小型风力发电机电磁设计特点

　　摘 要：文章分析了小型风电机组用的永磁同步发电机的电磁设计特点，并与其他普通永磁电机区别，详细介绍了永磁同步发电机各个电磁参数的特点以及对发电机性能的影响。重点介绍永磁同步发电机定子、转子设计的特点，对不同的极数与槽数的配合进行对比分析，总结降低齿槽转矩的规律。
　　关键词：小型风电机组；电磁设计；永磁同步发电机；匹配性设计； 区域性设计

　　0 引言
　　中小型风力发电机在新能源产业中占有重要的地位，特别是在风光互补发电系统和分布式电源中有着广阔的应用前景。我国从20 世纪80 年代开始进行中小型风力发电机的研制和开发，当时是以铁氧体永磁发电机为主。随着高效稀土永磁材料的大规模使用，目前的永磁同步发电机完全替代了人们曾用的铁氧体永磁发电机、电磁式交流发电机、磁阻式发电机等。本文根据我们对高效稀土永磁同步发电机的研究成果，从电磁计算的角度对永磁风力发电机的设计进行总结，对整体提高我国中小型风力发电机的设计水平有积极的意义。
　　1 小型永磁同步风力发电机的特点
　　小型永磁同步风力发电机的特点是：励磁线圈被永磁体取代，产品结构及制造工艺简单，成本降低；风力发电机一般设计为扁平电机，长径比取值范围一般在λ=0.25~0.8之间；随着风力发电机组的功率等级及输出电压的增加，富铜型电机的效率随之增加；实践证明小型风力发电机的铜耗占总损耗的80% 左右。
　　2 小型永磁同步发电机电磁设计特点
由于小型风力发电机在运行环境、工作方式上与一般