永磁体，使得相邻两永磁体之间的磁性材料块形成转子的假磁极，在降低永磁体用量的同时，当发电机发生突然短路、过载过程情况时，退磁磁场强度最大处产生在磁性材料块所在位置，完全避免了永磁体退磁情况的发生，使得在相同温升情况下，可以使用牌号较低的永磁体，大大降低了转子的制造成本；转子主体部分采用硬铝或者陶瓷等非导磁结构代替，可以充分发挥永磁体的性能，使永磁体发出的磁通更多的与定子磁场进行机电能量转换，也降低转子单位体积的重量，得到了较好的结构特性。