CN102177639A - 同步机 - Google Patents

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Abstract

本发明设计一种用于电机的转子(10)，该转子包括基体(20)和固定在该基体上并支承永磁体的多个支承体(30a，30b)。转子的特征在于，彼此隔开一定距离的两个第一支承体(30a)形成第二支承体(30b)的接纳区域，以使第一支承体(30a)形状配合地连接至第二支承体(30b)。

Description

同步机
技术领域
本发明涉及一种用于电机(例如发电机或电动机)的转子，该转子具有基体和固定在基体上并支承永磁体的多个支承体。
背景技术
长久以来已知这种转子的结构。同样长期以来就有关于将永磁体固定到转子的基体上的问题，这些永磁体通常粘结于支承体。工作人员为了组装任务而要采取特殊的安全措施，尤其考虑到由永磁体所产生的磁场相当大，必须确保只将非磁性材料引入工作室，且尤其是只使用非磁性工具。此外，在清洁室内进行安装，从而排除任何可能不利地影响待组装的电机运转的污染。
当将永磁体安装到转子基体的外圆周上时，尤其存在的问题是，布置在相邻支承体上的磁体对彼此施加很强的吸引力和排斥力，因而使组装相当困难。在机器运转期间，除了磁力外也有作用在支承体上的离心力，因而有必要在永磁体和/或支承体与转子的基体之间形成极其安全和持久的连接。
通常，借助形状配合的锁定连接来进行转子基体和支承体之间的连接，其中在转子的基体中加工出燕尾形的槽，在支承体上形成的燕尾槽状的销引入该燕尾槽。例如从EP 1 439 626 A1和DE 197 05 432 A1中已知这种设计。
即使这种设计可确保支承体，进而是装在该支承体上的永磁体，可以相继通过推入转子基体上的槽中来附连，这样它们可以在任何情况下加载，但为了保持必要的制造公差，实施这种连接非常耗费劳力并要求高精度。因此，制造这种转子的成本也非常高。
发明内容
因此，本发明的目的是生产一种用于电机的转子，该转子可以简单但同时安全地进行组装。
通过具有权利要求1特征的转子来实现该目的。附属权利要求规定本发明有利的实施例。
附图说明
现在将参照附图中所示的、较佳的示例性实施例来详细解释本发明，其中：
图1示出根据本发明的转子的立体图；
图2示出根据图1中特别较佳的示例性实施例的转子的轴向视图的细节；
图3示出在图1中的转子在组装阶段的轴向视图的细节；
图4示出在另一组装阶段的转子的径向视图；
图5示出根据图2所示的另一示例性实施例的转子的轴向视图的细节；以及
图6示出根据图2所示另一示例性实施例的转子的轴向视图的细节。
具体实施方式
本发明的基本构思是，取代铣削入转子10的基体中的槽，以如下方式构成永磁体40的支承体30a，30b，即，使间隔开布置的两个第一支承体30a的彼此面对的凸缘形成一个接纳区域，与第一支承体的凸缘互补设计的第二支承体30b可以被推入该接纳区域，由此在径向上可以实现第一支承体30a和第二支承体30b之间形状配合(positively)的连接。
起初相对较远隔开的两个第一支承体30a附连至转子10的基体20的优点在于，作用在永磁体40之间的吸引力和排斥力在较大工作距离的情况下减到最小，且因此更易于处理支承体30a。同时增加工作安全性。
图1示出根据本发明的尤其较佳设计的转子。转子10具有基体20，在该基体20上附连有支承永磁体40的支承体30a，30b。如图1中所述，第一支承体30a在转子10的基体20的圆周上与第二支承体30b交替布置。
由第一支承体30a形成的接纳区域较佳为燕尾设计(如图2中所示)，而第二支承体30b本身为燕尾形。替代地或附加地，第一支承体30a和第二支承体30b可以如附图5和6中所示那样具有舌键连接。在此，舌键连接也可以设计成如舌-槽连接，元件70较佳地引入设置在(几乎)相同的支承体30a，30b中的槽中。尤其较佳的是，元件70固定连接至第一支承体30a或第二支承体30b。
第一支承体30a和第二支承体30b较佳的是形成为具有相同的覆盖面积，第一支承体和第二支承体30a，30b尤其较佳地为相同设计，且永磁体40在相对侧上附连于第一支承体和第二支承体30a，30b上。
为此，第一支承体30a还可以设计成扇形的横截面，且第二支承体30b可以设计成与第一支承体30a互补。
第二支承体30b被推入由第一支承体30a形成的接纳区域中，这样第二支承体30b被稳固地保持在接纳区域中，由此可通过接纳区域来防止屈服于第一支承体30a的吸引力。
当第二支承体30b被推入在轴向上附连于转子10的基体20的第一支承体30a之间并通过形状配合的连接来固定以防径向移位之后，可将第二支承体30b附加地固定在基体20上。
当例如为风力轮机的同步发电机而组装根据本发明的转子10时，将如附图3和4中例子所示那样如下进行：
首先，用工具100将至少两个第一支承体30a引到转子10的基体20附近并彼此相对间隔地附连至基体20，这样就可以将第二支承体30b接纳在第一支承体30a之间。第一支承体30a以其朝向彼此定位的凸缘形成第二支承体30b的接纳区域。
然后，第二支承体30b被推入由第一支承体30a形成的接纳区域中，第二支承体30b的凸缘设计成与第一支承体30a的凸缘互补，这样在第一支承体和第二支承体30a，30b之间产生径向形状配合的锁定连接，这种连接可抵制第二支承体30b被径向抬起。
第二支承体30b较佳地例如借助螺纹连接件直接固定在基体20上。
当支承体30a，30b借助螺纹连接件50与基体20固定时，尤其有这样的可能性，即在组装时还没有完全将第一支承体30a紧固到基体20上，该第一支承体30a例如具有设置在支承体30a处的螺柱(stud screw)(未示出)，这样先是还留有间隙，因此在制造支承体30a，30b时可以有尽可能大的制造公差。直到第二支承体30b移入由第一支承体30a形成的接纳区域后，才通过旋紧螺纹连接件50将第一支承体和第二支承体30a，30b引入它们最终的位置，而不会损害工作安全性。
然后重复上述所有步骤，直到所有第一支承体和第二支承体30a，30b都附连于转子10的基体20。
或者，先将转子10需要的所有第一支承体30a附连于转子10的基体，然后将各第二支承体30b推入并固定在各第一支承体30a之间。
还可以使第一支承体和第二支承体30a，30b较佳地具有设计成不同布置的(螺纹)孔的紧固装置，因此第一支承体30a和第二支承体30b会由于具有不同的“孔布设图案”而互不相同。然后，可以将紧固装置50插入这些孔中(未示出)。由于有改进结构的工艺过程，这种设计同样有助于提高工作安全性。
除了关于工艺过程的上述方面，将支承体30a，30b牢固地紧固至转子10的基体20以形成牢固互连的单元的优点在于，可以使气隙损失最小化。
尤其较佳的是，以如下方式实施根据本发明的方法，即，将至少一个位置保持装置60(也称为“模拟物”，见图3)固定到转子10的基体20上，该位置保持装置为第二支承体30b留出空间，并在固定第一支承体30a之后、引入至少一个第二支承体30b之前移除该位置保持装置。这样可以保证第一支承体30a以彼此间隔的距离固定，从而确保第二支承体30b可以被推入第一支承体30a之间。为此，位置保持装置60具有与第二支承体30b大致相同的尺寸。然而，考虑到制造公差，还可以使位置保持装置有比第二支承体30b略大的设计。

