[发明专利]一种抗去磁转子及MW级永磁同步风力发电机

说明书

本发明公开了一种抗去磁转子及MW级永磁同步风力发电机，该抗去磁转子包括转子铁芯以及间隔布置在转子铁芯上的多组永磁体；每组永磁体包括呈V字型布置的两个永磁体磁极，每个永磁体磁极包括第一磁单元、第二磁单元和第三磁单元，第一磁单元、第三磁单元分别位于第二磁单元靠近V字型区域一侧的两个顶角处，且第一磁单元、第三磁单元的矫顽力大于第二磁单元；每个永磁体磁极靠近气隙与转轴的端部分别设置有第一空气磁障，呈V字型布置的两个永磁体磁极位于转轴侧的第一空气磁障之间、以及位于气隙的第一空气磁障与转子铁芯边缘之间分别具有隔磁桥；本发明使电机在保持基本电磁性能并且抗去磁能力增强的同时成本最低。

技术领域

本发明属于同步电机技术领域，更具体地，涉及一种抗去磁转子及具有该转子的MW级永磁同步风力发电机。

背景技术

近年来，以风能为代表的可再生能源受到广泛关注，风力发电技术也成为目前最有应用前景的新能源技术之一。发电机作为风力发电系统的核心部件，其结构设计和优化越来越引起重视。

目前风力发电逐步向大型化发展，越来越多的MW级发电机设计投产。大型永磁同步风力发电机维修成本极高，其对故障工况下抗去磁性能要求十分严苛。发电机发生短路故障时会产生很大的短路电流导致去磁故障的产生，其中以三相短路最为严重，发电机去磁后将在转子的阻尼绕组、转子表面、转子绕组中产生差频电流，导致转子产生严重过热现象，危及转子安全，并且可能产生交变的机械力矩，使机组发生振动，影响发电机的安全。由于风力发电机拆装困难，运营维护成本高昂，因此永磁同步风力发电机的抗去磁性能须做到万无一失。此外，现有的MW级风力发电机设计不够精细，存在一定的成本优化空间。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种抗去磁转子及MW级永磁同步风力发电机，在保证电机电磁性能不变的前提下，在降低电机成本的同时提高电机的抗去磁能力。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种抗去磁转子，包括转子铁芯以及间隔布置在所述转子铁芯上的多组永磁体；

每组所述永磁体包括呈V字型布置的两个永磁体磁极，每个所述永磁体磁极包括第一磁单元、第二磁单元和第三磁单元，所述第一磁单元、第三磁单元分别位于所述第二磁单元靠近V字型区域一侧的两个顶角处，且第一磁单元、第三磁单元的矫顽力大于第二磁单元；该V字型区域即为每组永磁体中的两个永磁体磁极所夹持的区域；

每个永磁体磁极靠近气隙与转轴的端部分别设置有第一空气磁障，呈V字型布置的两个永磁体磁极位于转轴侧的所述第一空气磁障之间、以及位于气隙侧的所述第一空气磁障与转子铁芯边缘之间分别具有隔磁桥。

优选的，上述抗去磁转子，所述第一磁单元、第三磁单元均为直角三角形，所述直角三角形的第一直角边为靠近V字型区域的一侧边，第二直角边为与第一空气磁障相接触的一侧边，且所述第一直角边的长度大于第二直角边。

优选的，上述抗去磁转子，所述第一直角边的长度满足：

0.1*l₁≤b₁≤0.2*l₁

第二直角边的长度满足：

0.05*w₁≤a₁≤0.15*w₁

两个永磁体磁极之间的V字型夹角满足：

0.8*120°*w₁/l₁≤α≤1.1*120°*w₁/l₁

其中，l₁、w₁分别表示永磁体磁极的长度和宽度。

优选的，上述抗去磁转子还包括第二空气磁障；