[发明专利]一种空间磁阻双凸极励磁风力发电机

说明书

本发明一种空间磁阻双凸极励磁风力发电机，包括外定子、复式转子、内定子、整流电路和励磁控制器；所述整流电路包括第一整流电路和第二整流电路；所述外定子上安装有第一电枢绕组和第一励磁绕组，所述内定子上安装有第二电枢绕组和第二励磁绕组，所述复式转子位于所述外定子和内定子之间，所述第一励磁绕组和第二的励磁绕组分别连接到励磁控制器不同的控制电路上，所述第一电枢绕组和第二电枢绕组各自独立构成一相，分别连接第一整流电路和第二整流电路，其中内转子齿极相对于外转子齿极角度位置偏移三分之一电角度，使得内外转子齿极上的扭矩波动峰谷互相抵消，大大降低所述空间磁阻双凸极励磁风力发电机的综合扭矩波动。

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，具体涉及一种空间磁阻双凸极励磁风力发电机。

背景技术

双凸极直流电励磁发电机因其转子上无绕组、无磁钢、无刷等,表现为结构简单、可靠性高和成本低廉等特点而成为交流发电机及其控制领域又一新的研究方向。空间磁阻双凸极励磁风力发电机是在双凸极直流励磁发电机基础上研制开发的创新产品，该风力发电机具备双凸极直流励磁发电机的全部优点，同时拓展了磁路空间结构，提高了风力发电机转子内部空间利用率，因此有效的提高了低转速风力发电机的体积功率密度，表现出了双凸极风力发电机结构和制造工艺非常简单，可靠性高、成本低等特点，特别适用于低转速直驱或半直驱大功率风力发电。

目前国内外所使用的双凸极发电机都是由单一径向结构的转子和定子组成，现有专利CN1099155C公开了一种双凸极无刷直流发电机，其特点是结构上转子在单一定子内部转动，通过径向气隙产生径向磁路，要增加输出扭矩或功率需要增加定子外径和转子铁芯长度，机体尺寸大，可以做高转速双馈风力发电机，但不适合做低转速直驱或半直驱风力发电机。

现有专利CN101183804公开了一种三相外转子电励磁双凸极风力发电机，其单一定子位于外转子内部，通过径向气隙产生径向磁路，可以只适用于较低转速半直驱风力发电应用，且这种风力发电机在较低转速发电时体积功率密度低，定子的内部空间没有利用起来。

现有专利CN207150326U公开了一种不对称励磁的定子错角双凸极电机，其中具体公开了在同一电机转轴方向进行轴向布置两组凸极定子、两组凸极转子和两组定子绕组、覆盖于电机转轴的导磁材料和中央电励磁线圈。这种电机轴向尺寸较长，不适合做低转速风力发电机。但是该实用新型采用沿电机轴向安装的两组双凸机定子，基于转矩叠加原理减小了转矩脉动。

综上，急需创新设计一种低转速下高体积功率密度的风力发电机，结构和制造工艺简单，可靠性好且成本低适合做成盘状的低转速风力发电机。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出一种磁路结构空间布局紧凑，以提高体积功率密度为目标，可靠性高，制作工艺简单且适合做成盘状的低转速无刷直流风力发电机。

采用以下技术方案：具体地，一方面，本发明提供的技术方案如下：一种空间磁阻双凸极励磁风力发电机，包括外定子、复式转子、内定子、整流电路和励磁控制器；所述整流电路包括第一整流电路和第二整流电路；所述外定子上安装有第一电枢绕组和第一励磁绕组，所述内定子上安装有第二电枢绕组和第二励磁绕组，所述复式转子位于所述外定子和内定子之间，所述第一励磁绕组和第二励磁绕组分别连接到励磁控制器不同的控制电路上，所述第一电枢绕组和第二电枢绕组各自独立构成一相，分别连接第一整流电路和第二整流电路。

另一方面，本发明提供了一种空间磁阻双凸极励磁风力发电机，包括外定子、复式转子、内定子、整流电路和励磁控制器；所述外定子上安装有第一电枢绕组和第一励磁绕组，所述内定子上安装有第二电枢绕组和第二励磁绕组；所述复式转子位于所述外定子和内定子之间；

所述第一电枢绕组和第二电枢绕组串联构成一相与整流电路连接，所述第一励磁绕组和第二励磁绕组串联后与所述励磁控制器连接。