CN102931784A - 大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构及方法 - Google Patents
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Abstract
大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构及方法，属于永磁发电机设备及制作方法领域。其特征在于：每个永磁体区表面沿轴向均布多条用于定位永磁体（3）的凸台（5），永磁体区表面通过高强度粘合剂粘贴固定多块拼接在一起的永磁体（3），两个圆周相邻的永磁体（3）之间均通过凸台（5）分隔定位，每个永磁体（3）均通过紧固螺栓（7）与转子铁芯（2）紧固在一起并在永磁体（3）外表面缠绕经树脂涂刷的碳纤维捆绑带（8），永磁体（3）轴向两端均固定安装转子挡板（6）。该大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构及方法能使永磁体克服离心力，使永磁体固定牢固，工作安全。
Description
技术领域
大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构及方法，属于永磁发电机设备及制造方法领域，具体涉及一种大功率高速永磁发电机的永磁体固定结构及固定方法。
背景技术
发电机转速高达7000转/分、功率达到360kW的大功率高速永磁发电机是为磁浮磁动风力机储功发电站研发的，是一种新型的风力发电装置，发电机效率高、节约能源、绿色环保，也可应用于工业装备，如风机、水泵、印刷机械、纺织机械、石油、化工、冶金等，一般的永磁发电机转速不超过3000转/分，传统的风力发电机转速一般不超过1000转/分，由于该大功率高速永磁发电机转速可达7000转/分，且转子外径粘贴有永磁体，在高速旋转时，永磁体的离心力很大，达到5.9MPa，比大型汽轮发电机的离心力还要大很多，所以正常工作时，存在永磁体固定不牢、影响工作安全等因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能使永磁体固定牢固，工作安全的大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，包括电机轴，电机轴外套有由多片转子冲片轴向叠加在一起而成的转子铁芯，转子铁芯圆周外围均布4条沿轴向向外凸起的极间隔台，4条极间隔台将转子铁芯外表面分隔为4个永磁体区，其特征在于：每个永磁体区表面沿轴向均布多条用于定位永磁体的凸台，永磁体区表面通过高强度粘合剂粘贴固定多块拼接在一起的永磁体，两个圆周相邻的永磁体之间均通过凸台分隔定位，每个永磁体均通过紧固螺栓与转子铁芯紧固在一起并在永磁体外表面缠绕经树脂涂刷的碳纤维捆绑带，转子铁芯轴向两端均固定安装转子挡板。凸台的设计使永磁体装配时更加方便，永磁体不发生位移，并且极弧系数在合理范围内，不致影响电机性能，永磁体通过高强度粘合剂粘贴，并设置紧固螺栓、碳纤维捆绑带以及转子挡板，充分保证永磁体克服离心力作用，固定更加牢固。
所述的极间隔台外径小于永磁体外径，极间隔台外表面通过高强度粘合剂粘贴有绝缘垫块，绝缘垫块外径与永磁体外径相同，绝缘垫块与转子铁芯通过紧固螺栓进行紧固。绝缘垫块外径与永磁体外径相同可保证永磁体外表面缠绕经树脂涂刷的碳纤维捆绑带。碳纤维捆绑带的运用大大增加了捆绑的强度，更加牢固。
所述的每个永磁体区表面沿轴向均布两条凸台，可安装固定三排相邻的永磁体，每排包含8个永磁体。
所述的永磁体上均贯穿有两个并排的螺栓孔，紧固螺栓穿过螺栓孔连接转子铁芯，永磁体下表面两角处开有凹槽，凸台伸入相邻的两个凹槽行成的空间中。
所述的转子铁芯中心开有带有键槽的电机轴孔，电机轴横穿电机轴孔并通过键槽内的键与转子铁芯连接在一起，8条螺栓轴向穿过转子铁芯将转子铁芯与两端的转子挡板紧固在一起。
所述的转子挡板外径与永磁体外径相同，材质为改性双马来酰亚胺层压玻璃布板，该材质具有更高的机械性能。
所述的紧固螺栓为不锈钢螺栓，不锈钢螺栓为非导磁材料，可以减少涡流损耗。
大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、利用压力机作用，将多片转子冲片轴向叠加并加热套于电机轴上，利用8条螺栓轴向穿过转子铁芯将转子铁芯与两端的转子挡板紧固牢固，利用专用工装机加工转子铁芯圆周的用于固定永磁体和绝缘垫块的螺栓孔；
