[发明专利]一种三相24/20极分布电励磁双凸极风力发电机

说明书

本发明涉及一种三相24/20极分布电励磁双凸极风力发电机，包括24/20极分布的电励磁双凸极电机和三相不控整流二极管，电励磁双凸极电机包括定子和转子，定子上设有多个定子极，定子极上绕制有励磁线圈，励磁线圈相互连接构成励磁绕组，定子极上还绕制有电枢线圈，间隔为两个定子极的前后两个定子极上的电枢线圈相互连接，形成电枢绕组，电枢绕组的数量为3个，3个电枢绕组形成三相电枢绕组，三相电枢绕组的一端引出组合在一起，构成风力发电机的负极，另一端与三相不控整流二极管连接，作为风力发电机的正极，构成全桥整流电路。与现有技术相比，本发明具有减小发电机的电压波动率和转矩波动率、提升电机的输出容量等优点。

技术领域

本发明涉及特种电机技术领域，尤其是涉及一种三相24/20极分布电励磁双凸极风力发电机。

背景技术

目前，风力发电机类型主要有笼型异步发电机，双馈发电机和永磁同步发电机，笼型异步发电机和双馈发电机极数相对成熟，但变换装置复杂，永磁同步电机效率和功率密度高，但是气隙磁场不能调节。高可靠性，低速直驱，高效率是风力发电机的发展趋势。电励磁双凸极是一种新型的无刷电机，它的定子、转子均为凸极齿槽结构，定子上装有电枢绕组和励磁绕组，转子上无绕组。定子上励磁绕组围绕电枢绕组进行绕制，提供励磁磁场，这种结构可以很方便的实现对电励磁双凸极电机的磁场调节。由于电励磁双凸极电机无需使用永磁体，转子上无绕组、无电刷和换向器，因此具有结构简单、可靠性高、成本低廉和易于故障灭磁等突出优点。并且该电机与外接整流电路即可构成电励磁双凸极无刷直流发电机系统，将其成功应用于风力发电系统有望降低发电系统成本，并提高系统可靠性。

目前，在风力发电领域的研究中，电励磁双凸极发电机通常选择多个定子极数和多个转子极数来减小转矩脉动和提高材料的利用率，其定转子极数配合一般满足6N/4N或者6N/8N(N为整数)，常见的定转子极数配合为24/16和24/32。但是目前所使用的电励磁双凸极发电机一般都采用集中励磁的方式，即励磁绕横跨多个定子极，每个定子极上都绕制有电枢绕组，这导致各相磁路不对称，进一步导致整流输出电压波动率较高和转矩波动率较高，增加电机的振动和噪声。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的电励磁双凸极发电机整流输出电压波动率和转矩波动率较高的缺陷而提供一种三相24/20极分布电励磁双凸极风力发电机。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种三相24/20极分布电励磁双凸极风力发电机，包括24/20极分布的电励磁双凸极电机和三相不控整流二极管，所述电励磁双凸极电机包括定子和转子，所述定子上设有多个定子极，所述定子极上绕制有励磁线圈，所述励磁线圈相互连接构成励磁绕组，所述定子极上还绕制有电枢线圈，间隔为两个定子极的前后两个定子极上的电枢线圈相互连接，形成电枢绕组，所述电枢绕组的数量为3个，3个电枢绕组形成三相电枢绕组，所述三相电枢绕组的一端引出组合在一起，构成风力发电机的负极，另一端与所述三相不控整流二极管连接，作为风力发电机的正极，构成全桥整流电路。

所述电励磁双凸极电机为内转子或外转子结构的双凸极电机。

所述励磁绕组中施加的电流为直流电。

所述定子极的数量为24个，电枢绕组中包括8个定子极。

进一步地，所述电枢绕组中相邻两个定子极之间的电角度为180°。

相邻所述定子极上的励磁线圈的绕制方向相反，使励磁绕组在气隙磁场中产生12对极励磁磁场，在气隙圆周方向呈现分布励磁磁势。

所述励磁线圈为集中非重叠励磁线圈。

所述励磁线圈的连接方式为相互串联。

所述电枢线圈的连接方式为相互同向串联，使两个电枢线圈合成的电动势最大。