專利名稱：環形微風發電機的制作方法
環形微風發電機技術領域
本發明屬于交流同步電機領域，具體地說，是提出一種無槽的永磁同步發電機 結構。
背景技術：
在風力發電領域，發電機是將機械能轉變為電能的、必不可少的機電能量轉換 裝置。為了獲得更多的風能，特別是也能利用微風的能量發電，發電機必須具有很小 的起動阻力矩，但是現有的小型風力發電機廣泛采用永磁轉子結構、定子采用“齒槽結 構”的電樞，即利用齒來引導磁流，利用線槽來安放繞組，并與齒交鏈，在運動中產生 感應電壓。齒槽結構的存在會引起齒槽轉矩，它是由轉子的永磁體磁場同定子鐵心的齒 槽相互作用，在圓周方向形成的阻力矩。此阻力矩與定子的電流無關，它總是試圖將轉 子定位在某些位置上。齒槽結構還會產生齒諧波和相關的能量損耗，降低發電機的效 率。正因為風力發電機需由永磁體產生磁場，而磁場引起的齒槽轉矩極大地增加了啟動 的阻力，因此無法在微風中啟動發電。發明內容
本發明的發電機是通過取消定子鐵芯上的齒槽來消除齒槽阻力，實現微風起動 的，環形微風發電機由轉子體(1)、定子體( 和電機殼體(3)組成，轉子體上有轉子軸 (11)和永磁體(1 ，電機殼體C3)上有二個端蓋，其特征為，定子體( 為一無內圓槽 但帶有至少三個外凸齒0 的環形體鐵芯，且有多個電樞繞組分段布置，穿繞在該 環形體鐵芯上。
通過本發明的上述改進，取消了定子鐵芯內環上的齒和槽，轉子隨便轉到什么 位置，磁阻都一樣大，磁力線沒有變化，齒槽阻力為零，效果是很明顯的；由于無齒槽 結構，齒諧波和齒部磁場撓動產生的能量損耗也同時降低至零，發電機效率有所提高。
圖1為本發明的帶外凸齒的環形微風發電機結構的徑向剖面示意圖。
圖2為本發明的帶墊塊的環形微風發電機結構的徑向剖面示意圖。
具體實施方式
在圖1中可以看出，本發明的發電機由轉子體、定子體和電機殼體三大部分所 組成，轉子體上有轉子軸和永磁體，電機殼體上有端蓋，這與現有傳統發電機是相同 的。但本發明的定子鐵芯卻是無槽結構，正因為沒有線槽，所以電樞繞組就無法安放在 原有電機特設的定子槽內，為此，只得將繞組穿繞在該環形體鐵芯上。故本發明的發電 機就有環形發電機的結構名稱。
由于環形發電機的外環上也有繞組的一個邊，就必須在環的外緣增加若干個外凸齒，定子鐵芯可以靠這些外凸齒與電機殼體緊固地連接和定位，以使轉子施加于定子 的力矩傳遞到機殼上，同時，外凸齒也起到了支承和定位作用，避免了繞組的外緣與電 機殼體相碰，外凸齒與電機殼體間形成的間隙有利于空氣流通散熱。
外凸齒也可以用墊塊來代替，這樣一來，定子鐵芯就成為純環形，模具簡單、 沖制方便、材料節約，有利于降低發電機的制造成本。墊塊應該采用非導磁性材料，特 別是當電機殼體是鐵磁性材料時，如果采用導磁性墊塊，磁極就有可能通過電機殼體產 生漏磁，墊塊方案必須解決好定子軸的定位問題。
本發明的發電機繞組的個數N，與轉子磁極極對數辦間有著一定的關系。當N = 2p，且繞組沿環形圓周均勻分布時，繞組產生的交流感應電壓的相位或者相同或者相 反，繞組可以通過串聯或并聯輸出單相交流電壓，這時的環形發電機就是一臺單相發電 機。
很明顯，當N = 4p或N = 6p時，可以得到二相或三相發電機。
當N = 2p^m(m為正整數)，當把相同(或相反)相位繞組按規則連接，則本發 明的發電機就成為一臺m相的多相發電機。
由于電樞繞組的一個邊在定轉子的氣隙中，為避免轉子體擦碰繞組，所以 本發明的發電機的電磁氣隙比傳統發電機大，會使氣隙磁場強度B降低，為此可以采用 釹鐵硼超強永磁體，可以保證環形鐵芯中足夠的B值，和保證發電機較高的額定功率。
權利要求
1.環形微風發電機，由轉子體⑴、定子體⑵和電機殼體⑶組成，轉子體上有轉 子軸(11)和永磁體(12)，電機殼體(3)上有二個端蓋，其特征為，定子體(2)為一無內 圓槽但帶有至少三個外凸齒(22)的環形體鐵芯，且有多個電樞繞組(21)分段布置，穿繞 在該環形體鐵芯上。
2.權利要求1所述的環形微風發電機，其特征為，定子體(2)為純環形鐵芯，外凸齒 為墊塊所取代。
3.權利要求1或2所述的環形微風發電機，其特征為，發電機為單相輸出。
4.權利要求1或2所述的環形微風發電機，其特征為，發電機為二相或三相輸出。
5.權利要求1或2所述的環形微風發電機，其特征為，發電機為多相輸出。
全文摘要
環形微風發電機，由轉子體(1)、定子體(2)和電機殼體(3)組成，轉子體上有轉子軸(11)和永磁體(12)，電機殼體(3)上有端蓋，定子體(2)為一無內槽但帶有至少三個外凸齒(22)的環形體鐵芯，且有多個電樞繞組(21)分段布置，穿繞在該環形體鐵芯上。環形微風發電機是一種無槽發電機，定子鐵芯上不設線槽，所以具有很小的起動阻力矩，徹底消除了齒槽效應和齒槽阻力矩，可以在微風中啟動，環形微風發電機中沒有齒諧波及其能量損耗，發電機的波形好、效率較高。
文檔編號H02K3/46GK102025199SQ20091019538
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者於岳亮 申請人:於岳亮