[实用新型]一种交替磁极的双定子永磁发电机

说明书

本实用新型公开了一种交替磁极的双定子永磁发电机，包括由外到内依次套接的外定子、转子和内定子，所述外定子包括外定子铁芯以及缠绕在外定子铁芯槽内的外定子线圈，所述内定子包括内定子铁芯以及缠绕在内定子铁芯槽内的内定子线圈，所述转子由若干个沿圆周方向交替排列的永磁体单元和软磁体单元连接而成。利用本实用新型，结构简单，节省永磁体的用量，提高了单位永磁体所能产生的转矩和功率密度。

技术领域

本实用新型属于电机领域，尤其是涉及一种交替磁极的双定子永磁发电机。

背景技术

新能源是我国未来的重点发展产业，风力发电尤其是海上风力发电在我国具有良好的前景。而为了实现更大的单机容量，降低每千瓦造价，大型化和高功率密度成为了大型直驱风力发电机的主流发展趋势。为了实现更好利用电机空间，同时实现更大的功率/永磁材料用量之比，一个很好的解决方案就是双定子永磁发电机。

但是现有双定子永磁发电机结构设计存在一些不足：对于单机容量大的双定子永磁发电机来说，其永磁体用量仍非常大，这导致了电机成本的增加，同时也使得电机转子的结构过于复杂，不便于制造安装。

因此，设计优化双定子发电机的转子结构，特别是永磁体的结构形式，使发电机既能达到额定单机容量的要求，同时又能节省永磁材料，降低制造和维修成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

公开号为CN104883016A的中国专利文献公开了一种双定子磁场调制型永磁电机，转子由相间排列的导磁体和非导磁体组成；外定子由外定子齿、径向充磁永磁体和电枢绕组构成，永磁体贴于外定子齿的内表面，同一定子齿上相邻永磁体的充磁方向相反；内定子仅由沿圆周方向开槽的内定子齿和置于槽内的电枢绕组构成，而无永磁体。

公开号为CN103647382A的中国专利文献公开了一种双定子高功率密度磁通切换永磁电机，该电机的转子由导磁块组成，导磁块在空间均匀分布，可间隔排列或采用连接桥连成整体；外定子包括U型导磁块、切向充磁永磁体和集中绕组；每块永磁体夹在两个相邻U型导磁块之间，集中绕组设置于U型导磁块的槽中且套住永磁体；相邻永磁体沿切向交替充磁；内定子与外定子的U型导磁块的径向轴线重合，导磁齿相对，内、外定子空间位置相同的永磁体充磁方向相反，内、外定子空间位置相同的集中绕组属于同相。

上述公开的双定子电机均通过省去转子导磁轭部，减小转子尺寸，降低铁耗来提高了功率密度和效率。但是，上述电机均存在结构复杂和永磁体的用量大的问题。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种交替磁极的双定子永磁发电机，结构简单，节省了永磁体的用量，提升了发电机整体的功率密度。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种交替磁极的双定子永磁发电机，包括由外到内依次套接的外定子、转子和内定子，所述外定子包括外定子铁芯以及缠绕在外定子铁芯槽内的外定子线圈，所述内定子包括内定子铁芯以及缠绕在内定子铁芯槽内的内定子线圈，所述转子由若干个沿圆周方向交替排列的永磁体单元和软磁体单元连接而成。

本实用新型的电机结构，在转子受到驱动旋转时，永磁体单元和软磁体单元产生的励磁磁场以相同的速度旋转。外定子和内定子的线圈切割永磁体单元和软磁体单元产生的励磁磁场，从而产生感应电势，实现发电功能。

通过将转子设计成交替排列的永磁体单元和软磁体单元连接，软磁材料的良好导磁性能使得软磁体单元在结构上起到了与相邻磁极相反极性的磁极的作用，使得在总体转矩下降不多的情况下，减少了一半的永磁体用量，从而提高了单位永磁体所能产生的转矩和功率密度。

所述外定子铁芯和转子之间存在外气隙，所述转子和内定子铁芯之间存在内气隙。作为优选，所述外气隙与内气隙的径向间距相等。