轴向磁通永磁发电机定子绕组结构改进及特性分析

朱 军, 李少龙, 刘慧君, 宋丹丹, 田 淼

(1.河南理工大学 电气工程与自动化学院,河南 焦作 454000; 2.国网新疆电力公司 经济技术研究院,新疆 乌鲁木齐 830000)



轴向磁通永磁发电机定子绕组结构改进及特性分析

朱 军1, 李少龙1, 刘慧君2, 宋丹丹1, 田 淼2

(1.河南理工大学 电气工程与自动化学院,河南 焦作 454000; 2.国网新疆电力公司 经济技术研究院,新疆 乌鲁木齐 830000)

针对成型永磁风力发电机气隙磁场调节困难、难以提高发电机性能的问题,文章通过推导轴向磁通定子无铁芯永磁发电机在基波与谐波磁场下的绕组系数和电动势方程,采用改变线圈边宽和厚度2种方法来提高发电机性能。实验分析结果表明:绕组空间布局对发电机性能有显著的影响,改进后的发电机电压波形正弦性畸变率THD为2.4%,比改进前减少54%,效率达到90%,比改进前提高了3.3%。采用该方法设计出的风力发电机性能较好,具有一定的使用价值。

轴向磁场;定子无铁芯;线圈边宽和厚度;永磁风力发电机性能

轴向磁场无铁芯永磁电机也称盘式电机,拥有比传统电机更多的优势。其轴向尺寸小、结构紧凑、效率高、功率密度大。尤其是定子无铁芯结构,不仅减轻了电机重量,而且消除了与之相关的齿槽转矩和铁芯损耗,启动转矩小,非常适用于小型离网型垂直轴风力发电系统[1-2]。

无铁芯永磁电机采用非重叠集中绕组比分布绕组优点多,绕组端部伸出长度短、铜耗和发热损耗少[3];缺点是非重叠集中绕组的绕组系数相对较低,输出转矩较小,空间布局多样化,影响电机磁密分布规律。……