專(zhuān)利名稱(chēng)：大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)及方法，屬于永磁發(fā)電機(jī)設(shè)備及制造方法領(lǐng)域，具體涉及一種大功率高速永磁發(fā)電機(jī)的永磁體固定結(jié)構(gòu)及固定方法。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)7000轉(zhuǎn)/分、功率達(dá)到360kW的大功率高速永磁發(fā)電機(jī)是為磁浮磁動(dòng)風(fēng)力機(jī)儲(chǔ)功發(fā)電站研發(fā)的，是一種新型的風(fēng)力發(fā)電裝置，發(fā)電機(jī)效率高、節(jié)約能源、綠色環(huán)保，也可應(yīng)用于工業(yè)裝備，如風(fēng)機(jī)、水泵、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、石油、化工、冶金等，一般的永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不超過(guò)3000轉(zhuǎn)/分，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一般不超過(guò)1000轉(zhuǎn)/分，由于該大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)7000轉(zhuǎn)/分，且轉(zhuǎn)子外徑粘貼有永磁體，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，永磁體的離心力很大，達(dá)到5. 9MPa，比大型汽輪發(fā)電機(jī)的離心力還要大很多，所以正常工作時(shí)，存在永磁體固定不牢、影響工作安全等因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能使永磁體固定牢固，工作安全的大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)及方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，包括電機(jī)軸，電機(jī)軸外套有由多片轉(zhuǎn)子沖片軸向疊加在一起而成的轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯圓周外圍均布4條沿軸向向外凸起的極間隔臺(tái)，4條極間隔臺(tái)將轉(zhuǎn)子鐵芯外表面分隔為4個(gè)永磁體區(qū),其特征在于每個(gè)永磁體區(qū)表面沿軸向均布多條用于定位永磁體的凸臺(tái)，永磁體區(qū)表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼固定多塊拼接在一起的永磁體，兩個(gè)圓周相鄰的永磁體之間均通過(guò)凸臺(tái)分隔定位，每個(gè)永磁體均通過(guò)緊固螺栓與轉(zhuǎn)子鐵芯緊固在一起并在永磁體外表面纏繞經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶，轉(zhuǎn)子鐵芯軸向兩端均固定安裝轉(zhuǎn)子擋板。凸臺(tái)的設(shè)計(jì)使永磁體裝配時(shí)更加方便，永磁體不發(fā)生位移，并且極弧系數(shù)在合理范圍內(nèi)，不致影響電機(jī)性能，永磁體通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼，并設(shè)置緊固螺栓、碳纖維捆綁帶以及轉(zhuǎn)子擋板，充分保證永磁體克服離心力作用，固定更加牢固。所述的極間隔臺(tái)外徑小于永磁體外徑，極間隔臺(tái)外表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼有絕緣墊塊，絕緣墊塊外徑與永磁體外徑相同，絕緣墊塊與轉(zhuǎn)子鐵芯通過(guò)緊固螺栓進(jìn)行緊固。絕緣墊塊外徑與永磁體外徑相同可保證永磁體外表面纏繞經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶。碳纖維捆綁帶的運(yùn)用大大增加了捆綁的強(qiáng)度，更加牢固。所述的每個(gè)永磁體區(qū)表面沿軸向均布兩條凸臺(tái)，可安裝固定三排相鄰的永磁體，每排包含8個(gè)永磁體。所述的永磁體上均貫穿有兩個(gè)并排的螺栓孔，緊固螺栓穿過(guò)螺栓孔連接轉(zhuǎn)子鐵芯，永磁體下表面兩角處開(kāi)有凹槽，凸臺(tái)伸入相鄰的兩個(gè)凹槽行成的空間中。所述的轉(zhuǎn)子鐵芯中心開(kāi)有帶有鍵槽的電機(jī)軸孔，電機(jī)軸橫穿電機(jī)軸孔并通過(guò)鍵槽內(nèi)的鍵與轉(zhuǎn)子鐵芯連接在一起，8條螺栓軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯將轉(zhuǎn)子鐵芯與兩端的轉(zhuǎn)子擋板緊固在一起。所述的轉(zhuǎn)子擋板外徑與永磁體外徑相同，材質(zhì)為改性雙馬來(lái)酰亞胺層壓玻璃布板，該材質(zhì)具有更高的機(jī)械性能。所述的緊固螺栓為不銹鋼螺栓，不銹鋼螺栓為非導(dǎo)磁材料，可以減少渦流損耗。大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體方法，其特征在于，包括以下步驟
