專(zhuān)利名稱(chēng)：轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的設(shè)有永磁體的轉(zhuǎn)子體。
技術(shù)背景
在例如用于風(fēng)力發(fā)電站或潮汐發(fā)電站的無(wú)齒輪渦輪機(jī)的大型電機(jī)(電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī))中，從制造工藝角度看，要將永磁同步電機(jī)的永磁體固定到轉(zhuǎn)子體上非常困難。
對(duì)此，EP 1 860 755 A2提出一種解決方案設(shè)置一個(gè)用于承載磁體的基體，該磁體借助蓋罩和螺釘固定在基體上，基體自身又固定在支架上。
DE 195 03 511 Al揭示一種同步直線電動(dòng)機(jī)，其初級(jí)部分設(shè)有繞組，次級(jí)部分由沿縱向延伸的載板構(gòu)成，由易碎易腐蝕材料構(gòu)成并已完成磁化的永磁體在遵循極距柵距的情況下固定粘接在該載板上。為了能夠很方便地將已完成磁化的永磁體精確地固定粘接到次級(jí)部分上，該案建議在已完成磁化的永磁體之間設(shè)置與該同步直線電動(dòng)機(jī)的極距柵距相對(duì)應(yīng)的間隔元件。隨后再用蓋板為這些間隔元件提供相應(yīng)保護(hù)。
從制造工藝角度看，以上這些將永磁體固定到轉(zhuǎn)子體上的固定方案都比較復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種主要用于額定功率超過(guò)1麗的永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子體，永磁體在該轉(zhuǎn)子體上的定位和固定方式比較簡(jiǎn)單。
本發(fā)明用以達(dá)成上述目的的解決方案為一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的設(shè)有永磁體的轉(zhuǎn)子，所述永磁體布置在一轉(zhuǎn)子體的周邊，其中，所述永磁體通過(guò)至少一個(gè)周向閉合的套環(huán)得到定位和固定。
本發(fā)明用以達(dá)成上述目的的另一解決方案為一種通過(guò)下述步驟制造一轉(zhuǎn)子的方法
-設(shè)置一轉(zhuǎn)子體，
-將所述套環(huán)或套環(huán)部件放置到所述轉(zhuǎn)子體的周邊，從而形成軸向延伸腔，
-將永磁體沿軸向插入所述軸向分布腔，從而在所述轉(zhuǎn)子體上形成磁極，
-將所述永磁體封裝在所述腔中。
所述套環(huán)是一個(gè)由型板構(gòu)成的比較容易制造的部件，所述型板優(yōu)選用金屬或 GRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)制成。該套環(huán)作為完全邊緣處理過(guò)的套環(huán)圍繞轉(zhuǎn)子體布置并通過(guò)點(diǎn)焊、鉚接或螺釘連接等方式固定在轉(zhuǎn)子體上。優(yōu)選在套環(huán)與轉(zhuǎn)子體直接抵接的區(qū)段(即極隙)中采取這些固定手段。
采用上述布置方式后會(huì)有利地形成軸向分布腔，將永磁體沿軸向插入這些腔，隨后封裝。這樣就很方便地在轉(zhuǎn)子體上形成磁極。
亦即，每個(gè)腔均形成一個(gè)磁極，這些磁極分別由一個(gè)單個(gè)磁體形成。
根據(jù)另一實(shí)施方式，每個(gè)磁極均由數(shù)個(gè)單個(gè)磁體形成，所述單個(gè)磁體軸向串接和/ 或并排布置在一腔內(nèi)部。這能簡(jiǎn)化安裝，因?yàn)樾枰右钥刂频拇帕ψ冃×?。此外還能優(yōu)化永磁體的倉(cāng)儲(chǔ)管理，因?yàn)椴捎帽景l(fā)明所提出的方案后，就可以用多個(gè)相同的優(yōu)選呈立方形的永磁體實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)子體直徑和不同的轉(zhuǎn)子體軸向長(zhǎng)度，還可以在轉(zhuǎn)子體上實(shí)現(xiàn)不同的極距。
所述套環(huán)是所述轉(zhuǎn)子體上的一個(gè)周向閉合部件，因此，所述轉(zhuǎn)子體視情況可以沿其軸向長(zhǎng)度具有一或多個(gè)這樣的套環(huán)。
理想情況下，所述套環(huán)是一具有梯級(jí)結(jié)構(gòu)的連續(xù)材料的一部分，所述連續(xù)材料繞在一卷筒上且具有可規(guī)定的寬度。這樣就可以根據(jù)轉(zhuǎn)子體的周長(zhǎng)從卷筒上取用材料，然后在極隙中將套環(huán)末端重疊，再通過(guò)上述固定手段將該材料固定在轉(zhuǎn)子體上。
所述連續(xù)材料在徑向上的材料厚度不但允許該連續(xù)材料在安裝過(guò)程中發(fā)生彎曲， 也能確保永磁體在電機(jī)工作時(shí)得到有效固定。因此，本發(fā)明所提出的套環(huán)有助于在外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子上形成腔，從而方便了永磁體的固定。
根據(jù)一種替代性實(shí)施方式，所述套環(huán)可細(xì)分成多個(gè)沿周向分布的單個(gè)區(qū)段，在此情況下，例如構(gòu)成兩個(gè)或兩個(gè)以上腔的套環(huán)部件特定而言是通過(guò)在極隙區(qū)域內(nèi)重疊的方式而固定在轉(zhuǎn)子體上。


下文將參照附圖對(duì)本發(fā)明以及本發(fā)明的其他有利設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中
圖1為內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子；
圖2為外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子；
圖3為套環(huán)的局部透視圖4為外轉(zhuǎn)子套環(huán)的透視圖5為外轉(zhuǎn)子的部分截面圖；以及
圖6為內(nèi)轉(zhuǎn)子的部分截面圖。
具體實(shí)施方式
額定功率超過(guò)IMW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)或潮汐發(fā)電站用永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子1實(shí)施為軸向疊片式或整體式轉(zhuǎn)子體4。轉(zhuǎn)子體4的表面設(shè)有從周向看閉合的套環(huán)2，從軸向觀察，該套環(huán)與轉(zhuǎn)子體4的表面一起形成腔(pocket) 8，永磁體3布置在這些腔中。
