【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种双绕组发电机，特别涉及一种共用定子齿的双绕组发电机。
技术介绍
1、双绕组发电机是典型的双电端口输出电机，即在同一台发电机上引出两个电端口。相比于传统发电机，双绕组发电机通过双电端口输出能够同时满足两种电气负载需求。
2、现有双绕组发电机方案依原理可分为同步发电机方案和异步发电机方案，同步发电机方案又包括永磁方案和电励磁方案。相关技术中的永磁同步发电机方案(cn201710673903.x、cn202110426332.6)通常采用并列式结构和两套绕组15电角度相移的方式来降低两套绕组之间的磁场耦合程度，这给电机结构设计和绕组设计带来困难。相关技术中的电励磁同步发电机方案(cn201710323837.3、cn201711054317.3)则需借助励磁绕组产生静态磁场，并基于双凸极原理，在两套电枢绕组中感应电势，其结构较为复杂，功率密度较低。相关技术中的异步电机方案(cn201710285294.0、cn202110767400.5)由于没有独立励磁系统，电机结构虽简单，但必须从所接电网中汲取滞后的磁化电流，因此异步发电机应用范围比较局限。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种共用定子齿的双绕组发电机，不仅结构和工艺简单，还可以在一个转子基础上，通过充分利用由转子永磁体分裂所产生的气隙磁密空间谐波分量，从而在由基波主导的电能输出基础上引入由空间谐波分量主导的电能输出，进而实现发电机双电端口的电能输出，具有较高集成度
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种共用定子齿的双绕组发电机，包括定子和转子，所述定子和转子同轴安装；所述定子由定子轭部、定子齿部和定子绕组组成；所述定子齿部设置于定子轭部的一侧，且沿圆周方向均匀分布，所述定子绕组为分布式绕组，且缠绕在所述定子齿部上组成共用定子齿部的径向磁通结构；所述转子包括n极永磁体、s极永磁体和转子铁心，所述n极永磁体和s极永磁体表贴于转子铁心一侧，且沿圆周方向均匀分布构成永磁体分裂结构。
3、进一步，所述定子绕组分为四层，包括一侧电端口上层绕组、一侧电端口下层绕组、另一侧电端口上层绕组、另一侧电端口下层绕组。
4、进一步，所述一侧电端口上层绕组和所述一侧电端口下层绕组的外部包裹有一侧电端口绕组绝缘层；所述另一侧电端口上层绕组和所述另一侧电端口下层绕组的外部包裹有另一侧电端口绕组绝缘层。
5、进一步，沿圆周方向均匀分布的相邻所述定子齿部之间存在定子槽口。
6、进一步，所述n极永磁体为分裂结构，分裂次数为k，包括n极左侧永磁体和n极右侧永磁体；所述s极永磁体亦为分裂结构，分裂次数亦为k，包括s极左侧永磁体和s极右侧永磁体；其中，k取自然数。
7、进一步，所述n极左侧永磁体与所述n极右侧永磁体之间间隔一定角度θn，所述s极左侧永磁体与所述s极右侧永磁体之间间隔一定角度θs，并且，θn等于θs。
8、进一步，双绕组发电机一侧电端口相数m1和另一侧电端口相数m2均为正整数；所述定子的槽数zs同时等于相数m1和相数m2的正整数倍，所述转子的极数zr为正偶数，且满足：
9、zs/m1/gcd(zs,zr)和zs/m2/gcd(zs,zr×(2k+1))均为正整数，其中：k为分裂次数，gcd为最大公约数。
10、本专利技术的有益效果为：
11、1、采用共用定子齿部的径向磁通方案，定转子结构简单，并且，转子永磁体采用表贴于转子铁心一侧的分裂结构，因此该发电机结构和工艺简单，加工制造方便。
12、2、在一个转子基础上，通过充分利用由转子永磁体分裂所产生的气隙磁密空间谐波分量，从而在由基波主导的电能输出基础上引入由空间谐波分量主导的电能输出，进而实现发电机双电端口的电能输出，具有较高集成度，有利于提高双绕组发电机功率密度。
13、3、两套绕组分别利用不同空间阶次磁密谐波进行工作，通过选取合适的槽极组合方案、永磁体分裂次数和绕组节距，能够实现两套绕组之间较低的磁场耦合度。
