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电机的磁场与磁通方向
Structur-
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电机的磁场与磁通方向
Structure Classification of Generator
直驱风力发电机对发电机有特殊的要求，因为风力机转速低，直驱风力发电机要能在低转速下正常发电，但低转速发电机体积通常很大，缩小体积是主要的技术要求，缩小直径或缩短厚度〔盘式电机〕都是重要的。为了实现这些目的，直驱风力发电机采用了与常规电机不同的构造，构造不同主要表现在定子与转子的相对位置上，也就是磁场或磁路上，下面对几类电机构造作简单介绍。
  按气隙磁通方向分类
  径向气隙磁通
发电机依靠转子对定子的相对运动来发电，在定子与转子之间的间隙称为气隙。在传统电机构造中，定子在外围，转子在中间旋转，见图1右图，定子与转子之间的间隙为柱面，见图1左图，图中半透明的柱面即为气隙面，磁力线垂直于气隙面，与所在点直径方向平行，称为径向气隙磁通。
 
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图1 径向气隙磁通
径向气隙磁通广泛应用在传统的发电机与电动机中。
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  轴向气隙磁通
在多数盘式构造电机中，定子与转子都呈盘型构造，两者间的气隙是与电机转轴垂直的平面，见图2右图〔为表示清楚，夸张了定子与转子的距离〕。图2左图是该气隙平面，用半透明表示该气隙面。磁力线垂直于气隙面，与转轴方向平行，称为轴向气隙磁通。
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图2 轴向气隙磁通
轴向气隙磁通主要用在盘式电机中，以适应垂直轴风力机的要求或其他特殊应用场合。
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  按定子磁通方向分类
  纵向定子磁通
磁力线穿过电机定子与转子形成闭合回路，是一个环绕的磁通。传统电机的环绕磁通所在平面与转子运动方向平行，称为纵向定子磁通，简称为纵向磁通。图3是纵向定子磁通的示意图，展示了一段拉直的定子与转子中的磁通回路。
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图3 纵向定子磁通
纵向定子磁通广泛应用在传统发电机与传统电动机中。
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  横向定子磁通
横向磁通是一种新型的电机构造，图4左图是一段拉直的定子与转子布置示意图，定子铁芯采用U形构造，图中有两个U形定子铁芯〔整个电机有假设干个U形定子铁芯〕，铁芯中部是定子线圈导线。转子与U形定子铁芯间有气隙，图4右图把U形定子铁芯变为半透明状态，显示出U形定子铁芯内磁力线，也就是磁通回路，该回路所在平面与转子运动方向垂直，称这种构造形式为横向定子磁通，简称为横向磁通。
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图4 横向定子磁通
横向定子磁通形式繁多，构造复杂，较多用于低转速电机。
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