专利名称：环形微风发电机的制作方法
环形微风发电机技术领域
本发明属于交流同步电机领域，具体地说，是提出一种无槽的永磁同步发电机 结构。
背景技术：
在风力发电领域，发电机是将机械能转变为电能的、必不可少的机电能量转换 装置。为了获得更多的风能，特别是也能利用微风的能量发电，发电机必须具有很小 的起动阻力矩，但是现有的小型风力发电机广泛采用永磁转子结构、定子采用“齿槽结 构”的电枢，即利用齿来引导磁流，利用线槽来安放绕组，并与齿交链，在运动中产生 感应电压。齿槽结构的存在会引起齿槽转矩，它是由转子的永磁体磁场同定子铁心的齿 槽相互作用，在圆周方向形成的阻力矩。此阻力矩与定子的电流无关，它总是试图将转 子定位在某些位置上。齿槽结构还会产生齿谐波和相关的能量损耗，降低发电机的效 率。正因为风力发电机需由永磁体产生磁场，而磁场引起的齿槽转矩极大地增加了启动 的阻力，因此无法在微风中启动发电。发明内容
本发明的发电机是通过取消定子铁芯上的齿槽来消除齿槽阻力，实现微风起动 的，环形微风发电机由转子体(1)、定子体( 和电机壳体(3)组成，转子体上有转子轴 (11)和永磁体(1 ，电机壳体C3)上有二个端盖，其特征为，定子体( 为一无内圆槽 但带有至少三个外凸齿0 的环形体铁芯，且有多个电枢绕组分段布置，穿绕在该 环形体铁芯上。
通过本发明的上述改进，取消了定子铁芯内环上的齿和槽，转子随便转到什么 位置，磁阻都一样大，磁力线没有变化，齿槽阻力为零，效果是很明显的；由于无齿槽 结构，齿谐波和齿部磁场挠动产生的能量损耗也同时降低至零，发电机效率有所提高。
图1为本发明的带外凸齿的环形微风发电机结构的径向剖面示意图。
图2为本发明的带垫块的环形微风发电机结构的径向剖面示意图。
具体实施方式
在图1中可以看出，本发明的发电机由转子体、定子体和电机壳体三大部分所 组成，转子体上有转子轴和永磁体，电机壳体上有端盖，这与现有传统发电机是相同 的。但本发明的定子铁芯却是无槽结构，正因为没有线槽，所以电枢绕组就无法安放在 原有电机特设的定子槽内，为此，只得将绕组穿绕在该环形体铁芯上。故本发明的发电 机就有环形发电机的结构名称。
由于环形发电机的外环上也有绕组的一个边，就必须在环的外缘增加若干个外凸齿，定子铁芯可以靠这些外凸齿与电机壳体紧固地连接和定位，以使转子施加于定子 的力矩传递到机壳上，同时，外凸齿也起到了支承和定位作用，避免了绕组的外缘与电 机壳体相碰，外凸齿与电机壳体间形成的间隙有利于空气流通散热。
外凸齿也可以用垫块来代替，这样一来，定子铁芯就成为纯环形，模具简单、 冲制方便、材料节约，有利于降低发电机的制造成本。垫块应该采用非导磁性材料，特 别是当电机壳体是铁磁性材料时，如果采用导磁性垫块，磁极就有可能通过电机壳体产 生漏磁，垫块方案必须解决好定子轴的定位问题。
本发明的发电机绕组的个数N，与转子磁极极对数办间有着一定的关系。当N = 2p，且绕组沿环形圆周均勻分布时，绕组产生的交流感应电压的相位或者相同或者相 反，绕组可以通过串联或并联输出单相交流电压，这时的环形发电机就是一台单相发电 机。
很明显，当N = 4p或N = 6p时，可以得到二相或三相发电机。
当N = 2p^m(m为正整数)，当把相同(或相反)相位绕组按规则连接，则本发 明的发电机就成为一台m相的多相发电机。
由于电枢绕组的一个边在定转子的气隙中，为避免转子体擦碰绕组，所以 本发明的发电机的电磁气隙比传统发电机大，会使气隙磁场强度B降低，为此可以采用 钕铁硼超强永磁体，可以保证环形铁芯中足够的B值，和保证发电机较高的额定功率。
权利要求
1.环形微风发电机，由转子体⑴、定子体⑵和电机壳体⑶组成，转子体上有转 子轴(11)和永磁体(12)，电机壳体(3)上有二个端盖，其特征为，定子体(2)为一无内 圆槽但带有至少三个外凸齿(22)的环形体铁芯，且有多个电枢绕组(21)分段布置，穿绕 在该环形体铁芯上。
2.权利要求1所述的环形微风发电机，其特征为，定子体(2)为纯环形铁芯，外凸齿 为垫块所取代。
3.权利要求1或2所述的环形微风发电机，其特征为，发电机为单相输出。
4.权利要求1或2所述的环形微风发电机，其特征为，发电机为二相或三相输出。
5.权利要求1或2所述的环形微风发电机，其特征为，发电机为多相输出。
全文摘要
环形微风发电机，由转子体(1)、定子体(2)和电机壳体(3)组成，转子体上有转子轴(11)和永磁体(12)，电机壳体(3)上有端盖，定子体(2)为一无内槽但带有至少三个外凸齿(22)的环形体铁芯，且有多个电枢绕组(21)分段布置，穿绕在该环形体铁芯上。环形微风发电机是一种无槽发电机，定子铁芯上不设线槽，所以具有很小的起动阻力矩，彻底消除了齿槽效应和齿槽阻力矩，可以在微风中启动，环形微风发电机中没有齿谐波及其能量损耗，发电机的波形好、效率较高。
文档编号H02K3/46GK102025199SQ20091019538
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者於岳亮 申请人:於岳亮