每個(gè)軸向分布腔8中可設(shè)置多個(gè)前后布置和/或并排布置的永磁體3。這對(duì)于永磁體3的倉(cāng)儲(chǔ)管理(stoddiolding)特別有利，因?yàn)檫@樣就能借助已有的永磁體3在轉(zhuǎn)子體 4上形成不同的極距。
在如圖1所示的內(nèi)轉(zhuǎn)子中，這個(gè)轉(zhuǎn)子體1收縮套在軸7上或者以其他方式與該軸抗扭轉(zhuǎn)連接。
風(fēng)電系統(tǒng)布置在機(jī)艙中的電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有盡可能小的質(zhì)量，因此，轉(zhuǎn)子1如圖1 所示優(yōu)選通過(guò)輻條結(jié)構(gòu)9與軸7連接。轉(zhuǎn)子體4僅具有徑向磁化所需要的厚度。采用這種設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子體4與輻條結(jié)構(gòu)9機(jī)械連接。
圖2為永磁同步電機(jī)的外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子1，其中，套環(huán)2布置在轉(zhuǎn)子體4的內(nèi)表面并在此處同樣形成軸向分布腔8，永磁體3安裝在這些腔中。
由于外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特性方面的原因，永磁體在外轉(zhuǎn)子中的固定無(wú)法借助綁定而實(shí)現(xiàn)。圖3為套環(huán)2的局部透視圖，該套環(huán)上設(shè)有梯級(jí)結(jié)構(gòu)以及用于將套環(huán)2固定到轉(zhuǎn)子體4上的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，套環(huán)2的極隙中設(shè)有預(yù)沖孔，套環(huán)可以通過(guò)這些空隙用螺釘或鉚釘與轉(zhuǎn)子體4連接。根據(jù)套環(huán)2在電機(jī)工作過(guò)程中所受到的作用力，可以在每個(gè)極隙中設(shè)置多個(gè)沿軸向分布的固定件。圖4為布置在外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子體4上的套環(huán)2的另一透視圖。如圖所示，套環(huán)2沿軸向匹配地裝配到轉(zhuǎn)子體4。圖5為外轉(zhuǎn)子的部分截面圖，其中，轉(zhuǎn)子體4上實(shí)施為鉚釘或螺釘?shù)墓潭c(diǎn)5將套環(huán)2固定在轉(zhuǎn)子體4上，最終將永磁體3定位在轉(zhuǎn)子體4上。永磁體3安裝在由套環(huán)2和轉(zhuǎn)子體4構(gòu)成的軸向分布腔8中，如圖所示，每個(gè)腔8中也可設(shè)置多個(gè)并排布置和/或軸向串接布置和/或堆疊布置的單個(gè)磁體。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，腔8由轉(zhuǎn)子體4的圓柱形表面和套環(huán)2的梯級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其中，該梯級(jí)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)使得腔8的截面在考慮到轉(zhuǎn)子體4的表面曲率的情況下大體呈矩形。在圖6所示的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子體4的表面已經(jīng)設(shè)置了軸向槽，這些槽與套環(huán)2的梯級(jí)結(jié)構(gòu)共同形成腔8。永磁體3優(yōu)選進(jìn)一步借助澆注材料6固定在腔8中。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的設(shè)有永磁體C3)的轉(zhuǎn)子(1)，所述永磁體布置在轉(zhuǎn)子體(4)的周邊， 其中，所述永磁體C3)通過(guò)至少一個(gè)周向閉合的套環(huán)( 得到定位和固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子體由軸向分層疊片構(gòu)成或者采用整體式設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于，在所述永磁體(3)之間的兩個(gè)相鄰磁極的一極隙中設(shè)有可規(guī)定數(shù)量的焊點(diǎn)、螺釘或鉚釘?shù)裙潭员銓⑺鎏篆h(huán)O)固定在所述轉(zhuǎn)子體(4)上。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子(1)，其特征在于， 所述套環(huán)O)由金屬或GRP (玻璃纖維增強(qiáng)塑料)構(gòu)成。
5.一種如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子(1)的應(yīng)用，用作風(fēng)電系統(tǒng)的永磁同步發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子或內(nèi)轉(zhuǎn)子。
6.一種制造如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子(1)的方法，其特征在于下列步驟提供一轉(zhuǎn)子體(4)，將一套環(huán)O)或多個(gè)套環(huán)部件放置到所述轉(zhuǎn)子體的周邊，從而形成軸向分布腔⑶，將永磁體C3)沿軸向插入所述軸向分布腔(8)，從而在所述轉(zhuǎn)子體(4)上形成磁極， 將所述永磁體( 封裝在所述腔(8)中作為進(jìn)一步固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的設(shè)有永磁體(3)的轉(zhuǎn)子(1)，所述永磁體布置在一轉(zhuǎn)子體(4)的周邊，其中，所述永磁體(3)通過(guò)至少一個(gè)周向閉合的套環(huán)(2)得到定位和固定。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102549885SQ201080043632
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者烏爾里?！す芈? 奧利弗·梅明杰, 約阿希姆·穆哈, 馬蒂亞斯·圖奇 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司