2、清理干净各个螺栓孔后，进行各个螺栓孔的攻丝；
3、在转子铁芯的永磁体区表面通过高强度粘合剂粘贴固定多块拼接在一起的永磁体，同时永磁体下表面的凹槽与转子铁芯表面凸台相配合，使永磁体定位并固定，极间隔台外表面通过高强度粘合剂粘贴绝缘垫块，绝缘垫块外径与永磁体外径相同；
4、将每个永磁体以及极间隔台均通过紧固螺栓与转子铁芯紧固在一起，并进行干燥固化；
5、清理永磁体以及极间隔台表面，并缠绕多层经树脂涂刷的碳纤维捆绑带，干燥后，固定完毕。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：两个圆周相邻的永磁体之间均通过凸台分隔定位，凸台的设计使永磁体装配时更加方便，永磁体不发生位移，并且极弧系数在合理范围内，不致影响电机性能；并通过利用高强度粘合剂粘贴以及紧固螺栓将永磁体与转子铁芯固定在一起、在永磁体外层缠绕经树脂涂刷的碳纤维捆绑带并在转子铁芯轴向两端安装转子挡板等途径使永磁体能克服离心力问题，固定更牢固，发电机工作更安全。
附图说明
图1是本发明结构主视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是本发明中永磁体主视图。
图4是本发明中永磁体俯视图。
其中：1、电机轴 2、转子铁芯 3、永磁体 4、极间隔台 5、凸台 6、转子挡板 7、紧固螺栓 8、碳纤维捆绑带 9、绝缘垫块 10、螺栓 11、键 12螺栓孔 13、凹槽。
具体实施方式
图1~4是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~4对本发明做进一步说明。
参照附图1~2：该大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，包括电机轴1，电机轴1外套有由多片转子冲片轴向叠加在一起而成的转子铁芯2，转子铁芯2中心开有带有键槽的电机轴孔，电机轴1横穿电机轴孔并通过键槽内的键11与转子铁芯2连接在一起，转子铁芯2圆周外围均布4条沿轴向向外凸起的极间隔台4，4条极间隔台4将转子铁芯2外表面分隔为4个永磁体区，每个永磁体区表面沿轴向均布两条用于定位永磁体3的凸台5，永磁体区表面通过高强度粘合剂粘贴固定多块拼接在一起的永磁体3，由于两个圆周相邻的永磁体3之间均通过凸台5分隔定位，所以每个永磁体区可安装三排相邻的永磁体3，每排包含8个永磁体3。凸台5的设计使永磁体3装配时更加方便，永磁体3不发生位移，并且极弧系数在合理范围内，不致影响电机性能。
极间隔台4外径小于永磁体3外径，极间隔台4外表面通过高强度粘合剂粘贴有绝缘垫块9，绝缘垫块9外径与永磁体3外径相同，绝缘垫块9与转子铁芯2通过紧固螺栓7进行紧固，同时每个永磁体3均通过紧固螺栓7与转子铁芯2紧固在一起。
参照附图3~4：永磁体3上均贯穿有两个并排的螺栓孔12，紧固螺栓7穿过螺栓孔12连接转子铁芯2，永磁体3下表面两角处开有凹槽13，凸台5伸入相邻的两个凹槽13行成的空间中。
在永磁体3和极间隔台4外表面缠绕经树脂涂刷的碳纤维捆绑带8，转子铁芯2轴向两端均固定安装转子挡板6，转子挡板6通过8条轴向穿过转子铁芯2的螺栓10与转子铁芯2紧固在一起。
转子挡板6外径与永磁体3外径相同，材质为改性双马来酰亚胺层压玻璃布板，该材质具有更高的机械性能；紧固螺栓7为不锈钢螺栓，不锈钢螺栓为非导磁材料，可以减少涡流损耗。
大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体方法，包括以下步骤：
1、利用压力机作用，将多片转子冲片轴向叠加并加热套于电机轴1上，利用8条螺栓10轴向穿过转子铁芯2将转子铁芯2与两端的转子挡板6紧固牢固，利用专用工装机加工转子铁芯2圆周的用于固定永磁体3和绝缘垫块9的螺栓孔；
2、清理干净各个螺栓孔后，进行各个螺栓孔的攻丝；
3、在转子铁芯2的永磁体区表面通过高强度粘合剂粘贴固定多块拼接在一起的永磁体3，同时永磁体3下表面的凹槽13与转子铁芯2表面凸台5相配合，使永磁体3定位并固定，极间隔台4外表面通过高强度粘合剂粘贴绝缘垫块9，绝缘垫块9外径与永磁体3外径相同；
4、将每个永磁体3以及极间隔台4均通过紧固螺栓7与转子铁芯2紧固在一起，并进行干燥固化；
