余成龙 范春丽 龙觉敏

（上海电机学院电气学院，上海200240）

0 引言

为了解决能源危机，世界各国都在积极利用和发展新能源发电［1］。其中风能因可供开发的总量大、分布广泛、无污染、永不枯竭等特点，日益成为新能源发电的焦点［2］。

无铁芯永磁直驱风力发电机具有低损耗、高效率等特点，同时还消除了齿槽转矩，减轻了电机结构重量［3］，因而成为了风力发电研究的重点。但早期一般认为无铁芯永磁同步电机仅适用于中小功率的电机。英国学者E.Spooner首次把无铁芯技术用于大型风电场的风力发电，提出了定子无铁芯大型永磁直驱风力发电机的结构［4］，相对于有铁芯电机重量可减轻70%～80%，效率可大于90%，但气隙很大，气隙磁密较低。挪威科技大学张兆强教授和A.Matveev等人在分析海上风机发展现状的基础上，提出了一种10 MW 无铁芯永磁直驱风力发电机设计方案，该发电机外径接近25m，因为采用了无铁芯结构，大大减轻了结构重量，使这种巨型电机的实现成为了可能。美国能源科技公司采用超导技术开发的10 MW 永磁直驱风力发电机SeaTitan是当今世界上容量最大的风力发电机。英国爱丁堡大学的Mueller等人提出了C 型转子、定子无铁芯结构的永磁直驱风力发电机［5］，其基本结构是转子采用C 型铁芯模块组合，无铁芯定子绕组位于C型铁芯模块中间。本文重点研究了C型模块特殊结构的优点，最后结合工程实际中该电机的设计数据论证了设计的合理性和可行性。

1 C型铁芯模块介绍

每个C型铁芯模块主要由内臂、外臂、背轭及永磁体四部分组成，永磁体贴装于内、外臂的内侧。……