根据一实施方式的永久磁铁回转电机包括转子铁心(12)和定子铁心(13)。转子铁心(12)附接至旋转轴(11)并且具有永久磁铁。定子铁心(13)布置成在旋转轴(11)的径向方向上面向转子铁心(12)，并且具有槽(31)和绕线(32)。所述槽(31)设有绕线(32)。这里，绕线(32)以集中缠绕的方式来缠绕。此外，每极每相槽数q是满足下列关系表达式(A)的分数：1/4<q<1/2...(A)。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】根据一实施方式的永久磁铁回转电机包括转子铁心(12)和定子铁心(13)。转子铁心(12)附接至旋转轴(11)并且具有永久磁铁。定子铁心(13)布置成在旋转轴(11)的径向方向上面向转子铁心(12)，并且具有槽(31)和绕线(32)。所述槽(31)设有绕线(32)。这里，绕线(32)以集中缠绕的方式来缠绕。此外，每极每相槽数q是满足下列关系表达式(A)的分数：1/4<q<1/2...(A)。【专利说明】永久磁铁回转电机和风力发电系统
本文描述的实施方式总的来说涉及一种永久磁铁回转电机和一种风力发电系统。
技术介绍
永久磁铁回转电机包括其中永久磁铁设置在转子铁心处的转子和其中绕线设置在定子铁心的槽处的定子。永久磁铁回转电机例如是内转子型，并且定子在旋转轴的径向方向上布置在转子的外侧。 永久磁铁回转电机用作例如风力发电系统中的发电机。永久磁铁回转电机包括分散缠绕的绕线，并且被构造成使得每极每相槽数q是满足关系l〈q ( 3/2的分数。例如，当永久磁铁回转电机是三相交流发电机(相数m = 3)并且包括14极永久磁铁(极数P =14)和48个槽(槽数s = 48)时，每极每相槽数q是8/7 (q = s/ (mXp) = 48/ (3 X 14))。 根据上述构造(分数槽)，在永久磁铁回转电机中，当每极每相槽数q被设定为与每极每相槽数q是整数(整数槽)的情况相同时，即使当极数P增大时,可以应用的槽数s的种类也增加。结果，能够抑制槽数s增大。此外，即使当极数P增大而使得在低速发电机中感应电压的频率高时，与整数槽相比，分数槽也能够抑制槽数的增大，因此，能够抑制用于形成槽的冲压处理的次数增加。 近年来，风力发电系统被安装在海洋上，并且其大型化一直在进行中。根据上述内容，由于风车叶片的具有大尺寸的直径和其强度之间的关系而要求低速风力发电系统。另夕卜，在风力发电系统中，存在发电机在低速下被直接驱动而不在风车和发电机之间提供增速齿轮以使得能够根据在海洋上的安装而减少维护和提高可靠性的情况。例如，在每分钟约10转的条件下进行发电机的驱动。 为了在发电系统的输出部分输出50Hz到60Hz的电压，发电机的输出频率在变频器处进行转换。然而，输入到变频器的频率的下限(输入下限频率)为例如约10Hz，因此，有必要使极数P较大来将发电机的发电电压设定在下限频率。例如，极数P为120极至140极。此外，在这种情况下，当上述永久磁铁回转电机用作发电机时，槽数s为480个。 考虑到这些情况，在该永久磁铁回转电机中，每一个槽的横截面积变小，并且绝缘膜在槽中所占的比例变大，并且因此，能够被插入槽中的绕线的横截面积变小。结果，在该永久磁铁回转电机中，绕线的铜损变大，并且存在难以充分提高发电效率等的情况。特别是，当永久磁铁回转电机用作在低速下被驱动的发电机时，存在上述问题的出现变得明显的情况。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出根据一实施方式的风力发电系统的主要部分的视图。 图2是示出根据该实施方式的永久磁铁回转电机的主要部分的视图。 图3是示出根据该实施方式的永久磁铁回转电机的主要部分的视图。 图4是示出根据该实施方式的永久磁铁回转电机中的定子铁心的一部分的视图。 图5是示意性地示出根据该实施方式的永久磁铁回转电机中的绕线的布置的视图。 图6是示出在根据该实施方式的永久磁铁回转电机中每极每相槽数q和绕线系数K之间的关系以及每极每相槽数q和铜损比率Z之间的关系的视图。 图7是示出关于根据该实施方式的风力发电系统的变型例的主要部分的视图。 