[实用新型]风力发电机及其定子铁心以及定子的铁心模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机及其定子铁心以及定子的铁心模块，属于风力发电技术领域。

背景技术

随着大型永磁发电机容量的提高，发电机的体积和尺寸也相应增大，从而造成发电机定子在制造和运输方面的成本增加。定子铁心分瓣技术能够很好的解决由于定子尺寸增大带来的制造和运输问题，单层绕组结构可以实现定子铁心的分瓣，但是由于单层绕组采用整距节距设计，无法有效地削弱5、7次谐波磁场的含量，会带来较大的转矩脉动问题，引起发电机的振动和噪声超标。

因此针对目前大型永磁发电机定子铁心需要分瓣的问题，开发一种5、7次谐波含量少、脉动转矩小的高品质单层绕组结构永磁发电机非常必要。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种风力发电机及其定子铁心以及定子的铁心模块，定子采用5、7次谐波含量少的单层绕组结构，降低发电机的振动和噪声，延长发电机的使用寿命。

本实用新型提供了一种风力发电机的定子的铁心模块，所述铁心模块的整体尺寸符合每极每相槽数q＝1的原则，所述铁心模块中设置有两个三相绕组单元，所述两个三相绕组单元之间的电角度相差30度。

进一步地，所述铁心模块具有多个容纳线圈的齿槽，每个所述线圈套设在两个齿槽中，所述齿槽分为容纳一个线圈边的第一齿槽和容纳两个线圈边的第二齿槽，

所述第二齿槽的数量为1个，排列在所有齿槽的中间位置，所述第二齿槽左右两侧的所述第一齿槽的数量相等，

在所述铁心模块中，设置有线圈数量相等的两个三相绕组单元，每个三相绕组单元的线圈数量为3的整数倍，

所述两个三相绕组单元分别设置在以所述第二齿槽为中心的左右两侧，所述两个三相绕组单元的相邻的线圈的一条线圈边位于所述第二齿槽中。

进一步地，非位于端部的所述第一齿槽的左右两侧的齿的中心线的第一夹角等于标准夹角，

所述第二齿槽的左右两侧的齿的中心线的第二夹角等于1.5倍的标准夹角；

位于两个端部的所述第一齿槽对应的第三夹角之和为2.5倍的标准夹角，所述第三夹角为位于端部的所述第一齿槽的靠近铁心模块中部一侧的齿的中心线与所述铁心模块的侧边之间的夹角；

所述标准夹角为按照每极每相槽数q＝1的原则设计出的齿槽均匀分布的铁心模块的相邻齿的中心线的夹角。

进一步地，所述标准夹角为0.833°。

可选地，两个所述三相绕组单元中的绕组均为星形连接。

进一步地，如上任一所述的铁心模块，所述铁心模块包含的齿槽数量为6n-1个，每个三相绕组单元的线圈数量为3n/2个，n的取值范围为2、4、6、8、10、12、14、16、18。

本实用新型还提供了一种风力发电机的定子铁心，所述定子铁心为分瓣结构，由多个如上任一所述的铁心模块组合而成。

本实用新型还提供了一种风力发电机，包括转子和定子，所述定子包括如上所述的定子铁心。

进一步地，所述转子为分瓣结构，由多个转子模块组合而成。

可选地，所述转子的磁极为斜磁极。

进一步地，在所述斜磁极的沿着与风力发电机的轴线平行的截面上，所述的斜磁极的上下两条边之间错开的弧长所对应的角度为标准夹角，所述标准夹角为按照每极每相槽数q＝1的原则设计出的齿槽均匀分布的铁心模块的相邻齿的中心线的夹角。

进一步地，所述标准夹角为0.833°。

优选地，所述转子的磁极为表贴式磁极，所述磁极的轴向截面形状能够使每个磁极与定子铁心的外圆周形成不均匀气隙。

进一步地，在所述磁极的与所述风力发电机的轴线垂直的截面上，所述磁极朝向所述定子一侧的边缘呈弧形，所述磁极的边缘与定子铁心的外圆周形成的最大气隙与最小气隙的比值为1.5:1。

进一步地，在所述磁极的与所述风力发电机的轴线垂直的截面上，所述磁极靠近转子支架的底边与侧边的夹角为70°～75°。

本实用新型实施例的风力发电机及其定子铁心以及定子的铁心模块，通过改变定子铁心模块中的绕组的排布方式，使两个三相绕组单元之间的电角度相差30度，从而有效地削弱了5、7次绕组谐波磁动势。降低了发电机空载和负载转矩脉动，并且能够改善空载反电动势波，降低了发电机的振动和噪声，延长了发电机的使用寿命，提高了发电机的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的定子的铁心模块的结构示意图；

图2为图1示出的铁心模块中的线圈连接关系示意图之一；