[发明专利]高效节能串极串组式超低速直驱电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机设备领域，特别是一种高效节能串极串组式超低速直驱电 机。

背景技术

普通发电机达到兆瓦级或大功率电机的定子和转子直径非常大，才能保证 定子线圈的多极性和低转速实施。由于转子直径大发电时或电机启动时在磁阻 作用力下，需要非常大的旋转扭力才能驱动发电机转子旋转发电，所以就需要 非常大的旋转驱动力才能驱动体积庞大的发电机或电机转子旋转。

在风力发电行业，目前无论是在国际还是国内，风力发电受到地区风速限 制，无法得到全面应用推广，同时制约了可再生能源的有效利用，不得不依靠 高能耗高污染的火力发电来应急弥补用电需要，由于体积庞大还造成运输安装 带来较大困难，在我国大部分地区无法安装应用，让清洁能源望而兴叹白白浪 费。

而燃油或燃气发电行业使用的都是高速发电机，大油门或高供气量来实现 原动机高的转速，满足发电机速度需求保证发电机频率和输出电量，从而造成 燃油和燃气的浪费加剧环境污染。电动机作为动力源基本都是高速旋转动力， 为了得到一个较大的旋转扭力都得依赖于机械减速机来实现，但经过机械变减 速的同时对能耗损失较大。大功率电动机应用同样是体积大，启动转矩高，启 动能耗损失率大，启动时间长。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高效节能串极串组式超 低速直驱电机，该电机利用串极串组结合原理实现低转速电机，可以满足大、 中、小型发电机或电动机的直接驱动，减少了机械转换驱动损耗，降低故障率， 提高效益，节约能源和成本效果都非常明显。

本发明采用的技术方案是：

一种高效节能串极串组式超低速直驱电机，包括电机外壳、定子、转子、 转子轴、轴承和电机端盖，所述电机外壳的两端开口处设有电机端盖，所述转 子轴的两端分别通过轴承设于电机外壳两端的电机端盖的轴心处，所述电机外 壳的内侧沿其轴向依次设有多个定子或转子，所述转子轴上沿其轴向依次设有 多个与电机外壳上的定子或转子相配合的转子或定子；从转子轴的一端至另一 端，所述定子的线圈的接线抽头U2、V2、W2分别与下一定子的线圈的接线抽头 U1、V1、W1形成一角度差串接或并接。

如果需要低转速电机，那么极数就得增加，目前传统电机2800转为2极电 机、1450转为4极电机、980转为6极电机、740转为8极电机、410转为10 极电机。降低转速、增大扭力，电机的极数就得同时增加，那么达到一个更低 转速，电机直径就必须相应加大，才能满足多极线圈的排放。有了超低转速电 机，无论是发电机还是电动机都可以实现直驱，风力发电机取消增速齿轮箱、 电动机取消减速机，降低机械损耗、能效都得到非常大的提高。低转速电机可 以实现最低几转/分钟，这是现有市面电机是根本无法实现的。

例如市面传统风力发电机为叶轮驱动增速齿轮箱提高转速达1000转以上， 才能满足发电机需要的旋转条件开始发电，中大型风力发电机叶轮的转速在 30-120转/分钟，所以如果是利用风叶轮直接驱动发电机是根本无法实现发电的， 都得依赖于增速齿轮箱来完成增速发电。

本发明利用串极串组结合原理，就非常容易实现低转速电机，可以满足大、 中、小型发电机或电动机的直接驱动，减少了机械转换驱动损耗，降低故障率， 提高效益，节约能源和成本效果都非常明显。

电机是串极串组工艺，我们在生产中把第一组多极线圈的接线抽头U2、V2、 W2与下一组线圈的抽头U1、V1、W1串接或并接，假如需要实现电机工作的高电 压低转速采用串接、实现大电流高转速工作采用并接。在制作组装电机时，我 们在同一轴上采用一个绕组和另一个绕组串装组合在同一转轴上，如果是圆盘 线圈或圆盘磁钢则一组圆盘线圈间隔一个永磁圆盘磁钢转子空间再组装下一组 圆盘线圈，这样即可实现很多组圆盘线圈和永磁圆盘磁钢转子体的任意组合， 达到不同电机功率和转速要求。为了满足电机较低的旋转速度，就必须是电机 多极才能实现，如36极电机每旋转10度就有36个绕组受磁感应产生电能，无 论是发电机还是电动机的三相绕组布置在电机定子圆周面上为36X3＝108个单绕 组线圈。如果是普通电机要在定子内圆周面上实现108个单绕组线圈的排放， 就需要非常大的电机定子直径才能满足排线要求，不但定子直径增大，而且转 子同样加大直径，这样设备庞大、笨重、安装运送不方便、维护麻烦、生产制 作成本高、能量消耗损失率大。本发明不但克服传统电机诸多不足外，还具有 可实现多领域发电机或电动机马达的广泛应用。

优选地，所述转子为永磁圆盘转子，且所述转子在转子轴上分段串装组合。