[发明专利]定子励磁风力发电机

说明书

本发明公开一种定子励磁风力发电机，包括定子和转子，转子位于定子的内部，且定子和转子之间设置有气隙，定子和转子均为凸极结构；定子包括定子铁芯、多个绕组和机座，定子铁芯包括定子轭、多个定子齿和多个定子槽，相邻的定子齿之间为定子槽，每个定子槽中设置有绕组；转子包括转轴、支架和转子铁芯，转子铁芯包括转子轭和多个转子齿。本发明的定子励磁风力发电机结构简单功率密度高、可靠性高、励磁电流调节方便、电机电压波形畸变率低及转矩脉动低。

技术领域

本发明涉及一种新型风力发电机结构技术，特别涉及一种定子励磁风力发电机。

背景技术

随着社会对能源和环境问题的持续关注，可再生能源的开发利用正呈现出加速发展的趋势。风能作为目前人类所掌握的开发应用技术最为成熟的可再生资源之一，凭借其可开发量、分布区域广、安全环保等优点，在社会经济可持续发展中发挥着重要的作用。

目前社会上已出现了各种结构的风力发电机，但是已有的风力发电机主要以双馈式发电机和永磁直驱或半直驱发电机为主，电机结构相对复杂，励磁电流调节不方便。其中，双馈式发电系统中常采用的发电机为转子交流励磁双馈发电机，其缺点是仍然包括有滑环和电刷结构，使得风力发电机在恶劣的运行环境中较易出现故障；永磁发电机的缺点是永磁材料成本高，导致整机成本相对较高，以及在使用过程中会出现励磁调节困难及电机退磁的风险，其原因是永磁材料在高温、震动和过电流情况下，有可能永久退磁，致使发电机整体报废。另外，社会上出现的磁通切换发电机主要以永磁型以及混合励磁型为主，其应用场合主要以小型发电机为主，在大型的风力发电场合还未见应用。

因此本领域迫切需要一种结构简单、励磁电流调节方便、可靠性高及能够应用于大型的风力发电场合的风力发电机。

发明内容

本发明的实施例旨在克服以上技术问题，提出一种结构简单、励磁电流方便、电机电压波形畸变率低、转矩脉动低、可靠性高以及适合于在大型的风力发电场合使用的定子励磁风力发电机。

为解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种定子励磁风力发电机，其中，包括定子和转子，

所述转子位于所述定子的内部，所述转子能够转动，且所述定子和所述转子之间设置有气隙，所述定子和所述转子均为凸极结构；

所述定子包括定子铁芯、多个绕组和机座；

所述定子铁芯包括定子轭、多个定子齿和多个定子槽，相邻的所述定子齿之间为所述定子槽，每个所述定子槽中设置有所述绕组；

所述转子包括转轴、支架和转子铁芯；

所述转子铁芯包括转子轭和多个转子齿；

其中，所述绕组包括励磁绕组和电枢绕组，所述励磁绕组和所述电枢绕组分别设置在不同的所述定子槽中；

所述励磁绕组和所述电枢绕组分别设置在相邻的所述定子槽中，所述绕组的节距为2；

每个所述定子槽中的所述绕组设置为上下双层分布；

每相邻两个励磁绕组中的电流方向是相反的。

根据本发明的第二方面，提供一种定子励磁风力发电机，其中，所述转子和所述定子的轴向剖面为圆环形。

根据本发明的第三方面，提供一种定子励磁风力发电机，其中，所述定子和所述转子由导磁材料制成。

根据本发明的第四方面，提供一种定子励磁风力发电机，其中，所述定子和所述转子均由硅钢片叠压制成。

根据本发明的第五方面，提供一种定子励磁风力发电机，其中，所述励磁绕组的连接是每相邻所述励磁绕组线圈串联。

根据本发明的第六方面，提供一种定子励磁风力发电机，其中，所述励磁绕组和所述电枢绕组均采用集中绕组。