1、利用壓力機(jī)作用，將多片轉(zhuǎn)子沖片軸向疊加并加熱套于電機(jī)軸上，利用8條螺栓軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯將轉(zhuǎn)子鐵芯與兩端的轉(zhuǎn)子擋板緊固牢固，利用專(zhuān)用工裝機(jī)加工轉(zhuǎn)子鐵芯圓周的用于固定永磁體和絕緣墊塊的螺栓孔；
2、清理干凈各個(gè)螺栓孔后，進(jìn)行各個(gè)螺栓孔的攻絲；
3、在轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁體區(qū)表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼固定多塊拼接在一起的永磁體，同時(shí)永磁體下表面的凹槽與轉(zhuǎn)子鐵芯表面凸臺(tái)相配合，使永磁體定位并固定，極間隔臺(tái)外表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼絕緣墊塊，絕緣墊塊外徑與永磁體外徑相同；
4、將每個(gè)永磁體以及極間隔臺(tái)均通過(guò)緊固螺栓與轉(zhuǎn)子鐵芯緊固在一起，并進(jìn)行干燥固
化；
5、清理永磁體以及極間隔臺(tái)表面，并纏繞多層經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶，干燥后，固定完畢。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是兩個(gè)圓周相鄰的永磁體之間均通過(guò)凸臺(tái)分隔定位，凸臺(tái)的設(shè)計(jì)使永磁體裝配時(shí)更加方便，永磁體不發(fā)生位移，并且極弧系數(shù)在合理范圍內(nèi)，不致影響電機(jī)性能；并通過(guò)利用高強(qiáng)度粘合劑粘貼以及緊固螺栓將永磁體與轉(zhuǎn)子鐵芯固定在一起、在永磁體外層纏繞經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶并在轉(zhuǎn)子鐵芯軸向兩端安裝轉(zhuǎn)子擋板等途徑使永磁體能克服離心力問(wèn)題，固定更牢固，發(fā)電機(jī)工作更安全。


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖。圖2是圖I的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明中永磁體主視圖。圖4是本發(fā)明中永磁體俯視圖。其中I、電機(jī)軸 2、轉(zhuǎn)子鐵芯 3、永磁體 47、緊固螺栓8、碳纖維捆綁帶9、絕緣墊塊10、螺栓
、極間隔臺(tái)5、凸臺(tái)6、轉(zhuǎn)子擋板
11、鍵12螺栓孔13、凹槽。
具體實(shí)施例方式圖Γ4是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖Γ4對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。參照附圖廣2 :該大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，包括電機(jī)軸1，電機(jī)軸I外套有由多片轉(zhuǎn)子沖片軸向疊加在一起而成的轉(zhuǎn)子鐵芯2，轉(zhuǎn)子鐵芯2中心開(kāi)有帶有鍵槽的電機(jī)軸孔，電機(jī)軸I橫穿電機(jī)軸孔并通過(guò)鍵槽內(nèi)的鍵11與轉(zhuǎn)子鐵芯2連接在一起，轉(zhuǎn)子鐵芯2圓周外圍均布4條沿軸向向外凸起的極間隔臺(tái)4,4條極間隔臺(tái)4將轉(zhuǎn)子鐵芯2外表面分隔為4個(gè)永磁體區(qū)，每個(gè)永磁體區(qū)表面沿軸向均布兩條用于定位永磁體3的凸臺(tái)5，永磁體區(qū)表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼固定多塊拼接在一起的永磁體3，由于兩個(gè)圓周相鄰的永磁體3之間均通過(guò)凸臺(tái)5分隔定位,所以每個(gè)永磁體區(qū)可安裝三排相鄰的永磁體3，每排包含8個(gè)永磁體3。凸臺(tái)5的設(shè)計(jì)使永磁體3裝配時(shí)更加方便，永磁體3不發(fā)生位移，并且極弧系數(shù)在合理范圍內(nèi)，不致影響電機(jī)性能。