磁齿轮复合多端口波浪发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108512358A(43)申请公布日2018.09.07(21)申请号201810400047.5(22)申请日2018.04.28(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人方红伟宋如楠(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程毓英(51)Int.Cl.H02K7/18(2006.01)H02K49/10(2006.01)F03B13/14(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称磁齿轮复合多端口波浪发电机(57)摘要本发明涉及一种磁齿轮复合多端口波浪发电机，主要由五部分同心部件构成，由内至外依次设置的是电机内转子、电机定子、磁性齿轮内转子即电机外转子、调磁环和磁性齿轮外转子，其中，电机内转子设有永磁体和内转子绕组；电机定子上均匀分布定子槽，用来嵌放电枢绕组，并采取双余度绕组结构，以提高电机系统的故障容错运行能力；定子的外围空间布置着磁性齿轮内转子，其为环状结构，外表面安装着永磁磁极，磁性齿轮内转子的外围空间布置着同轴磁性齿轮的调磁环，调磁环的外围空间布置着磁性齿轮外转子；磁性齿轮外转子包括结构支撑件和导磁铁心两部分，在导磁铁心的内表面装配着永磁磁极，磁齿轮外转子和电机内转子均分别与一套波浪能转换装置相连。CN108512358ACN108512358A权利要求书1/1页1.一种磁齿轮复合多端口波浪发电机，主要由五部分同心部件构成，由内至外依次设置的是电机内转子、电机定子、磁性齿轮内转子即电机外转子、调磁环和磁性齿轮外转子，其中，电机内转子设有永磁体和内转子绕组；电机定子上均匀分布定子槽，用来嵌放电枢绕组，并采取双余度绕组结构，以提高电机系统的故障容错运行能力；定子的外围空间布置着磁性齿轮内转子，其为环状结构，外表面安装着永磁磁极，磁性齿轮内转子的外围空间布置着同轴磁性齿轮的调磁环，调磁环的外围空间布置着磁性齿轮外转子；磁性齿轮外转子包括结构支撑件和导磁铁心两部分，在导磁铁心的内表面装配着永磁磁极，磁齿轮外转子和电机内转子均分别与一套波浪能转换装置相连。双余度绕组结构主要由大齿、小齿、隔热板组成，在定子上相邻两相绕组线圈共槽的槽中心处设置小齿，使得小齿两侧小槽内的线圈边属于不同相绕组，线圈的槽漏磁通经小齿闭合，各相绕组间无电磁耦合；小齿两侧放置隔热板使得各相绕组间弱热耦合；所述的电机在正常发电情况下两套三相绕组同时工作，处于双余度工作状态；当其中一套三相绕组发生故障时，该套三相绕组停止供电，另一套正常的三相绕组继续供电，处于单余度工作状态；两套三相对称绕组在空间上交叉布置。2CN108512358A说明书1/3页磁齿轮复合多端口波浪发电机技术领域[0001]本发明属于电气设计领域，具体涉及一种基于磁场调制的复合多端口电气装置。背景技术[0002]海洋波浪能发电是一种前景可观的可再生能源发电，近年来得到了世界各国的关注。据有关部门观测，我国海域的波浪能密度约为2-5kW/m，可见我国可利用的波浪能较为丰富。波浪发电机是波浪能转换(WaveEnergyConversion,WEC)系统的重要组成部分，它的性能对波浪发电系统的稳定运行和输出功率的波动有很大影响。但大多数发电机应用在WEC系统中时均需与齿轮箱等机械传动机构结合以保证电机的正常工作，而传统机械齿轮传动会带来摩擦损耗、振动噪声和机械疲劳等诸多问题，从而造成波浪发电系统能量转换率和可靠性的降低。相比于传统机械齿轮，磁齿轮具有大转矩密度、高效率和磁力传动等优点，在清洁、低温、海洋和高空等环境中有替代机械齿轮的巨大潜力。但是如何将这种磁齿轮与永磁发电机的复合结构成熟的应用于海洋环境，从而通过直接提高电机的转矩密度和功率密度来提高整个系统的运行效率，还有待于进一步研究。发明内容[0003]本发明提供一种磁齿轮复合的多端口波浪发电机，以克服目前机械齿轮箱的使用给WEC系统造成的效率低、稳定性差、以及可控带宽窄等缺点，提高WEC系统的运行效率，并使其能够稳定运行。技术方案如下：[0004]一种磁齿轮复合多端口波浪发电机，主要由五部分同心部件构成，由内至外依次设置的是电机内转子、电机定子、磁性齿轮内转子即电机外转子、调磁环和磁性齿轮外转子，其中，电机内转子设有永磁体和内转子绕组；电机定子上均匀分布定子槽，用来嵌放电枢绕组，并采取双余度绕组结构，以提高电机系统的故障容错运行能力；定子的外围空间布置着磁性齿轮内转子，其为环状结构，外表面安装着永磁磁极，磁性齿轮内转子的外围空间布置着同轴磁性齿轮的调磁环，调磁环的外围空间布置着磁性齿轮外转子；磁性齿轮外转子包括结构支撑件和导磁铁心两部分，在导磁铁心的内表面装配着永磁磁极，磁齿轮外