永磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)特點主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子上。通常，按照永磁體磁化方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的相互關(guān)系，可分為切向式和徑向式等。
一、切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)
在切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子的磁化方向與氣隙磁通軸線接近垂直且離氣隙較遠，其漏磁比較大。但永磁體產(chǎn)生并聯(lián)作用，有兩個永磁體截面對氣隙提供每極磁通，可提高氣隙磁密，尤其在極數(shù)較多的情況下更為突出。因此，切向式適合于極數(shù)多且要求氣隙磁通密度高的永磁同步發(fā)電機。永磁體和極靴的固定方式采用套環(huán)式結(jié)構(gòu)，如圖3-51（a）所示。
二、徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)
徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)如圖3-51（b）所示，永磁體的磁化方向與氣隙磁通軸線一致且離氣隙較近，在一對磁極的磁路中，有兩個永磁體提供磁勢，永磁體工作于串聯(lián)狀態(tài)，每塊永磁體的截面提供發(fā)電機每極氣隙磁通，每塊永磁體的磁勢提供發(fā)電機一個極的磁勢。
與切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相比，徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的漏磁系數(shù)較小。在這種結(jié)構(gòu)中，由于永磁體直接面對氣隙，且永磁體具有磁場定向性，因此其氣隙磁感應(yīng)強度B。接近于永磁體工作點的磁感應(yīng)強度Bm，提高了永磁材料的利用率；徑向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁體可以直接燒鑄或黏結(jié)在發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上，結(jié)構(gòu)和工藝較為簡單；極間采用鋁合金燒鑄，保證了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的整體性且起到阻尼作用，既可改善發(fā)電機的瞬態(tài)性能，又提高了永磁材料的抗去磁能力。
三、轉(zhuǎn)子嵌入式一體化結(jié)構(gòu)
目前，傳統(tǒng)發(fā)電機組的發(fā)動機、發(fā)電機是相對獨立的。發(fā)動機曲軸有前后兩端，位于發(fā)動機兩端；前端裝有飛輪，外裝啟動拉盤；后端是輸出驅(qū)動，通常用作與發(fā)電機的連接。而在高速發(fā)電機組中，發(fā)電機既用來產(chǎn)生電能，又通過轉(zhuǎn)動慣量計算使其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量等于飛輪轉(zhuǎn)動慣量，從而用其轉(zhuǎn)子取代原動機的飛輪，使其成為原動機的一部分，實現(xiàn)了“高速發(fā)電機嵌入式一體化結(jié)構(gòu)”。這樣，既可大大減小機組軸向尺寸，又可減輕其重量，從根本上實現(xiàn)了發(fā)電機組冷熱區(qū)的分離，有利于機組散熱問題的解決，提高了系統(tǒng)的可靠性。
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