分子动力学仿真(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202120628088.7
(22)申请日 2021.03.29
(73)专利权人 钱有祥
地址 661100 云南省红河哈尼族彝族自治
州弥勒县新哨镇火木龙村委会桥头村
25号
(72)发明人 钱有祥
(74)专利代理机构 成都中汇天健专利代理有限
公司 51257
代理人 刘雨田
(51)Int.Cl.
H02K 5/20(2006.01)
H02K 9/19(2006.01)
H02K 1/16(2006.01)
H02K 3/28(2006.01)
H02K 3/34(2006.01)H02K 1/278(2022.01)H02K 21/14(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
新型永磁同步发电机
(57)摘要
本实用新型公开了新型永磁同步发电机，包
模具制作
壳轴线上，并从机壳两端的端盖伸出；端盖与转
子轴之间设有密封轴承；转子轴外同轴套设有转
子，转子外同轴设有永磁体，永磁体外同轴套设
有定子；定子的定子槽内设有绕组；绕组和定子
槽之间设有绝缘纸；
di palomo所述机壳内设有绕机壳轴线的呈螺旋状的螺旋水道。螺旋水道两端与外界连
通，分别为进水口与出水口，用于通入和排出冷
却水。权利要求书1页 说明书4页 附图6页CN 215646471 U 2022.01.25
C N 215646471
U
1.新型永磁同步发电机，包括机壳、端盖、转子轴、转子、定子和绕组；机壳两端设有端盖；机壳内设有转子轴，转子轴位于机壳轴线上，并从机壳两端的端盖伸出；端盖与转子轴之间设有密封轴承；转子轴外同轴套设有转子，转子外同轴设有永磁体，永磁体外同轴套设有定子；定子的定子槽内设有绕组；绕组和定子槽之间设有绝缘纸；其特征在于，所述机壳内设有绕机壳轴线的呈螺旋状的螺旋水道；螺旋水道两端与外界连通，分别为进水口与出水口，用于通入和排出冷却水；
永磁体厚度为10；机械极弧系数为0.8；永磁体外弧电角度为144°；磁钢剩磁为1.23；矫顽力为890 kA/m；相对回复磁导率为1.0998；充磁方式为平行充磁；永磁体牌号为NdFe3；
转子外径：133mm；转子内径为67mm；铁芯长度为210mm；转子极数为4；叠压系数为0.95；转子为硅钢片，牌号为DW310_35；
绕组为双层绕组，绕组中，导体材料为铜制成的导体材料；并联支路数为1；绕组节距为4；每层绕组线圈匝数为4 ；每匝线圈并绕根数为6；每根导线导体外径为2mm；双边绝缘厚度
为0.1mm；
槽满率为78.1%。2.根据权利要求1所述的新型永磁同步发电机，其特征在于，定子槽的数量为18个，
绕定子轴线均匀分布。
3.根据权利要求1所述的新型永磁同步发电机，其特征在于，机壳与定子铁芯间隙为0.005mm；转子铁芯与转轴间隙为0.003mm；定子槽壁与绝缘纸间隙为0.05mm；绝缘纸厚度为0.2mm；两端端盖与机壳间隙为0.005mm。
权 利 要 求 书1/1页CN 215646471 U
新型永磁同步发电机
技术领域
[0001]本实用新型涉及发电机技术领域，具体涉及一种新型永磁同步发电机。
背景技术
[0002]永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。
[0003]永磁同步电机主要由定子、转子和端盖等部件构成，定子由叠片叠压而成以减少电动机运行时产生的铁耗，其中装有三相交流绕组，称作电枢。转子可以制成实心的形式，也可以由叠片压制而成，其上装有永磁体材料。
[0004]现有的同步发电机在水力发电时，发电性能还不够好，亟需改进。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种新型永磁同步发电机，通过对结构的改进，提高了发电机的工作性能。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
[0007]新型永磁同步发电机，包括机壳、端盖、转子轴、转子、定子和绕组；机壳两端设有端盖；机壳内设有转子轴，转子轴位于机壳轴线上，并从机壳两端的端盖伸出；端盖与转子轴之间设有密封轴承；转子轴外同轴套设有转子，转子外同轴设有永磁体，永磁体外同轴套设有定子；定子的定子槽内设有绕组；绕组和定子槽之间设有绝缘纸；所述机壳内设有绕机壳轴线的呈螺旋状的螺旋水道。螺旋水道两端与外界连通，分别为进水口与出水口，用于通入和排出冷却水。
[0008]作为一种优选技术方案，定子槽的数量为18个，绕定子轴线均匀分布。
[0009]作为一种优选技术方案，绕组为双层绕组，绕组中，导体材料为铜；并联支路数为1；绕组节距为4；每层绕组线圈匝数为4 ；每匝线圈并绕根数为6；每根导线导体外径为2mm；双边绝缘厚度为0.1mm；槽满率为78.1%。