5、清理永磁体3以及极间隔台4表面，并缠绕多层经树脂涂刷的碳纤维捆绑带8，干燥后，固定完毕。
如上所述，该大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构通过以上方法克服了离心力问题，大大增强了永磁体3的牢固性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，包括电机轴（1），电机轴（1）外套有由多片转子冲片轴向叠加在一起而成的转子铁芯（2），转子铁芯（2）圆周外围均布4条沿轴向向外凸起的极间隔台（4），4条极间隔台（4）将转子铁芯（2）外表面分隔为4个永磁体区，其特征在于：每个永磁体区表面沿轴向均布多条用于定位永磁体（3）的凸台（5），永磁体区表面通过高强度粘合剂粘贴固定多块拼接在一起的永磁体（3），两个圆周相邻的永磁体（3）之间均通过凸台（5）分隔定位，每个永磁体（3）均通过紧固螺栓（7）与转子铁芯（2）紧固在一起并在永磁体（3）外表面缠绕经树脂涂刷的碳纤维捆绑带（8），转子铁芯（2）轴向两端均固定安装转子挡板（6）。
2.根据权利要求1所述的大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，其特征在于：所述的极间隔台（4）外径小于永磁体（3）外径，极间隔台（4）外表面通过高强度粘合剂粘贴有绝缘垫块（9），绝缘垫块（9）外径与永磁体（3）外径相同，绝缘垫块（9）与转子铁芯（2）通过紧固螺栓（7）进行紧固。
3.根据权利要求1所述的大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，其特征在于：所述的每个永磁体区表面沿轴向均布两条凸台（5），可安装固定三排相邻的永磁体（3），每排包含8个永磁体（3）。
4.根据权利要求1-3任一项所述的大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，其特征在于：所述的永磁体（3）上均贯穿有两个并排的螺栓孔（12），紧固螺栓（7）穿过螺栓孔（12）连接转子铁芯（2），永磁体（3）下表面两角处开有凹槽（13），凸台（5）伸入相邻的两个凹槽（13）行成的空间中。
5.根据权利要求1所述的大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，其特征在于：所述的转子铁芯（2）中心开有带有键槽的电机轴孔，电机轴（1）横穿电机轴孔并通过键槽内的键（11）与转子铁芯（2）连接在一起，8条螺栓（10）轴向穿过转子铁芯（2）将转子铁芯（2）与两端的转子挡板（6）紧固在一起。
6.根据权利要求1所述的大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，其特征在于：所述的转子挡板（6）外径与永磁体（3）外径相同，材质为改性双马来酰亚胺层压玻璃布板。
7.根据权利要求1或2任一项所述的大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体结构，其特征在于：所述的紧固螺栓（7）为不锈钢螺栓。
8.大功率高速永磁发电机转子表贴式固定永磁体方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.1、利用压力机作用，将多片转子冲片轴向叠加并加热套于电机轴（1）上，利用8条螺栓（10）轴向穿过转子铁芯（2）将转子铁芯（2）与两端的转子挡板（6）紧固牢固，利用专用工装机加工转子铁芯（2）圆周的用于固定永磁体（3）和绝缘垫块（9）的螺栓孔；
8.2、清理干净各个螺栓孔后，进行各个螺栓孔的攻丝；
8.3、在转子铁芯（2）的永磁体区表面通过高强度粘合剂粘贴固定多块拼接在一起的永磁体（3），同时永磁体（3）下表面的凹槽（13）与转子铁芯（2）表面凸台（5）相配合，使永磁体（3）定位并固定，极间隔台（4）外表面通过高强度粘合剂粘贴绝缘垫块（9），绝缘垫块（9）外径与永磁体（3）外径相同；
8.4、将每个永磁体（3）以及极间隔台（4）均通过紧固螺栓（7）与转子铁芯（2）紧固在一起，并进行干燥固化；
8.5、清理永磁体（3）以及极间隔台（4）表面，并缠绕多层经树脂涂刷的碳纤维捆绑带（8），干燥后，固定完毕。
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