極間隔臺(tái)4外徑小于永磁體3外徑，極間隔臺(tái)4外表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼有絕緣墊塊9，絕緣墊塊9外徑與永磁體3外徑相同，絕緣墊塊9與轉(zhuǎn)子鐵芯2通過(guò)緊固螺栓7進(jìn)行緊固，同時(shí)每個(gè)永磁體3均通過(guò)緊固螺栓7與轉(zhuǎn)子鐵芯2緊固在一起。參照附圖3 4 :永磁體3上均貫穿有兩個(gè)并排的螺栓孔12，緊固螺栓7穿過(guò)螺栓孔12連接轉(zhuǎn)子鐵芯2，永磁體3下表面兩角處開(kāi)有凹槽13，凸臺(tái)5伸入相鄰的兩個(gè)凹槽13行成的空間中。在永磁體3和極間隔臺(tái)4外表面纏繞經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶8，轉(zhuǎn)子鐵芯2軸向兩端均固定安裝轉(zhuǎn)子擋板6,轉(zhuǎn)子擋板6通過(guò)8條軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯2的螺栓10與轉(zhuǎn)子鐵芯2緊固在一起。轉(zhuǎn)子擋板6外徑與永磁體3外徑相同,材質(zhì)為改性雙馬來(lái)酰亞胺層壓玻璃布板，該材質(zhì)具有更高的機(jī)械性能；緊固螺栓7為不銹鋼螺栓，不銹鋼螺栓為非導(dǎo)磁材料，可以減少渦流損耗。大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體方法，包括以下步驟
1、利用壓力機(jī)作用，將多片轉(zhuǎn)子沖片軸向疊加并加熱套于電機(jī)軸I上，利用8條螺栓10軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯2將轉(zhuǎn)子鐵芯2與兩端的轉(zhuǎn)子擋板6緊固牢固，利用專(zhuān)用工裝機(jī)加工轉(zhuǎn)子鐵芯2圓周的用于固定永磁體3和絕緣墊塊9的螺栓孔；
2、清理干凈各個(gè)螺栓孔后，進(jìn)行各個(gè)螺栓孔的攻絲；
3、在轉(zhuǎn)子鐵芯2的永磁體區(qū)表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼固定多塊拼接在一起的永磁體3，同時(shí)永磁體3下表面的凹槽13與轉(zhuǎn)子鐵芯2表面凸臺(tái)5相配合，使永磁體3定位并固定，極間隔臺(tái)4外表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼絕緣墊塊9，絕緣墊塊9外徑與永磁體3外徑相同；
4、將每個(gè)永磁體3以及極間隔臺(tái)4均通過(guò)緊固螺栓7與轉(zhuǎn)子鐵芯2緊固在一起，并進(jìn)行干燥固化；
5、清理永磁體3以及極間隔臺(tái)4表面，并纏繞多層經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶8，干燥后，固定完畢。如上所述，該大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)通過(guò)以上方法克服了離心力問(wèn)題，大大增強(qiáng)了永磁體3的牢固性能。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，包括電機(jī)軸(I)，電機(jī)軸(I)外套有由多片轉(zhuǎn)子沖片軸向疊加在一起而成的轉(zhuǎn)子鐵芯(2)，轉(zhuǎn)子鐵芯(2)圓周外圍均布4條沿軸向向外凸起的極間隔臺(tái)(4)，4條極間隔臺(tái)(4)將轉(zhuǎn)子鐵芯(2)外表面分隔為4個(gè)永磁體區(qū)，其特征在于每個(gè)永磁體區(qū)表面沿軸向均布多條用于定位永磁體(3)的凸臺(tái)(5)，永磁體區(qū)表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼固定多塊拼接在一起的永磁體(3)，兩個(gè)圓周相鄰的永磁體(3)之間均通過(guò)凸臺(tái)(5)分隔定位，每個(gè)永磁體(3)均通過(guò)緊固螺栓(7)與轉(zhuǎn)子鐵芯(2)緊固在一起并在永磁體(3)外表面纏繞經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶(8)，轉(zhuǎn)子鐵芯(2)軸向兩端均固定安裝轉(zhuǎn)子擋板(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的極間隔臺(tái)(4)外徑小于永磁體(3)外徑，極間隔臺(tái)(4)外表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼有絕緣墊塊(9 )，絕緣墊塊(9 )外徑與永磁體(3 )外徑相同，絕緣墊塊(9 )與轉(zhuǎn)子鐵芯(2 )通過(guò)緊固螺栓(7 )進(jìn)行緊固。