電機的磁場與磁通方向

1、電機的磁場與磁通方向Structure Classification of Generator直驅(qū)風力發(fā)電機對發(fā)電機有特殊的要求，因為風力機轉(zhuǎn)速低，直驅(qū)風力發(fā)電機要能在低轉(zhuǎn)速下正常發(fā)電，但低轉(zhuǎn)速發(fā)電機體積通常很大，縮小體積是主要的技術(shù)要求，縮小直徑或縮短厚度（盤式電機）都是重要的。為了實現(xiàn)這些目的，直驅(qū)風力發(fā)電機采用了與常規(guī)電機不同的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不同主要表現(xiàn)在定子與轉(zhuǎn)子的相對位置上，也就是磁場或磁路上，下面對幾類電機結(jié)構(gòu)作簡單介紹。    按氣隙磁通方向分類    徑向氣隙磁通發(fā)電機依靠轉(zhuǎn)子對定子的相對運動來發(fā)電，在定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙稱為氣隙。在傳統(tǒng)電機

2、結(jié)構(gòu)中，定子在外圍，轉(zhuǎn)子在中間旋轉(zhuǎn)，見圖1右圖，定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙為柱面，見圖1左圖，圖中半透明的柱面即為氣隙面，磁力線垂直于氣隙面，與所在點直徑方向平行，稱為徑向氣隙磁通。  圖1 徑向氣隙磁通徑向氣隙磁通廣泛應(yīng)用在傳統(tǒng)的發(fā)電機與電動機中。    軸向氣隙磁通在多數(shù)盤式結(jié)構(gòu)電機中，定子與轉(zhuǎn)子都呈盤型結(jié)構(gòu)，兩者間的氣隙是與電機轉(zhuǎn)軸垂直的平面，見圖2右圖（為表示清楚，夸大了定子與轉(zhuǎn)子的距離）。圖2左圖是該氣隙平面，用半透明表示該氣隙面。磁力線垂直于氣隙面，與轉(zhuǎn)軸方向平行，稱為軸向氣隙磁通。 圖2 軸向氣隙磁通軸向氣隙磁通主要用在盤式電機中，以適應(yīng)垂直軸風力機的要求

3、或其他特殊應(yīng)用場合。    按定子磁通方向分類    縱向定子磁通 磁力線穿過電機定子與轉(zhuǎn)子形成閉合回路，是一個環(huán)繞的磁通。傳統(tǒng)電機的環(huán)繞磁通所在平面與轉(zhuǎn)子運動方向平行，稱為縱向定子磁通，簡稱為縱向磁通。圖3是縱向定子磁通的示意圖，展示了一段拉直的定子與轉(zhuǎn)子中的磁通回路。 圖3 縱向定子磁通 縱向定子磁通廣泛應(yīng)用在傳統(tǒng)發(fā)電機與傳統(tǒng)電動機中。    橫向定子磁通橫向磁通是一種新型的電機結(jié)構(gòu)，圖4左圖是一段拉直的定子與轉(zhuǎn)子布置示意圖，定子鐵芯采用U形結(jié)構(gòu)，圖中有兩個U形定子鐵芯（整個電機有若干個U形定子鐵芯），鐵芯中部是定子線圈導(dǎo)線。轉(zhuǎn)子

4、與U形定子鐵芯間有氣隙，圖4右圖把U形定子鐵芯變?yōu)榘胪该鳡顟B(tài)，顯示出U形定子鐵芯內(nèi)磁力線，也就是磁通回路，該回路所在平面與轉(zhuǎn)子運動方向垂直，稱這種結(jié)構(gòu)形式為橫向定子磁通，簡稱為橫向磁通。 圖4 橫向定子磁通 橫向定子磁通形式繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，較多用于低轉(zhuǎn)速電機。    按永磁體的安裝方式分類   表面安裝永磁體的安裝分為表面安裝與聚磁安裝。在圖5中的永磁體安裝在轉(zhuǎn)子磁軛面上，永磁體的磁通直接穿過氣隙進入定子，簡單說就是永磁體磁通與氣隙平面垂直。圖5 表面安裝的永磁體   聚磁安裝在圖6中的永磁體嵌裝在轉(zhuǎn)子磁軛內(nèi)，其磁通通過磁軛穿過氣隙進入定子。永磁體磁通方向與氣隙平面平行，稱為聚磁安裝。圖6 聚磁安裝永磁體表面安裝相對聚磁安裝要簡單