专利名称：一种新型稀土永磁发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种具有永久磁体转子铁芯 的新型稀土永磁发电机。
背景技术：
现有的发电机一般是由定子和转子组成，定子包括有定子铁芯、 定子绕组和机座。而稀土永磁发电机则是在转子上均布有偶数个由稀
土永磁材料制成的瓦形磁极；其定子绕组则包括有单层同心式、单层 叠式、单层链式等单层绕组，还有双层绕组和正弦绕组等多种形式。 单层绕组的稀土永磁发电机生产工艺简单，成本较低。存在的问题是 电参数较差，电压波形畸变率在15%以上，电压调整率在土 10 % 以上。因此它的使用范围只是一般用电器，如照明、 一般动力等。而 具有双层绕组的稀土永磁发电机，则比较好地解决了电压波形问题， 畸变率可小于3 %。但存在的问题是双层绕组的用线量即用铜量大， 占用定子空间大，使得发电机体积增大，成本提高；正弦绕组还具有 不能充分利用定子铁芯空间的缺陷，因此这类发电机单位体积的功率 较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供 一种采用单层定子绕组的形式实现低电压波形畸变率和低电压调整率的新型稀土永磁发电机。本实用新型是通过如下方式实现的，本实 用新型由定子和转子组成，定子包括有定子铁芯、定子绕组和机座， 定子绕组为单层绕组，转子上均布有偶数个由稀土永磁材料制成的瓦 形磁极，定子绕组的每一极主绕组中间设置有一个辅助绕组，辅助绕 组与主绕组相串接。通过示波器观察可知，单层定子绕组的稀土永磁 发电机，其输出电压波形的畸变主要出现在波峰及波谷处。其原因就 在于发电机的转子在经其他发动机带动转动后，这种单层定子绕组结 构在发电机输出正弦基波的同时，会产生二次、三次等高频谐波，这 些高频谐波与基波合成之后，就使得输出电压的波形产生较大的畸 变，相应地电压调整率也就随之增大。本实用新型通过在每极主绕组 中间串接一个相对独立的辅助绕组，这就能够在定子绕组的输出电压 波形上很好地抑制了高次谐波的产生，使得输出电压的波形畸变率小
于2% ，电压调整率也相应降低到小于土 3 %。依上述方式制成的 新型稀土永磁发电机，可使得输出电压波形达到最佳的正弦波形，并 使得发电机效率达到最大，电压调整率小于土 3 % ，远远优于传统 发电机± 10 %的电压调整率。在同等电压调整率的条件下，即与双 层定子绕组的发电机相比，本发电机单位体积的功率输出高出其他电 机20 %以上。本实用新型的主要特点就是集中了传统的单层绕组和 双层绕组两种发电机的优点，同时又有效地克服了两种发电机各自存 在的如波形畸变率高、电压调整率大以及定子线槽利用不充分、单位 体积输出功率小等缺陷。
图1 本实用新型的二极式定子绕组的结构示意图。 图2 本实用新型的四极式定子绕组的结构示意图。
图3、图4是两种四磁极转子的结构示意图。 图5、图6是两种二磁极转子的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图详述本实用新型具体实施方式
，如图1、 2所示，本 实用新型的定子绕组采用单层叠式绕组。图1是具有两个主绕组的 二极式定子绕组，两个主绕组分别占用了标号为1-12和13-24的 定子线槽。图2是具有四个主绕组的四极式定子绕组。在每一极主 绕组1的中间，有两个线槽(图1是6、 7两个线槽和18、 19两个 线槽，图2的如图示)空出，用于绕制辅助绕组2 。各主、辅绕组 的接线端按"主-辅-辅-主"的方式依次串接，即构成本新型稀土永磁 发电机的定子绕组。各辅助绕组2的匝数不超过主绕组1单槽中的 匝数。
本实用新型的转子结构是采用径向充磁的稀土永磁材料制成瓦 形磁极3,以偶数个均布在转子4上。图3 、图4是两种四磁极形 式的转子结构。在上述稀土永磁发电机定子绕组的结构形式下，转子 上的磁极从瓦形磁极3的两个顶角起算，其圆心角卩最好在55 -88 °之间。图5、图6是两种二磁极形式的转子结构，其瓦形磁极3的 圆心角卩最好在110-176°之间。在上述的磁极P角取值范围之内，如果确定了磁极的某一个角度 卩之后，则对应有一个最佳的辅助绕组匝数，可使发电机输出电压波 形最为接近或者成为正弦波形，即高次谐波的消除效果达到最佳。设
主绕组的单槽匝数为N ，在上述的P取值范围内，辅助绕组2的 匝数在l-N之间变化，匝数与磁极P角的取值基本成反比关系。
权利要求1、一种新型稀土永磁发电机，由定子和转子组成，定子包括有定子铁芯、定子绕组和机座，定子绕组为单层绕组，转子上均布有偶数个由稀土永磁材料制成的瓦形磁极，其特征在于定子绕组的每一极主绕组(1)中间设置有一个辅助绕组(2)，辅助绕组(2)与主绕组(1)相串接。
2、 根据权利要求1所述的一种新型稀土永磁发电机，其特征在于 辅助绕组(2)绕制在每一极主绕组(1)的中间两个空线槽内。
3、 根据权利要求2所述的一种新型稀土永磁发电机，其特征在于-辅助绕组(2)的匝数不超过主绕组(1)的单槽中的匝数。
4、 根据权利要求3所述的一种新型稀土永磁发电机，其特征在于-四极转子(4)上的瓦形磁极(3)的圆心角p在55 -88°之间。
5、 根据权利要求3所述的一种新型稀土永磁发电机，其特征在于-二极转子(4)上的瓦形磁极(3)的圆心角P在110-176°之间。
专利摘要本实用新型涉及一种新型稀土永磁发电机，由定子和转子组成，定子包括有定子铁芯、定子绕组和机座，定子绕组为单层绕组，转子上均布有偶数个由稀土永磁材料制成的瓦形磁极，定子绕组的每一极主绕组中间设置有一个辅助绕组，辅助绕组与主绕组相串接。本实用新型集中了单层绕组和双层绕组两种发电机的优点，输出电压的波形畸变率小于2％，电压调整率小于±3％，同时又有效地克服了两种发电机各自存在的如波形畸变率高、电压调整率大以及定子线槽利用不充分、单位体积输出功率小等缺陷，是一种理想的新型稀土永磁发电机。
文档编号H02K1/27GK201398103SQ20092014993
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者斌 杨 申请人:斌 杨