[发明专利]各相独立的五相永磁风力发电机

说明书

本发明提出一种各相独立的五相永磁风力发电机，包括定子铁心、外转子铁心、永磁体、电枢绕组、定子固定块和轴，属于特种电机技术领域。电机外转子铁心有16X个向内侧凸出的转子极，X为正整数，16X个转子极均布；定子铁心共有5X个子铁心，每个子铁心有三个定子极，其中中间的一个定子极的极弧长度为转子极弧长度的1.53倍，两侧的定子极宽与转子极宽相等；子铁心上中间的定子极与两侧的定子极之间嵌有永磁体。本发明电机由于子定子铁心相互独立，绕在定子极上的绕组也因此互相隔离，当其中一相出现故障时，其余绕组可以容错运行，这提高了系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种各相独立的五相永磁风力发电机，属于特种电机技术领域。

背景技术

近年来，风力发电增长迅猛,，已成为增长最快的新能源。风力发电机承担将风能转换为电能的任务,是风力发电系统中的核心部件。随着风力发电整体技术的发展，风力发电机也由早期的直流发电机、笼型异步发电机等演变为当前的双馈异步发电机和低速直驱永磁同步发电机等。

由于永磁电机具有高功率密度、高效率、高可靠性、低维护成本和电网兼容性好、低电压穿越能力强的特点而成为最具发展前景的风力发电解决方案。但是，目前永磁发电机一般均将永磁体贴装于转子的表面,导致转子强度不足且安装工艺较为复杂。为了克服转子永磁类电机的缺陷,永磁体置于定子侧的一类电机已经成为研究热点。

目前，在风力发电系统中已经广泛使用永磁电机，但其中大多数电机的永磁体仍置于转子侧。例如申请号为201610902586.X的专利申请：场调制永磁风力发电机，提出了一种场调制永磁风力发电机，包括定子和套设在定子上的转子。定子为圆筒状且外壁上沿径向方向部分向外延伸形成多根定子齿，定子齿上绕制有双层定子绕组；转子包括多个扇形的转子永磁体和多个扇形的转子铁心，转子永磁体和转子铁心间隔设置并连接形成一个完整的环形的转子。

另外，也有一些相关专利文献，例如申请号为201510057751.1的专利申请：一种无铁芯双气隙轴向磁通永磁风力发电机，提出了一种无铁芯双气隙轴向磁通永磁风力发电机，包括主轴、转子和定子。转子含两个对称分布于定子两侧的转子盘，转子盘内侧面向定子均设有永磁体，。定子包括定子线圈绕组及其支撑件，定子采用不重叠三相对称的单层集中式绕组。该发明具有结构简单，启动轻便，发电效率和质量高，噪声小，非常适用于小型直驱式垂直轴风力发电系统，可广泛应用于城市、牧区、海岛、渔船等要求发电设备移动灵活性好，发电质量和效率较高的场合。

目前已有的风力发电机的研究报道，也有永磁体置于定子侧的的研究报道，但至今未检索到关于定子子铁心相对独立且不同定子极极弧长度匹配关系的研究报道。同时现有文献各相之间并未实现有效的隔离，因此故障绕组可能会对非故障绕组产生负面影响甚至造成故障的传播。因此需要提出一种新的两相绕组互相隔离的新型五相永磁风力发电机。

发明内容

所要解决的技术问题：提供一种五相互相隔离、故障不能传播的永磁风力发电机。

为了实现以上功能，本发明采取的技术方案是：

各相独立的五相永磁风力发电机，包括定子铁心(2)、外转子铁心(1)、永磁体(5)、电枢绕组(6)、定子固定块(3)和轴(4)，所述外转子铁心(1)由风力发电机涡轮直接驱动，其特征在于：

外转子铁心(1)有16X个向内侧凸出的转子极，X为正整数，16X转子极均布；所述转子极极弧长占极距长的一半；

定子铁心(2)共有5X个子铁心，每个子铁心有三个定子极，其中中间的一个定子极的极弧长度为转子极弧长度的1.53倍；每个子铁心上两侧的定子极宽与转子极宽相等；子铁心上中间的定子极与两侧的定子极之间嵌有永磁体(5)，永磁体(5)沿圆周的切向充磁且同一个子铁心上的两个永磁体(5)充磁方向相反；

5X个子铁心均匀的固定在定子固定块(3)上，定子固定块(3)由非导磁材料制成；