一种E型铁芯混合励磁低速发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种E型铁芯混合励磁低速发电机，涉及了适用于低速海浪发电的电机技术。一种E型铁芯混合励磁低速发电机，由外向内依此安装有定子、转子和动子，互相由气隙隔开。所述定子包括由硅钢片叠压而成的E型铁芯、插入相邻两个E型铁芯间同向切向充磁的永磁体、电枢绕组和直流励磁绕组，电枢绕组绕制在永磁体与其相邻两个E型铁芯边齿构成的定子大齿上，励磁绕组绕制在每个E型铁芯的中间齿上；所述转子包括多个转子铁芯，以及贴在每个转子铁芯内表面的径向充磁转子永磁体；所述动子为沿运动方向开齿槽结构的圆筒型铁芯。本申请所述电机仅通过磁耦合实现直线到旋转运动的转换，并且结合永磁励磁与电励磁两种方式，实现磁场的平滑调节。平滑调节。平滑调节。

【技术实现步骤摘要】
一种E型铁芯混合励磁低速发电机


[0001]本申请涉及电机
，尤其涉及一种E型铁芯混合励磁低速发电机。

技术介绍

[0002]传统直驱式海浪发电系统一般采用传统圆筒直线电机，简单分为定子和动子部分，动子通过随海浪进行直线往复运动，将动能转换为定子电枢绕组中的电能，由此向外输电。但海浪的低速运动使得发电机输出交流电频率低，不利于整流。此外，仅采用永磁体励磁的圆筒电机还面临着难以调节气隙磁场，在恶劣极端环境下甚至会导致永磁体退磁等问题。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的是提供一种方法及装置、电子设备，以解决相关技术中输出功率较低和气隙磁场调节困难的问题。
[0004]根据本申请实施例的第一方面，提供一种E型铁芯混合励磁低速发电机，包括：
[0005]定子，所述定子包括定子铁芯模块、定子永磁体、定子电枢绕组以及直流励磁绕组，定子铁芯模块为硅钢片叠压而成的E型铁芯，多个模块沿圆周方向依次排列，切向充磁的所述定子永磁体放置在相邻的两个所述定子铁芯模块间，且相邻定子永磁体的充磁方向相同，所述定子电枢绕组采用集中绕组，绕制在定子永磁体与其两侧定子铁芯模块边齿构成的定子大齿上；所述直流励磁绕组采用集中绕组，绕制在定子铁芯模块的中间齿上，相邻绕组通入方向相反的励磁电流；
[0006]转子，所述转子包括多个沿圆周均匀分布的转子铁芯，每个所述转子铁芯在内表面沿轴向方向均匀贴有径向充磁的转子永磁体，相邻永磁体充磁方向相反；
[0007]动子，所述动子采用整块软磁材料构成的圆筒铁芯，其外侧沿轴向均匀开齿槽，构成均匀分布的齿；
[0008]其中，由外向内依此放置有所述定子、转子和动子，相互之间由气隙隔开。
[0009]进一步地，所述定子铁芯模块有n
s
/2(n
s
＝6k，k≥2)个，形成3n
s
/2个齿，每个所述齿沿圆周方向长度相同。
[0010]进一步地，n
s
/2个切向、同向充磁的定子永磁体贯穿插入相邻的两个定子铁芯模块间，其切向厚度与定子铁芯模块的齿宽度相同。
[0011]进一步地，所述定子包含了两种齿，分别称为定子小齿和定子大齿，两者数量相同，均为n
s
/2个，所述定子小齿即为定子铁芯模块的中间齿，所述定子大齿由定子永磁体与其两侧定子铁芯模块的边齿构成，定子大齿宽度是定子小齿宽度的三倍。
[0012]进一步地，所述定子共有n
s
个槽，槽宽是定子小齿宽度的两倍。
[0013]进一步地，所述定子电枢绕组绕制在n
s
/2个定子大齿上，对m相电机而言，以定子圆心对称分布的n
s
/2m个电枢线圈串联后组成一组电枢绕组，构成了极对数为n
a
的对称绕组。
[0014]进一步地，所述直流励磁绕组绕制在n
s
/2个定子小齿上，改变通入直流电的极性和大小即可对气隙磁场进行调制。
[0015]进一步地，定子小齿为其相邻两侧的定子永磁体提供了通路，减小电机漏磁通。
[0016]进一步地，所述转子铁芯有n
r
个，由硅钢片叠压而成，分别沿圆周均匀分布，各自独立，其中n
r
＝n
a
+n
s
/2。
[0017]进一步地，所述转子永磁体的轴向宽度l
p
和相同极性永磁体间的轴向间距τ
h
分别与所述动子齿的齿宽l
t
和动子齿距τ
p
相同。
[0018]进一步地，转子铁芯内侧表贴的转子永磁体队列与相邻的转子永磁体队列沿轴向错开机械长度l
m
，与相对应的两个转子铁芯匝链的永磁磁链相位差θ
f
满足l
m
/τ
p
＝θ
f
/2π，即θ
f
＝2π
×
l
m
/τ
p
。
[0019]进一步地，所述动子的长度大于所述定转子的轴向长度，且轴向长度为所述动子齿距τ
p
的整数倍。