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1.一种共用定子齿的双绕组发电机，包括定子(1)和转子(2)，其特征在于：所述定子(1)和转子(2)同轴安装；所述定子(1)由定子轭部(1-1)、定子齿部(1-2)和定子绕组(1-3)组成；所述定子齿部(1-2)设置于定子轭部(1-1)的一侧，且沿圆周方向均匀分布，所述定子绕组(1-3)为分布式绕组，且缠绕在所述定子齿部(1-2)上组成共用定子齿部的径向磁通结构；所述转子(2)包括N极永磁体(2-1)、S极永磁体(2-2)和转子铁心(2-3)，所述N极永磁体(2-1)和S极永磁体(2-2)表贴于转子铁心(2-3)一侧，且沿圆周方向均匀分布构成永磁体分裂结构。
2.根据权利要求1所述的共用定子齿的双绕组发电机，其特征在于：所述定子绕组(1-3)分为四层，包括一侧电端口上层绕组(1-3-1)、一侧电端口下层绕组(1-3-2)、另一侧电端口上层绕组(1-3-4)、另一侧电端口下层绕组(1-3-5)。
3.根据权利要求2所述的共用定子齿的双绕组发电机，其特征在于：所述一侧电端口上层绕组(1-3-1)和所述一侧电端口下层绕组(1-3-2)的外部包裹有一侧电端口绕组绝
4.根据权利要求1所述的共用定子齿的双绕组发电机，其特征在于：沿圆周方向均匀分布的相邻所述定子齿部(1-2)之间存在定子槽口(1-4)。
5.根据权利要求1所述的共用定子齿的双绕组发电机，其特征在于：所述N极永磁体(2-1)为分裂结构，分裂次数为k，包括N极左侧永磁体(2-1-1)和N极右侧永磁体(2-1-2)；所述S极永磁体(2-2)亦为分裂结构，分裂次数亦为k，包括S极左侧永磁体(2-2-1)和S极右侧永磁体(2-2-2)；其中，k取自然数。
6.根据权利要求5所述的共用定子齿的双绕组发电机，其特征在于：所述N极左侧永磁体(2-1-1)与所述N极右侧永磁体(2-1-2)之间间隔一定角度θN，所述S极左侧永磁体(2-2-1)与所述S极右侧永磁体(2-2-2)之间间隔一定角度θS，并且，θN等于θS。
7.根据权利要求1所述的共用定子齿的双绕组发电机，其特征在于：双绕组发电机一侧电端口相数m1和另一侧电端口相数m2均为正整数；所述定子(1)的槽数Zs同时等于相数m1和相数m2的正整数倍，所述转子(2)的极数Zr为正偶数，且满足：
...【技术特征摘要】
1.一种共用定子齿的双绕组发电机，包括定子(1)和转子(2)，其特征在于：所述定子(1)和转子(2)同轴安装；所述定子(1)由定子轭部(1-1)、定子齿部(1-2)和定子绕组(1-3)组成；所述定子齿部(1-2)设置于定子轭部(1-1)的一侧，且沿圆周方向均匀分布，所述定子绕组(1-3)为分布式绕组，且缠绕在所述定子齿部(1-2)上组成共用定子齿部的径向磁通结构；所述转子(2)包括n极永磁体(2-1)、s极永磁体(2-2)和转子铁心(2-3)，所述n极永磁体(2-1)和s极永磁体(2-2)表贴于转子铁心(2-3)一侧，且沿圆周方向均匀分布构成永磁体分裂结构。
2.根据权利要求1所述的共用定子齿的双绕组发电机，其特征在于：所述定子绕组(1-3)分为四层，包括一侧电端口上层绕组(1-3-1)、一侧电端口下层绕组(1-3-2)、另一侧电端口上层绕组(1-3-4)、另一侧电端口下层绕组(1-3-5)。
3.根据权利要求2所述的共用定子齿的双绕组发电机，其特征在于：所述一侧电端口上层绕组(1-3-1)和所述一侧电端口下层绕组(1-3-2)的外部包裹有一侧电端口绕组绝缘层(1-3-3)；所述另一侧电端口上层绕组(1-3-4)和所述另一侧电端...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙炜，张洋，李姗，赵永杰，姚嘉益，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：发明
国别省市：
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