永磁发电机.ppt

1、李少龙2022/11/5课 件第第三三章章 风力发电风力发电电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院教学目标教学目标o了解直驱永磁风力发电机主要类型o掌握永磁电机设计与分析方法o轴向磁通无铁芯永磁发电机设计及特性分析2022/11/5课 件第第三三章章 风力发电风力发电电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院直驱永磁风力发电机主要类型 永磁同步发电机按照其磁通方向分为径向磁通永永磁同步发电机按照其磁通方向分为径向磁通永磁电机、轴向磁通永磁电机以及横向磁通永磁电机。磁电机、轴向磁通永磁电机以及横向磁通永磁电机。（1）径向气隙磁通）径向气隙磁通 发电机依靠转子对定子的相对运动来发电，在定子发电机依

2、靠转子对定子的相对运动来发电，在定子与转子之间的间隙称为气隙。在传统电机结构中，定与转子之间的间隙称为气隙。在传统电机结构中，定子在外围，转子在中间旋转，见图子在外围，转子在中间旋转，见图1右图，定子与转子右图，定子与转子之间的间隙为柱面，见图之间的间隙为柱面，见图1左图，图中半透明的柱面即左图，图中半透明的柱面即为气隙面，磁力线垂直于气隙面，与所在点直径方向为气隙面，磁力线垂直于气隙面，与所在点直径方向平行，称为径向气隙磁通。平行，称为径向气隙磁通。2022/11/5课 件第第三三章章 风力发电风力发电电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院图12022/11/5课 件第第三三章章 风力发电

3、风力发电电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院 （2）轴向气隙磁通）轴向气隙磁通 在多数盘式结构电机中，定子与转子都呈盘型结构，两在多数盘式结构电机中，定子与转子都呈盘型结构，两者间的气隙是与电机转轴垂直的平面，见图者间的气隙是与电机转轴垂直的平面，见图2右图（为表右图（为表示清楚，夸大了定子与转子的距离）。图示清楚，夸大了定子与转子的距离）。图2左图是该气隙左图是该气隙平面，用半透明表示该气隙面。磁力线垂直于气隙面，与平面，用半透明表示该气隙面。磁力线垂直于气隙面，与转轴方向平行，称为轴向气隙磁通。转轴方向平行，称为轴向气隙磁通。2022/11/5课 件第第三三章章 风力发电风力发电电气工

4、程与自动化学院电气工程与自动化学院图22022/11/5课 件第第三三章章 风力发电风力发电电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院 （3）横向定子磁通）横向定子磁通 横向磁通是一种新型的电机结构，图横向磁通是一种新型的电机结构，图3左图是一段拉直的左图是一段拉直的定子与转子布置示意图，定子铁芯采用定子与转子布置示意图，定子铁芯采用U形结构，图中有两个形结构，图中有两个U形定子铁芯（整个电机有若干个形定子铁芯（整个电机有若干个U形定子铁芯），铁芯中部形定子铁芯），铁芯中部是定子线圈导线。转子与是定子线圈导线。转子与U形定子铁芯间有气隙，图形定子铁芯间有气隙，图3右图把右图把U形定子铁芯变为半透

5、明状态，显示出形定子铁芯变为半透明状态，显示出U形定子铁芯内磁力线，形定子铁芯内磁力线，也就是磁通回路，该回路所在平面与转子运动方向垂直，称也就是磁通回路，该回路所在平面与转子运动方向垂直，称这种结构形式为横向定子磁通，简称为横向磁通。这种结构形式为横向定子磁通，简称为横向磁通。2022/11/5课 件第第三三章章 风力发电风力发电电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院图32022/11/5课 件第第三三章章 风力发电风力发电电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院风力发电机拓扑结构 （1）内）内转子永磁直子永磁直驱风力力发电机，它的机，它的结构采用普通构采用普通发电机广泛机广泛采用的采用的

6、结构，采用多凸极构，采用多凸极结构，其气隙中的磁通方向与构，其气隙中的磁通方向与电机机轴垂直垂直（径向磁通）。与普通（径向磁通）。与普通发电机相比只是要求在机相比只是要求在结构上更构上更轻巧一些。巧一些。下下图是多极内是多极内转子子结构的定子与构的定子与转子局部子局部图，显示了磁通的走向。示了磁通的走向。2022/11/5课 件第第三三章章 风力发电风力发电电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院 （2）外转子直驱式发电机，下图是定子与转子的局部图，定子）外转子直驱式发电机，下图是定子与转子的局部图，定子在电机内部称为内定子，转子在电机外周，称为外转子。内定子铁在电机内部称为内定子，转子在电机外周，称为外转子。内定子铁芯外圆周均匀分布着许多槽，用来嵌装绕组；外转子内圆周贴有永芯外圆周均匀分布着许多槽，用来嵌装绕组；外转子内圆周贴有永磁体磁极，磁通方向如图所示。外转子旋转时，绕组切割磁力线感磁体磁极，磁通方向如图所示。外转子旋转时，绕组切割磁力线感生电势。生电势。