【具体实施方式】 根据一个实施方式，永久磁铁回转电机包括转子铁心和定子铁心。转子铁心附接至旋转轴，并且具有永久磁铁。定子铁心布置成在旋转轴的径向方向上面向转子铁心，并且具有槽和绕线(coil)。这些槽被设有绕线。这里，绕线以集中缠绕的方式来缠绕。此外，每极每相槽数q是满足下列关系表达式(A)的分数。 l/4〈q〈l/2...(A) 参照附图对各实施方式进行描述。 风力发电系统的构造 图1是示出根据一实施方式的风力发电系统的主要部分的视图。在图1中，风力发电系统的侧面被不意性地不出，并且关于其一部分的横截面被不出。 风力发电系统I例如是呈图1所示的上风式螺旋桨风车，包括塔2、机舱3、转子毂4和叶片5。 在该风力发电系统I中，塔2沿竖直方向延伸，并且塔2的下端部被固定在嵌入地下的基座(未示出)上。 机舱3设置在塔2的上端部。永久磁铁回转电机10作为发电机容纳在机舱3中。在永久磁铁回转电机10中，旋转轴11大致沿水平方向延伸，并且旋转轴11由轴承IlJ可旋转地支撑。 转子毂4设置在永久磁铁回转电机10的旋转轴11处。 叶片5设置在转子毂4处。叶片5在旋转轴11的径向方向上朝向外侧延伸。各叶片5以转子毂4为中心在旋转轴11的周向(旋转方向)上以相等间隔被布置。 在风力发电系统I中，例如，叶片5接收沿着旋转轴11的轴向流动的风，旋转轴11旋转，由此，在永久磁铁回转电机10处进行发电。 永久磁铁回转电机10的构造 图2和图3是均示出了根据本实施方式的永久磁铁回转电机的主要部分的视图。图2示意性地示出永久磁铁回转电机的前面。此外，图3放大地示出了图2的一部分。需要注意的是，在图3中示出的诸如永久磁铁21、槽31和绕线32等细节部分没有在图2中示出。 如图2和图3所示，永久磁铁回转电机10包括旋转轴11、转子铁心12和定子铁心13。 各细节随后进行描述，但是在本实施方式中，永久磁铁回转电机10例如作为内转子型的三相交流发电机(相数m = 3)被应用于风力发电系统I (参照图1)。此外，在定子铁心13处，绕线32以集中缠绕的方式来缠绕。此外，每极每相槽数q是满足下列关系表达式㈧的分数。 l/4〈q〈l/2...(A) 需要注意的是，每极每相槽数q通过槽数s、极数p和相数m由下列表达式⑶来表不。 q = s/(pXm)...(B) 下文中，对构成永久磁铁回转电机10的每个部分的细节按顺序进行描述。 旋转轴 11 旋转轴11是如图2和图3中所示的圆柱形，并且转子铁心12经由肋110附接到其上。 转子铁心 12 转子铁心12是如图2和图3所示的圆筒形，并且其内径大于旋转轴11的外径。转子铁心12的内周面布置成在旋转轴11的径向方向上面向旋转轴11的外周面，并且转子铁心12与旋转轴11同轴。转子铁心12通过肋110固定到旋转轴11，并且根据旋转轴11的旋转而旋转。 转子铁心12通过例如堆叠多个电磁钢板而被形成。转子铁心12可以通过例如将诸如铁的铁磁材料折叠成圆形而被形成，或者转子铁心12可以形成为其中铁磁材料被制成圆筒形的铸件等。 如图3所示，转子铁心12设有永久磁铁21。永久磁铁21以多个设置在转子铁心12的外周部。所述多个永久磁铁21以相等的间距布置，使得它们极性在旋转轴11的周向(旋转方向)上交替(参照图2)。 在图3中，八个永久磁铁21被示出，但在本实施方式中，例如，160块永久磁铁21附接到转子铁心12的外周部。 定子铁心 13 定子铁心13是如图2和图3所示的圆筒形，并且其内径大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种永久磁铁回转电机，其包括：转子铁心，其附接至旋转轴并且具有永久磁铁；和定子铁心，其布置成在旋转轴的径向方向上面向转子铁心，所述定子铁心具有复数槽和复数绕线，所述复数槽被提供有所述复数绕线，其中，所述绕线以集中缠绕的方式被缠绕，并且其中每极每相槽数q是满足下列关系表达式(A)的分数：1/4<q<1/2...(A)。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：新政宪，上田隆司，广濑孝明，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。