Claims (14)

1.一种用于电机的转子(10)，包括基体(20)和固定在所述基体上并支承永磁体的多个支承体(30a，30b)，其特征在于，彼此间隔一定距离的两个第一支承体(30a)形成第二支承体(30b)的接纳区域，以使所述第一支承体(30a)形状配合地连接至所述第二支承体(30b)。
2.如权利要求1所述的转子(10)，其特征在于，由所述第一支承体(30a)形成的所述接纳区域设计成燕尾形以容纳具有燕尾形横截面的第二支承体(30b)。
3.如前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述第一支承体和所述第二支承体(30a，30b)形成舌键连接。
4.如前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，由所述第一支承体和所述第二支承体(30a，30b)覆盖的面积是相同的。
5.如前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述第一支承体和所述第二支承体(30a，30b)设计相同，所述永磁体(40)固定在所述第一支承体和所述第二支承体(30a，30b)的相对侧上。
6.如前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述第二支承体(30b)使用紧固装置(50)固定至所述基体(20)。
7.如前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述支承体(30a，30b)相对于所述基体(20)的轴线轴向平行布置。
8.如前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述第一支承体(30a)具有扇形横截面。
9.如前述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述第一支承体和所述第二支承体(30a，30b)具有不同布置的紧固装置(50)。
10.如权利要求9所述的转子(10)，其特征在于，布置在所述第一支承体和所述第二支承体(30a，30b)上的所述紧固定装置设计成形成不同孔布设图案的孔。
11.一种具有如权利要求1至10所述的转子(10)的同步发电机。
12.一种用于制造如权利要求1至10所述的转子(10)的方法，其特征在于，具有以下步骤：
—将至少两个第一支承体(30a)固定在所述转子(10)的所述基体上，第一支承体(30a)在其朝向彼此的凸缘处形成接纳区域，从而能每次将一个第二支承体(30b)固定在所述第一支承体(30a)之间，使所述第一支承体(30a)形状配合地连接至所述第二支承体(30b)，
—将至少一个所述第二支承体(30b)引入由所述第一支承体(30a)形成的所述接纳区域中，所述第二支承体(30b)的所述凸缘与所述第一支承体(30a)的所述凸缘互补设计，以及
—重复上述步骤直到将所有支承体(30a，30b)固定至所述基体(20)。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在将所述第二支承体(30b)插入至所述接纳区域后，将其固定在所述基体(20)上。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在固定所述第一支承体(30a)前，将至少一个位置保持装置固定在所述转子(10)的所述基体上，所述位置保持装置为所述第二支承体(30b)留下空间，并在固定所述第一支承体(30a)之后、引入至少一个所述第二支承体(30b)之前移除所述位置固定装置。
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