專利名稱：高功率密度的太陽跟蹤系統用永磁驅動電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽跟蹤系統用高效、高出力、高功率密度、高可靠性和低力 矩波動表面安裝式或內置式永磁驅動電機。
背景技術：
太陽跟蹤系統是針對太陽能光伏發電需要對太陽進行實時跟蹤的應用設計。基本 功能是使光伏陣列隨著太陽而轉動，實現高精度的太陽跟蹤。太陽跟蹤器的穩定性與可靠 性一直是其沒有被大規模應用的主要問題，驅動電機性能是關鍵之一。目前國內外太陽跟 蹤驅動電機基本上采用永磁直流電機，存在耗電大、效率低、電磁兼容性差、噪音大、力矩波 動大、線性度差、過載能力低、換向器火花、電刷磨損和可靠性差等缺陷。系統可靠性差、跟 蹤誤差大、成本過高。性能對太陽跟蹤系統品質的提升至關重要，直接影響太陽能利用效率 和可靠性。目前國內外正在研發的永磁直流無刷電機(PMBLM)其電樞勵磁為“非圓形跳躍 式”的旋轉磁場，存在較大的力矩波動，精度低，調速范圍也窄，影響電機高效、寬調速、平穩 低噪運行。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種高效、高出力、高功率密度、高可靠性和低力矩波動 的太陽跟蹤系統用永磁驅動電機。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現高功率密度的太陽跟蹤系統用永磁驅動電機，包括機殼和機殼內的定子和轉子， 定子包括固定在機殼內壁的定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯包括定子磁軛、定子槽和定子 齒，轉子包括轉軸和轉子鐵芯，特點是所述轉子鐵芯外圓周布置有徑向磁化磁鋼，所述徑 向磁化磁鋼由多塊磁鋼拼接形成，多塊拼接的徑向磁化磁鋼構成永磁磁極。進一步地，上述的高功率密度的太陽跟蹤系統用永磁驅動電機，其中，所述多塊拼 接的徑向磁化磁鋼外圓為同心或非同心弧形曲面。本實用新型技術方案的實質性特點和進步主要體現在本實用新型設計新穎，SPM電機磁極由多塊磁鋼拼接，優化磁鋼塊數，顯著減少永 磁渦流損耗，大大提高電機效率，堪稱是具有新穎性、創造性、實用性的好技術。
以下結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明
圖1 多塊磁鋼拼接磁極的表面安裝式永磁(SPM)電機轉子剖面示意圖；圖2 圖1結構電機永磁渦流損耗與拼接磁鋼塊數的關系示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表附圖 標記含義附圖 標記含義附圖 標記含義Ia徑向磁化磁鋼9轉軸Pm永磁渦流損耗Npm拼接磁鋼塊數β 一塊拼接磁鋼 夾角
具體實施方式
如圖1所示，高功率密度的太陽跟蹤系統用永磁驅動電機，包括機殼和機殼內的 定子和轉子，定子包括固定在機殼內壁的定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯包括定子磁軛、定 子槽和定子齒，轉子包括轉軸9和轉子鐵芯，轉子鐵芯外圓周布置有徑向磁化磁鋼la，稱為 表面安裝式永磁(SPM)，徑向磁化磁鋼Ia由多塊磁鋼拼接形成，多塊拼接的徑向磁化磁鋼 Ia構成永磁磁極，多塊拼接的徑向磁化磁鋼外圓為同心或非同心弧形曲面。表面安裝式永磁電機磁極由多塊磁鋼拼接而成，分析、比較拼接磁鋼數量對永磁 損耗的影響，如圖2所示，Npm-拼接磁鋼塊數，Pm-永磁渦流損耗，可以看出，多塊磁鋼拼接 結構與整塊磁鋼組成的磁極相比較，由2塊和5塊拼接磁鋼的磁極，其永磁渦流損耗分別減 少50%和90%，從而大幅度提高電機效率和功率密度。β 1為一塊拼接磁鋼夾角，N塊拼接 磁鋼組成永磁磁極的夾角為(NX β 1)，即為永磁磁極的夾角，稱為極弧角，永磁磁極的弧長 稱為極弧寬度，調節極弧寬度或極弧角，可調節定轉子間的氣隙磁密，改善氣隙磁場波形， 提高電機效率、功率密度和減小力矩波動。綜上所述，本實用新型設計獨特、結構新穎，SPM電機磁極由多塊磁鋼拼接，優化磁 鋼塊數，顯著減少永磁渦流損耗(減少50% )，大大提高電機效率。實現產業化生產，打破 驅動電機制約太陽能利用的局面，提高太陽跟蹤系統的技術水平，該電機在成套太陽雙軸 跟蹤系統中得到良好的廣泛應用。需要理解到的是以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，對于本技術領域的 普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些 改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.高功率密度的太陽跟蹤系統用永磁驅動電機，包括機殼和機殼內的定子和轉子，定 子包括固定在機殼內壁的定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯包括定子磁軛、定子槽和定子齒， 轉子包括轉軸和轉子鐵芯，其特征在于所述轉子鐵芯外圓周布置有徑向磁化磁鋼，所述徑 向磁化磁鋼由多塊磁鋼拼接形成，多塊拼接的徑向磁化磁鋼構成永磁磁極。
2.根據權利要求1所述的高功率密度的太陽跟蹤系統用永磁驅動電機，其特征在于 所述多塊拼接的徑向磁化磁鋼外圓為同心或非同心弧形曲面。
專利摘要本實用新型提供一種高功率密度的太陽跟蹤系統用永磁驅動電機，包括機殼和機殼內的定子和轉子，定子包括固定在機殼內壁的定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯包括定子磁軛、定子槽和定子齒，轉子包括轉軸和轉子鐵芯，轉子鐵芯外圓周布置有徑向磁化磁鋼，徑向磁化磁鋼由多塊磁鋼拼接形成，多塊拼接的徑向磁化磁鋼構成永磁磁極。SPM電機磁極由多塊磁鋼拼接，優化了磁鋼塊數，顯著減少永磁渦流損耗，提高電機效率。
文檔編號H02K1/27GK201789395SQ201020506309
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月26日 優先權日2010年8月26日
發明者林德芳, 胡崗 申請人:蘇州工業園區和鑫電器有限公司, 蘇州工業園區美能新能源有限公司