本发明专利技术涉及一种旋转横向磁通发电机（TFEM），该TFEM包含一个定子部分和一个转子部分，转子部分根据定子部分确定位置，转子部分包含交错排序的磁极和集中器，磁极和集中器径向围绕旋转轴排列；定子部分包含至少一个相，该相包含多个铁心，铁心与围绕旋转轴排列的线圈搭配，各铁心包含一对倾斜的磁极，磁极通过渐进的方式与相关搭配的集中器的电磁场接合。本发明专利技术还涉及在TFEM上期望位置安置的多种元素，以及一种线性TFEM。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要与横向磁通发电机有关。具体来说本专利技术与低齿槽转矩和脉动转矩的横向磁通交流发电机和电机有关。
技术介绍
发电机与电机被应用到各种机器和电器上，用来产生电流，形成机械运动。比如说应用到发电和输电上。发电机与电机可以米用横向磁通永磁体(TFPM)技术。永磁励磁横向磁通发电机见诸一些论文中，例如Michael Bork的《Entwicklungund Optimierung einer fertigungsgerechten Transversalflu i^maschine》(开发和优化横向磁通发电机以满足生产要求)，第82号论文,亚琢工业大学、Shaker Verlag Aachen,德国，1997年，第8页和第8页以后的页。线绕式定子绕组由U形软铁心(轭)环绕，软铁心 的方向与旋转方向一致，间距是磁极距的两倍。U形铁心的开口端正对着定子与转子之间气隙，形成定子的极点。面对磁极的永磁体和集中器面对定子铁心的极点，拥有相反的极性。永磁体在转子旋转中间歇性地位于定子的极点之间，不会出现铁磁短路，短路元件放置在定子上，短路元件可让永磁体短路。换句话说，横向磁通发电机包括一个圆形定子和一个圆形转子，定子和转子由气隙隔开，让转子绕着定子自由旋转，其中定子含有软铁心，软铁心让磁通量沿着垂直于转子旋转的方向通过。横向磁通发电机的定子也含有电导体，电导体用来确定环形线圈，线圈缠绕的方向与机器旋转的方向平行。在这种类型的机器上，转子包含多个相同的永磁零件，这些零件的放置位置特殊，可在气隙的方向上产生交错的磁通量。这个磁通径向经过气隙，穿透定子的软铁心，让磁通绕着电导体流动。由多个相同的永磁零件制成的含有转子的横向磁通发电机上，磁通集中器中的永磁体的放置方向应让磁体的磁化方向与转子的旋转方向平行。磁通集中器插在永磁体之间，引导永磁体产生的磁通量径向通过气隙。该横向磁通发电机含有一个定子，定子由马蹄形软铁心组成，定子的方向需要让磁通能在这些铁心内循环，磁通的方向与转子旋转轴垂直。磁通与定子铁心的旋转方向垂直，这样横向磁通发电机可以拥有较高的每重量单位机械转矩。这样的TFPM发电机也会产生较低的齿槽转矩和脉动转矩。发电机的齿槽转矩是转子的永磁体与永磁机的定子槽之间的反应产生的转矩。该转矩也可以用来止动，或充当‘无电流’转矩，拥有针对这个位置的可变磁阻功能。这个转矩与位置无关，它的旋转周期取决于定子磁极的数量。通常情况下，此转矩的基本频率是发电机标准转矩的两倍，理论上产生的能量平衡为零(忽略损耗时)。齿槽转矩在这种发电机的运行中是多余的。发电机低速运转时此转矩尤其明显，会让发电机忽动忽停。齿槽转矩会导致转矩和转速脉动，但是在发电机高速运行时，转动惯量能过滤掉大部分齿槽转矩的影响。转矩脉动是指相对于额定转矩所产生的变化，通常使用百分比表示。通常情况下，脉动转矩的基本频率是三相发电机单相转矩的基本频率的三倍。脉动转矩通常采用变形正弦波表示。发电机中的脉动转矩成因很复杂，由多种因素决定，例如齿槽转矩、MMF与气隙通量谐波相互作用或机械失衡，比如转子的离心率。脉动转矩是与平均转矩Tavg相比，最大转矩Tmax与最小转矩Tmin之间的差别((Tmax-Tmin)/Tavg)X100等式I发电机中的脉动转矩通常有不良影响，因为它会导致振动和噪声，减损机器寿命。脉动转矩大的时候需要采取措施加以抑制，例如改变可能会影响一般性能的机械的几何形状。负荷过轻时除了齿槽转矩，还有另外一个因素也会产生脉动转矩由磁动势(MMF)与气隙通量谐波相互作用产生的脉动转矩。通过改变发电机的几何形状，这部分因素可以得到抑制。低齿槽转矩的机器可能拥有高脉动转矩，而高齿槽转矩的机器可能拥有低脉动转 矩。MMF与气隙通量谐波之间的反应在不同情况下能补偿或增加齿槽转矩或脉动转矩。电压或电流的改变不会对齿槽转矩产生影响。因此生产发电机时最好让其拥有较低的振动、齿槽转矩和脉动转矩。并且，发电机最好拥有能力使用最少的资源进行电气调整，将振动、齿槽转矩和脉动转矩降到最低。同时，发电机还要尽可能造价低廉。通过以下内容和配有图解的详细说明，本领域一般技术人员能清楚了解本专利技术的其他不足。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是通过解决背景