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的每個(gè)永磁體區(qū)表面沿軸向均布兩條凸臺(tái)(5)，可安裝固定三排相鄰的永磁體(3),每排包含8個(gè)永磁體(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的永磁體(3)上均貫穿有兩個(gè)并排的螺栓孔(12)，緊固螺栓(7)穿過(guò)螺栓孔(12)連接轉(zhuǎn)子鐵芯(2)，永磁體(3)下表面兩角處開(kāi)有凹槽(13)，凸臺(tái)(5)伸入相鄰的兩個(gè)凹槽(13)行成的空間中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子鐵芯(2)中心開(kāi)有帶有鍵槽的電機(jī)軸孔，電機(jī)軸(I)橫穿電機(jī)軸孔并通過(guò)鍵槽內(nèi)的鍵(11)與轉(zhuǎn)子鐵芯(2 )連接在一起，8條螺栓(10 )軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯(2 )將轉(zhuǎn)子鐵芯(2)與兩端的轉(zhuǎn)子擋板(6)緊固在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子擋板(6)外徑與永磁體(3)外徑相同，材質(zhì)為改性雙馬來(lái)酰亞胺層壓玻璃布板。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2任一項(xiàng)所述的大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的緊固螺栓(7)為不銹鋼螺栓。
8.大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體方法，其特征在于，包括以下步驟 .8. I、利用壓力機(jī)作用，將多片轉(zhuǎn)子沖片軸向疊加并加熱套于電機(jī)軸(I)上，利用8條螺栓(10)軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯(2)將轉(zhuǎn)子鐵芯(2)與兩端的轉(zhuǎn)子擋板(6)緊固牢固，利用專(zhuān)用工裝機(jī)加工轉(zhuǎn)子鐵芯(2)圓周的用于固定永磁體(3)和絕緣墊塊(9)的螺栓孔； .8. 2、清理干凈各個(gè)螺栓孔后，進(jìn)行各個(gè)螺栓孔的攻絲； .8.3、在轉(zhuǎn)子鐵芯(2)的永磁體區(qū)表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼固定多塊拼接在一起的永磁體(3 )，同時(shí)永磁體(3 )下表面的凹槽(13 )與轉(zhuǎn)子鐵芯(2 )表面凸臺(tái)(5 )相配合，使永磁體(3)定位并固定，極間隔臺(tái)(4)外表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼絕緣墊塊(9)，絕緣墊塊(9)外徑與永磁體(3)外徑相同； .8.4、將每個(gè)永磁體(3)以及極間隔臺(tái)(4)均通過(guò)緊固螺栓(7)與轉(zhuǎn)子鐵芯(2)緊固在一起，并進(jìn)行干燥固化；.8.5、清理永磁體(3)以及極間隔臺(tái)(4)表面，并纏繞多層經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶(8)，干燥后，固定完畢。
全文摘要
大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)及方法，屬于永磁發(fā)電機(jī)設(shè)備及制作方法領(lǐng)域。其特征在于每個(gè)永磁體區(qū)表面沿軸向均布多條用于定位永磁體(3)的凸臺(tái)(5)，永磁體區(qū)表面通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑粘貼固定多塊拼接在一起的永磁體(3)，兩個(gè)圓周相鄰的永磁體(3)之間均通過(guò)凸臺(tái)(5)分隔定位，每個(gè)永磁體(3)均通過(guò)緊固螺栓(7)與轉(zhuǎn)子鐵芯(2)緊固在一起并在永磁體(3)外表面纏繞經(jīng)樹(shù)脂涂刷的碳纖維捆綁帶(8)，永磁體(3)軸向兩端均固定安裝轉(zhuǎn)子擋板(6)。該大功率高速永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表貼式固定永磁體結(jié)構(gòu)及方法能使永磁體克服離心力，使永磁體固定牢固，工作安全。
文檔編號(hào)H02K1/28GK102931784SQ201210442448
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者林江, 薄兆利, 楊洪卿, 張 杰 申請(qǐng)人:山東山博電機(jī)集團(tuán)有限公司