[实用新型]电机转子、电机和风力发电机组

说明书

本实用新型提供一种电机转子、电机和风力发电机组。所述电机转子包括：转子磁轭；多个磁极组，所述多个磁极组沿着所述转子磁轭的圆周方向彼此间隔第一间距而均匀地分布，并且每个磁极组内的各列磁极之间彼此间隔第二间距，其中，所述第一间距大于所述第二间距。根据本实用新型的电机转子、电机和风力发电机组具有减小齿槽转矩和转矩脉动、降低生产成本、提高生产效率以及适用范围广等优点。

技术领域

本实用新型涉及电机领域，更具体地，涉及一种电机转子、电机和风力发电机组。

背景技术

在永磁直驱发电机的设计中考虑的两项重要因素在于减小齿槽转矩和转矩脉动。为了减小齿槽转矩和转矩脉动，目前通常采用的方式为电机定子斜槽方式或者电机转子斜极方式。若采用电机定子斜槽方式，不但会使线圈因斜槽角度等问题而难于制造，还会使线圈长度增加，绕组电阻增大，导致电机的铜损耗增大，发热增大，因此，定子斜槽方式在大型永磁直驱发电机较少采用，更普遍采用的是电机转子斜极方式。

然而，若采用电机转子斜极方式(参照图1)，需要将转子磁轭4上的每个磁极3沿电机轴向倾斜，意味着磁极3或转子磁轭4须做成异形(即，除了诸如长方体等常规磁极形状之外的其他形状)，不但增加了磁极3和/或转子磁轭4的制造难度，也增加了在生产和装配磁极3时所需模具和工装的加工制造难度，极大降低了磁极3或转子磁轭4的成品率，导致产品成本增加。此外，电机转子斜极方式也可将电机轴向上的多段磁极3沿轴向错开一定的角度(即，分段斜极，参照图2)，但是，这对磁极装配时的尺寸控制精度提出了严格要求，降低了磁极3的成品率和装配效率，进而降低了生产效率。

另外，在全球永磁直驱风力发电领域，随着陆上风力发电机组单机容量逐年增大以及海上风电需求的日益强烈，永磁直驱电机的尺寸和重量已经越来越大，在生产制造、运输和维护等方面存在诸多不便，因此成为制约大容量风力发电技术的瓶颈，从而影响了整机在国内外市场的竞争力。通常，大部件的运输宽度尺寸限制在5.5m以内，对于直驱发电机而言，意味着转子外径或定子外径须小于5.5m，这显然远不能满足大型风力发电机组对于直驱发电机尺寸增长的需求。因此，为了解决上述技术问题，将尺寸和重量较大的大型风力发电机组发电机进行模块化设计。模块化发电机的范畴涵盖模块化定子和模块化转子，在此，所提及的模块化指的是定子或转子分为多个模块而后组装为一体。因此，模块化发电机的结构组合型式可分为以下几类：模块化定子和一体式转子组合、一体式定子和模块化转子组合、模块化定子和模块化转子组合。在对转子进行模块化设计时，如果采用转子斜极方式，则对电机的极弧系数和斜极角度存在要求，电机转子很难适用于所有电机。

此外，现有技术中，还通过在电机转子斜极方式的基础上进一步增大电机的极弧系数来提高电机的有效材料利用率及转子刚度(参照图3和图4)。然而，当极弧系数增大到一定程度时，则会由于磁极间距较小而使得转子磁轭4的一端的磁极3与转子磁轭4的与所述一端相对的另一端的相邻磁极3沿电机的轴向延伸时出现干涉。此时若转子磁轭模块沿轴向的连接面为平面，则磁极3无法全部处于转子磁轭模块的扇形体包络范围内；若将转子磁轭模块沿轴向的连接面做成曲面，则会极大提高转子磁轭模块的制造难度和各项成本，降低了产品合格率，不利于转子模块的装配和拆卸，极大削弱了模块化转子的优势；若为了增大磁极间距而减小转子斜极角度，不但难以抵消极弧系数增大带来的影响，而且电机的电磁性能也明显降低。由此可见，电机的极弧系数和斜极角度制约了采用斜极方式的模块化转子的设计。

因此，需要一种能够减小齿槽转矩和转矩脉动、降低生产成本、提高生产效率并且适用范围更广的电机转子。

实用新型内容

为了解决上述问题，提出本实用新型，本实用新型提供一种能够减小齿槽转矩和转矩脉动、降低生产成本并提高生产效率且适用范围更广的电机转子、包括该电机转子的电机和包括该电机的风力发电机组。