现有的一种或多种需求，减缓该技术的一项或多项缺点。以下内容是本专利技术的简明总结，目的是对本专利技术的某些方面进行基本的解释。此内容不是本专利技术的详细概述。本内容不用于识别本专利技术的关键元素，或描述本专利技术的范围。本内容的唯一目的是通过简单的方式呈现此专利技术的一些概念，作为随后更加详细的说明的序。本专利技术的对象是通常被称为电动机(旋转或线性)，用于降低、减少或抵消横向磁通发电机上的齿槽转矩和脉动转矩。通常情况下，本专利技术的对象为一种横向磁通发电机(TFEM)，更具体来说就是横向磁通永磁电机(TFPM)，可同时或分别减少或抵消齿槽转矩和脉动转矩。齿槽转矩和脉动转矩的较少或抵消通过采用各种元件的机械结构实现，包括各种极对、磁体的磁极长度、线圈长度、线圈高度、磁体高度、转子倾斜、定子倾斜、转子重叠、定子重叠和极组。通常情况下，本专利技术的对象可提供120°电气相移，进而提供标准的对称电流，该电流与完整的360°电循环相重叠。在理论上，120°相移可消除任何不是三(3)的倍数的谐波。所以，本专利技术的对象能提供一种装置，该装置可大幅度减少三相横向磁通发电机中三(3)的倍数的谐波。两相发电机拥有90°相移，可利用类似的原理消除谐波。本专利技术的一个对象能在一个相中提供铁心分配，让转矩波形变得更流畅、更接近正弦。本专利技术至少有一个对象提供至少一个包含多个铁心的相位和相关极，铁心成角度地以不同角距的相互分离。本专利技术至少有一项提供至少一个包含至少三个相邻铁心和相关极的相位，铁心和相关级以大体上一致的角距相互分离，并与邻近的铁心和相关级以不同的角距相互分离。本专利技术至少有一项提供至少两个相邻铁心和相关极，铁心以10.8°度径向分离，并以至少一个显著不同的径向角度与相邻铁心相互分离。本专利技术至少有一个对象提供一组磁极，磁极之间有间插角距，磁极在一个相中重叠至少两倍，以限定磁极在相中的位置。本专利技术至少有一个对象提供一个包含多个相似角部分的相位，每个部分包含多个铁心，铁心以相似间插角放置。此外，本专利技术的一项能提供包含多个组装的角部分的相，各角部分相应包含重复序列的铁心角距。 本专利技术至少有一项提供一个包含多个相同角部分的相。本专利技术至少有一项提供一个包含定子的横向磁通发电机,定子与横向磁通发电机的旋转轴有一定的倾角，用以同时或分别减少或抵消横向磁通发电机的齿槽转矩和脉动转矩。本专利技术至少有一项提供一个包含定子倾斜优选为6°的横向磁通发电机。本专利技术至少有一项提供一个包含定子倾斜优选为4°到8°的横向磁通发电机。本专利技术至少有一项提供一个包含定子倾斜优选为0°到11°的横向磁通发电机。 本专利技术至少有一项提供一个包含转子的横向磁通发电机,定子与横向磁通发电机的旋转轴有一定的倾斜，用以同时或分别减少或抵消横向磁通发电机的齿槽转矩和脉动转矩。本专利技术至少有一项提供一个包含转子倾斜优选为0°的横向磁通发电机。本专利技术至少有一项提供一个包含转子倾斜优选为0°到8°的横向磁通发电机。本专利技术至少有一项提供一个包含转子倾斜优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一个旋转横向磁通发电机，其特征在于，包含：一个定子部分；一个转子部分，转子部分可旋转，位置根据定子部分而定，转子部分包括交错排列的磁体和集中器，磁体和集中器径向围绕旋转轴放置；定子部分包括至少一个相，该相包括多个铁心，铁心与围绕旋转轴放置的线圈搭配，各铁心包含一对倾斜的磁极，磁极通过渐进的方式与对应搭配的集中器的电磁场接合。
【技术特征摘要】
2012.08.03 US 61/679,4761.一个旋转横向磁通发电机，其特征在于，包含 一个定子部分； 一个转子部分，转子部分可旋转，位置根据定子部分而定，转子部分包括交错排列的磁体和集中器，磁体和集中器径向围绕旋转轴放置； 定子部分包括至少一个相，该相包括多个铁心，铁心与围绕旋转轴放置的线圈搭配，各铁心包含一对倾斜的磁极，磁极通过渐进的方式与对应搭配的集中器的电磁场接合。2.根据权利要求I所述的横向磁通发电机，其特征在于，至少一个相为三相，该三相沿轴向放置，一个电循环的相移为120°。3.根据权利要求I或2所述的横向磁通发电机，其特征在于，的磁极对的数量是32。4.根据权利要求I所述的横向磁通发电机，其特征在于，定子倾斜的角度为4°到8°。5.根据权利要求I所述的横向磁通发电机，其特征在于，转子倾斜的角度位0°到8°。6.根据权利要求I所述的横向磁通发电机，其特征在于，磁体长度在60毫米到150毫米之间。7.根据权利要求6所述的横向磁通发电机，其特征在于，线...
【专利技术属性】
技术研发人员：纳多·拉斐尔，马西科特·丹尼尔，亚当·埃里克，科特·西蒙，
申请(专利权)人：纳多·拉斐尔，马西科特·丹尼尔，亚当·埃里克，科特·西蒙，
类型：发明
国别省市：
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