[0020]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0021]由上述实施例可知，本申请的E型铁芯混合励磁低速发电机实现了仅通过磁耦合，将动子部分的直线运动转换为转子的旋转运动，并同时实现了频率的放大，便于后续整流。同时，定子部分采用E型铁芯的特殊结构，将定子齿分为了包含永磁体的定子大齿和不包含永磁体的定子小齿两类，在减少一半永磁体用量、节约成本的同时，利用定子铁芯模块的中间齿，为其相邻两侧的定子永磁体和增设的直流励磁绕组提供了磁通路，进而有效减小电机漏磁通和提升电励磁绕组的磁场调节能力。本申请所述电机将绕组、永磁体均放置在定子侧，转子仅采用硅钢片叠压，具有较强的散热冷却能力，结构简单且机械强度高；并且结合了永磁励磁与电励磁两种方式，克服了仅永磁体励磁结构中，气隙磁场调节困难的问题。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0024]图1是根据一示例性实施例示出的一种E型铁芯混合励磁低速发电机的结构示意图。
[0025]图2是根据一示例性实施例示出的定子结构示意图。
[0026]图3是根据一示例性实施例示出的转子铁芯结构示意图，(a)为转子铁芯结构的立体图，(b)为转子铁芯结构的左视图。
[0027]图4是根据一示例性实施例示出的转子永磁体结构示意图。
[0028]图5是根据一示例性实施例示出的动子结构示意图，(a)为动子的立体图，(b)为动子的主视图。
[0029]图6是根据一示例性实施例示出的转子永磁体沿转子铁芯轴向分布示意图。
[0030]图7是根据一示例性实施例示出的磁链最大位置磁力线分布示意图。
[0031]其中：1、定子；11、定子铁芯模块；12、定子永磁体；13、定子电枢绕组；14、直流励磁绕组；15、定子小齿；16、定子大齿；2、转子；21、转子铁芯；22、转子永磁体；3、动子铁芯；A、B、
C、D、E依此分别为沿圆周逆时针方向均匀分布的转子铁芯。
具体实施方式
[0032]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0033]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种E型铁芯混合励磁低速发电机，其特征在于，包括：定子(1)，所述定子(1)包括定子铁芯模块(11)、定子永磁体(12)、定子电枢绕组(13)以及直流励磁绕组(14)，定子铁芯模块(11)为硅钢片叠压而成的E型铁芯，多个模块沿圆周方向依次排列，切向充磁的所述定子永磁体(12)放置在相邻的两个所述定子铁芯模块间，且相邻定子永磁体(12)的充磁方向相同，所述定子电枢绕组(13)采用集中绕组，绕制在定子永磁体(12)与其两侧定子铁芯模块(11)边齿构成的定子大齿(16)上；所述直流励磁绕组(14)采用集中绕组，绕制在定子铁芯模块(11)的中间齿上，相邻绕组通入方向相反的励磁电流；转子(2)，所述转子(2)包括多个沿圆周均匀分布的转子铁芯(21)，每个所述转子铁芯(21)在内表面沿轴向方向均匀贴有径向充磁的转子永磁体(22)，相邻定子永磁体(22)充磁方向相反；动子(3)，所述动子(3)采用整块软磁材料构成的圆筒铁芯，其外侧沿轴向均匀开齿槽，构成均匀分布的齿；其中，由外向内依此放置有所述定子(1)、转子(2)和动子(3)，相互之间由气隙隔开。2.根据权利要求1所述的一种E型铁芯混合励磁低速发电机，其特征在于：所述定子铁芯模块(11)有n
s
/2(n
s
＝6k，k≥2)个，形成3n
s
/2个齿，每个所述齿沿圆周方向长度相同。3.根据权利要求1所述的一种E型铁芯混合励磁低速发电机，其特征在于：n
s
/2个切向、同向充磁的定子永磁体(12)贯穿插入相邻的两个定子铁芯模块(11)间，其切向厚度与定子铁芯模块的齿宽度相同。4.根据权利要求1所述的一种E型铁芯混合励磁低速发电机，其特征在于：所述定子(1)包含了两种齿，分别称为定子小齿(15)和定子大齿(16)，两者数量相同，均为n
s
/2个，所述定子小齿(15)即为定子铁芯模块(11)的中间齿，所述定子大齿(16)由定子永磁体(12)与其两侧定子铁芯模块的边齿构成，定子大齿(16)宽度是定子小齿(15)宽度的三倍。5.根据权利要求1所述的一种E型铁芯混合励磁低速发电机，其特征在于：所述定子(1)共有n...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢琴芬，王林森，郑梦飞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：