[0010]作为一种优选技术方案，转子外径 (mm)：133；转子内径为67mm；铁芯长度为210mm；转子极数为4；叠压系数为0.95；转子为硅钢片，牌号为DW310_35。
[0011]作为一种优选技术方案，永磁体厚度为10；机械极弧系数为0.8；永磁体外弧电角度为144°；磁钢剩磁为1.23；矫顽力为890 kA/m；相对回复磁导率为1.0998；充磁方式为平行充磁；永磁体牌号为NdFe3。
[0012]作为一种优选技术方案，机壳与定子铁芯间隙为0.005mm；转子铁芯与转轴间隙为0.003mm；定子槽壁与绝缘纸间隙为0.05mm；绝缘纸厚度为0.2mm；两端端盖与机壳间隙为0.005mm。
附图说明
[0013]图1为本实用新型的剖视图。
[0014]图2为定子槽的结构示意图。
[0015]图3为转子的结构示意图。
[0016]图4为绕组的结构示意图。
[0017]图5为温度分布示意图1。
[0018]图6为温度分布示意图2。扎胎器
[0019]其中，附图标记如下所述：1‑机壳，2‑端盖，3‑转子轴，4‑转子，5‑永磁体，6‑定子，7‑绕组，8‑螺旋水道。
具体实施方式
[0020]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供新型永磁同步发电机，下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例
[0021]新型永磁同步发电机，与现有技术相同，包括机壳1、端盖2、转子轴3、转子4、定子6和绕组7。
[0022]机壳1两端设有端盖2。机壳内设有转子轴3，转子轴3位于机壳1轴线上，并从机壳1两端的端盖
2伸出。端盖2与转子轴3之间设有密封轴承。转子轴3外同轴套设有转子4，转子4外同轴设有永磁体5。永磁体5外同轴套设有定子6。定子6的定子槽内设有绕组7。绕组7和定子槽之间设有绝缘纸。
[0023]如图1所示，本实施例中，所述机壳内设有绕机壳轴线的呈螺旋状的螺旋水道8。螺旋水道8两端与外界连通，分别为进水口与出水口，用于通入和排出冷却水。通过螺旋水道可实现对发电机的降温，以保证发电机的持续工作。
[0024]图4所示。本实施例中，定子槽的数量为18个，绕定子轴线均匀分布。定子槽数量使得极槽配合为36/8（18/4）的电机，噪声、齿槽转矩等不良因素较小，性能较好。因此，本实施例采用的极槽配合使得噪声小，性能好。
[0025]本实施例中，定子槽的结构如图2所示。其中，各部分参数为：
[0026]hs0 (mm): 1.6；hs1 (mm): 1；hs2 (mm): 10.5；bs0 (mm): 5.2；bs1 (mm): 15.7；bs2 (mm): 16.1。
[0027]本实施例中，绕组的结构如图4所示；绕组为双层绕组，绕组中，导体材料：铜；并联支路数：1；绕组节距：4；每层绕组线圈匝数：4 ；每匝线圈并绕根数：6；每根导线导体外径(mm)：2；双边绝缘厚度(mm)：0.1；槽满率 (%): 78.1。
[0028]本实施例中，转子的结构如图3所示，其中：转子外径 (mm)：133；转子内径 (mm)：67；铁芯长度 (mm): 210；转子极数：4；叠压系数：0.95；硅钢片牌号：DW310_35。
[0029]本实施例中，永磁铁的结构如图3所示，其中，永磁体厚度h(mm)：10；机械极弧系数：0.8；永磁体外弧电角度α(度)：144；永磁体牌号：NdFe35；磁钢剩磁(Tesla)：1.23；矫顽力(kA/m)：890；相对回复磁导率: 1.0998；充磁方式：平行充磁。
[0030]一．电机电磁部分损耗与效率分析（Loss and efficiency）
[0031] 1. 额定状态下相电阻计算：
[0032]每槽线圈数：Ns=8
[0033]并联支路数：
[0034]并绕根数‑线径：Nt‑d=6‑2
[0035]绕组节距：4
[0036]定子每相电阻R（75度）：0.02Ω
[0037] 2.损耗、效率计算：
[0038]额定输出功率：
[0039]P
1
=110000W一氧化氮合成酶
[0040]总铁耗：
[0041]1173.3W [0042]定子绕组铜耗：
[0043]Pcu=mI^2R=2079.48W
[0044]机械损耗：
[0045]P
fw
=340W
[0046]总损耗：
[0047]P
2
=1173.3+2079.48+340=3592.78W
[0048]效率：
[0049]n= 100%*P
1/ (P
1
+ P
2
)
%=96.84%。
[0050]二．电机整体结构与热性能分析
[0051] 1.本实施例中，发电机的结构及主要尺寸如下表所示：
[0052]
[0053] 2.电机散热条件及结构关键参数小型塑料封口机
[0054]水冷散热条件：
[0055]冷却剂成份 Water
[0056]冷却剂流量 14L/min(0.000233m3/s)
[0057]冷却剂进口温度 40℃
[0058]工作环境温度 40℃。
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