电机的磁场与磁通方向.docx

电机的磁场与磁通方向StructureClassificationofGenerator直驱风力发电机对发电机有特殊的要求，因为风力机转速低，直驱风力发电机要能在低转速下正常发电，但低转速发电机体积通常很大，缩小体积是主要的技术要求，缩小直径或缩短厚度（盘式电机）都是重要的。为了实现这些目的，直驱风力发电机采用了与常规电机不同的结构，结构不同主要表现在定子与转子的相对位置上，也就是磁场或磁路上，下面对几类电机结构作简单介绍。按气隙磁通方向分类径向气隙磁通发电机依靠转子对定子的相对运动来发电，在定子与转子之间的间隙称为气隙。在传统电机结构中，定子在外围，转子在中间旋转，见图1右图，定子与转子之间的间隙为柱面，见图1左图，图中半透明的柱面即为气隙面，磁力线垂直于气隙面，与所在点直径方向平行，称为径向气隙磁通。磁力线方向新能源课件网站轴面气隙电机定子电机转轴电机转子图1径向气隙磁通径向气隙磁通广泛应用在传统的发电机与电动机中。轴向气隙磁通在多数盘式结构电机中，定子与转子都呈盘型结构，两者间的气隙是与电机转轴垂直的平面，见图2右图（为表示清楚，夸大了定子与转子的距离）。图2左图是该气隙平面，用半透明表示该气隙面。磁力线垂直于气隙面，与转轴方向平行，称为轴向气隙磁通。图2轴向气隙磁通轴向气隙磁通主要用在盘式电机中，以适应垂直轴风力机的要求或其他特殊应用场合。按定子磁通方向分类纵向定子磁通磁力线穿过电机定子与转子形成闭合回路，是一个环绕的磁通。传统电机的环绕磁通所在平面与转子运动方向平行，称为纵向定子磁通，简称为纵向磁通。图3是纵向定子磁通的示意图，展示了一段拉直的定子与转子中的磁通回路。定子.线圈导线磁力线气隙气隙新能源课件丽。www.pengky.cQ图3纵向定子磁通纵向定子磁通广泛应用在传统发电机与传统电动机中。横向定子磁通横向磁通是一种新型的电机结构，图4左图是一段拉直的定子与转子布置示意图，定子铁芯采用U形结构，图中有两个U形定子铁芯（整个电机有假设干个U形定子铁芯），铁芯中部是定子线圈导线。转子与U形定子铁芯间有气隙，图4右图把U形定子铁芯变为半透明状态，显示出U形定子铁芯内磁力线，也就是磁通回路，该回路所在平面与转子运动方向垂直，称这种结构形式为横向定子磁通，简称为横向磁通。线圈导线U形定子铁芯磁力线图4横向定子磁通横向定子磁通形式繁多，结构复杂，较多用于低转速电机。按永磁体的安装方式分类外表安装永磁体的安装分为外表安装与聚磁安装。在图5中的永磁体安装在转子磁软面上，永磁体的磁通直接穿过气隙进入定子，简单说就是永磁体磁通与气隙平面垂直。图5外表安装的永磁体聚磁安装在图6中的永磁体嵌装在转子磁软内，其磁通通过磁朝穿过气隙进入定子。永磁体磁通方向与气隙平面平行，称为聚磁安装。定子铁芯线圈导线气隙磁通气隙磁通转子磁朝转子运动方向永磁体永磁体磁通永磁体转子磁钝新能源课件网站、图6聚磁安装永磁体外表安装相对聚磁安装要简单一些；聚磁安装可用磁通面积较大的永磁体，有利于提高气隙磁通密度。聚磁安装的永磁体也可与气隙平面有一定夹角，也可与外表安装混合运用O