电机的磁场与磁通方向.doc

电机得磁场与磁通方向
Structure Classification of Generator
直驱风力发电机对发电机有特殊得要求,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,缩小体积就是主要得技术要求,缩小直径或缩短厚度(盘式电机)都就是重要得。为了实现这些目得,直驱风力发电机采用了与常规电机不同得结构,结构不同主要表现在定子与转子得相对位置上,也就就是磁场或磁路上,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得相对运动来发电,在定子与转子之间得间隙称为气隙。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,定子与转子之间得间隙为柱面,见图1左图,图中半透明得柱面即为气隙面,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。

图1 径向气隙磁通
径向气隙磁通广泛应用在传统得发电机与电动机中。
   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,两者间得气隙就是与电机转轴垂直得平面,见图2右图(为表示清楚,夸大了定子与转子得距离)。图2左图就是该气隙平面,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得要求或其她特殊应用场合。
   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,就是一个环绕得磁通。传统电机得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就是纵向定子磁通得示意图,展示了一段拉直得定子与转子中得磁通回路。

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
横向磁通就是一种新型得电机结构,图4左图就是一段拉直得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(整个电机有若干个U形定子铁芯),铁芯中部就是定子线圈导线。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。

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。
   按永磁体得安装方式分类
   表面安装
永磁体得安装分为表面安装与聚磁安装。
在图5中得永磁体安装在转子磁轭面上,永磁体得磁通直接穿过气隙进入定子,简单说就就是永磁体磁通与气隙平面垂直。

图5 表面安装得永磁体
   聚磁安装
在图6中得永磁体嵌装在转子磁轭内,其磁通通过磁轭穿过气隙进入定子。永磁体磁通方向与气隙平面平行,称为聚磁安装。

图6 聚磁安装永磁体
表面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得永磁体,有利于提高气隙磁通密度。
聚磁安装得永磁体也可与气隙平面有一定夹角,也可与表面安装混合运用。