[实用新型]高功率密度的高效低速稀土永磁发电机

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及高功率密度的高效低速的稀土永磁发电机，适用于各种新型能源应用装置系统中，可满足这些低转速系统中对高效率和高功率密度的特殊要求，属于新型能源应用和节能技术领域。

背景技术

随着世界石油价格的不断上涨，全球迅速掀起一场新型能源开发热潮。对于绝大部分能源来说，总是先转换成机械能，然后再转换成电能形式提交用户使用。但受目前技术水平限制，新能源的转换效率偏低，转换成本也高居不下，成为新能源实际应用中的一个技术难题。

新能源装置系统的另一个技术难题是，通过转换获得的机械转速一般较低，如风轮、水轮和小汽轮等，而公知的低转速发电机往往存在体积大，造价高，在系统中安装困难等实际问题，因此工程上多采用添加机械增速装置的方法为发电机创造高速运行条件，但随之也给系统带来了一系列的噪声和可靠性等难题。因此，新型能源系统对高功率密度的低速发电机的需求非常迫切。

此外，对于必须在连续移动的场合下输出能量的发电机，比如在新型混合动力车辆上，高功率密度意味着有效地提高了车用电池的工作时限和增加了车辆的有效行程。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高功率密度的高效低速稀土永磁发电机，该发电机不仅发电效率高，功率密度高，而且机件部件少，结构简单紧凑，体积小、重量轻。

本实用新型的高功率密度的高效低速稀土永磁发电机，包括定子、转子和端盖。其特征是：所述的定子沿圆周均布有27个绕组槽；所述的转子沿圆周均布有12个断面呈“土”字或“工”字形的永磁体槽；所述的端盖用铝合金制成并被直接安装在定子上，而不用机座。

本实用新型采取解决问题的技术方案是：

1.选用具有高磁能级的钕铁硼永磁体提供励磁磁场，选用低铁耗钢板材料作发电机的磁通路，使发电机效率指标有较高的基本起点；

2.转子设计有12个永磁体槽，以多磁极对数的有利方案减少发电机的电磁材料用量；

3.在永磁体靠近转子外圆端，增设横向槽段，使永磁体槽呈“土”字或“工”字形，有效限制该处的槽顶漏磁和周围磁路的局部饱和现象，提高永磁体和导磁材料的利用系数；

4.确定21/29至21/30的内外径尺寸比，合理控制各磁路段铁耗；选择了定子27槽与转子12槽的配合，改善气隙磁导分布，有效降低发电机的附加杂散损耗；

5.端盖用低比重的铝合金材料制成，并通过四根螺栓将前后盖及定子紧固在一起，省去机座部件，进一步有效地减少发电机重量。

本实用新型的有益效果是，使低转速运行的发电机具有轻小和高效的突出特点。以400r/min、7.5kW发电机实例，效率达94％，功率密度达100W/kg以上。

附图说明

图1是本实用新型构造示意图。

图2是本实用新型实施例一转子截面视图。

图3是本实用新型实施例二转子截面视图。

图中，1定子，2转子，3前端盖，4后端盖，6螺栓，5“土”字(图2)及“工”字(图3)形永磁槽，6永磁体，7铆钉，8径向槽段，9弧线形槽段，10直线形槽段，11隔磁桥，12螺栓。

具体实施方式

本实用新型高功率密度的高效低速稀土永磁发电机，包括定子1、转子2和端盖3，4，其特征是：所述的定子沿圆周均布有27个绕组槽；所述的转子沿圆周均布有12个断面呈“土”字或“工”字形的永磁体槽5；所述永磁体槽安放有高磁能级的钕铁硼永磁体6；所述的端盖用铝合金制成并被直接安装在定子上，而不用机座。

上述定子用高导磁钢板冲片摞叠后由铆钉7铆接或氩弧焊焊接而成，定子内外径比值范围为21/29至21/30，27个槽沿圆周方向均布，槽内安放绕组。所述呈“土”字或“工”字形的永磁体槽的径向槽段8安放有与转子轴心线相平行的矩形块状永磁体；径向槽段的两端部具有弧线形槽段9或直线形槽段10，槽内填充空气或其他非磁性物质。在靠近内圆端任意两个相邻永磁体槽之间留有狭窄的隔磁桥11。所述端盖由4根螺栓12将端盖安装在发电机的定子上。

本实用新型构思新颖，设计合理，具有较大的推广应用价值。