[实用新型]用于风力发电设备的低扭矩发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，尤其是一种用于风力发电设备的低扭矩发电机。

背景技术

风能是一种安全、清洁、环保的能源。目前，人类利用风力的主要方式是风力发电。风力发电装置是一种利用风力带动发电机而将风能转化为电能的发电装置。发电机是风力发电设备的核心部件。风力发电机按照发电功率可分为小型、中型和大型等几种。永磁式发电机由于省去了励磁式发电机的励磁绕组、碳刷、滑环结构，整机结构简单，避免了励磁绕组易烧毁、断线，碳刷、滑环结构，整机结构简单，避免了电励磁式发电机的励磁绕组易烧毁或断线、碳刷或滑环易磨损等故障，可靠性大为提高。因此，目前市场上有很多小型风力发电机都采用永磁体励磁。但是，永磁电机不通电时永磁体与有槽电枢铁芯之间相互作用，会产生齿槽转矩，导致永磁电机低速启动困难。在风力发电系统中，发电机在低速启动和低速运行时必须克服齿槽转矩，才能够正常运行。齿槽转矩的大小是衡量风力发电机性能好坏的重要性能指标之一。齿槽转矩不仅给风力发电机的启动造成困难，同时也降低了电机的转速，减少了发电量，影响了发电效率。

在现有技术中，常常采用将永磁体间隔均匀地安装于转子本体外周面上的方式布置永磁体，永磁体嵌入在转子本体外周面上的凹槽内，相邻两凹槽内的永磁体的相邻的端部的磁极是相同的，即两相邻永磁体的相同一端的磁极是相同的，所有任意两个凹槽之间的凸台的周向厚度是相同的，故此相邻的两个永磁体是对称布置的；同时，转子的凹槽与定子的齿槽之间是相互对应分布的，永磁体与定子的齿槽之间也是相互对应分布的，这种永磁体布置方式会导致磁路误差较大，发电机内部的电磁场分布较为复杂，发电机齿槽转矩较大，转子轴的转动扭矩和启动扭矩也较大，发电机存在有启动和低速运行困难、易产生振动且噪声大、发电效率低下等问题，制约了小型风力发电机的发展。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种用于风力发电设备的低扭矩发电机，以降低发电机的齿槽转矩，减小转子轴的转动扭矩和启动扭矩，提高发电效率和发电量。

本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。

用于风力发电设备的低扭矩发电机，包括定子和永磁转子，其结构特点是，所述定子为筒形，定子的内周面上设有多个周向均匀分布的齿槽；所述永磁转子固定套设于转子轴上，永磁转子的外周面上设有n个沿永磁转子的轴向延伸的凸台；两个相邻凸台之间形成有用于放置永磁体的凹槽；n个凸台中有m个凸台的周向宽度为W1，其余n-m个凸台的周向宽度为W2，n≥2且n为自然数，m≥1且m为自然数，W1和W2均不等于0且W1≠W2；所述永磁体中，相邻两个永磁体的相邻的端部的磁极的极性不同。

本实用新型的用于风力发电设备的低扭矩发电机的结构特点也在于：

在所述转子轴上在永磁转子的一侧套设有轴承，轴承设于电机前端盖的轴承座内。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型的发电机，由于永磁体之间的凸台的周向宽度不同，而且相邻永磁体的同一端的磁极极性不同，使得永磁体的磁极以不对称的方式布置，而定子的齿槽是均匀分布的，永磁体与定子齿槽之间呈相互不对应的状态，减小了发电机的齿槽转矩，降低了转子轴的转动扭矩和启动扭矩，降低了发电机的振动和噪声，提高发电机的发电效率和发电量。本实用新型只在电机的前端设置轴承，将轴承均设置在电机前端盖的轴承座内，省去了电机的后端盖与后轴承，使得转子呈“半悬浮”的状态，降低了轴承的发热量，使得转子轴能更轻松自如地转动，提高了发电效率。

由于本实用新型的发电机的转动扭矩和启动扭矩较低，使得本实用新型尤其适用于风力发电设备，特别是中小型风力发电设备。

附图说明

图1为本实用新型的低扭矩发电机的剖视图。

图2为本实用新型的一个实施例的定子与永磁转子的径向断面图。

图3为本实用新型的另一个实施例的永磁转子的径向断面图。

附图1～附图3中标号：1前端盖，2定子，21绕组，22齿槽，3永磁转子，4转子轴，5轴承，6永磁体，7凸台，8轴承座。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式