CN106411009A - 一种永磁电机转子及发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁电机转子及发电机，属于电机技术领域。该永磁电机转子包括转子铁心、压板和拉紧螺栓。转子铁心由多个转子冲片和多个通风槽板叠装而成，相邻的两个转子冲片之间通过通风槽板隔开。通风槽板包括至少两个通风槽片和多个间隔条，相邻的两个通风槽片之间形成多个径向通风通道，压板位于转子铁心的两端且通过拉紧螺栓拉紧。该发电机具有永磁电机的所有功能。该径向通风通道使转子铁心内的空气能够实现较好的流动，流动的空气带走磁钢上的热量，与外部的空气相交换，降低了磁钢的温度，保证了即使长时间工作，磁钢也不会因为过热而退磁。通过通风槽板和转子冲片的配合，使得整体安装过程简单，使用效果较佳，便于推广。

Description

一种永磁电机转子及发电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种永磁电机转子及发电机。

背景技术

发电机通常由定子、永磁电机转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。永磁电机转子由永磁电机转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，永磁电机转子连接组装起来，使永磁电机转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

目前，永磁发电机的冷却主要靠外部冷却器换热冷却散热，由于外部冷却器的故障导致永磁电机减负荷或停机现象时有发生，另外冷却器及其电源的设置增加了永磁电机成本。外部冷却器的冷却方式其一般为单向强迫式通风冷却，冷风在外部风机压力的作用下吹向发电机内部，轴向通风方式使冷风流经定永磁电机转子间气隙进行热交换，发电机绕组两端由于不能通过铁芯热传导散热，其温度比铁芯槽内绕组高，尤其对于风电技术领域方面，磁钢过热退磁对于电机将是致命的故障。

发明人在研究中发现，传统的永磁电机转子至少存在以下缺点：

转子在工作中，由于磁钢温度较高，容易退磁；

转子整体装配复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种永磁电机转子，改善现有技术的不足，其能够保证在永磁电机转子长时间工作时，磁钢不会因为过热退磁，且该永磁电机转子在整个安装过程中操作简单。

本发明的另一目的在于提供了一种发电机，其能够保证在永磁电机转子长时间工作时，磁钢不会因为过热退磁，且该永磁电机转子在整个安装过程中操作简单。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种永磁电机转子，其包括转子铁心、压板和拉紧螺栓，转子铁心由多个转子冲片和多个通风槽板叠装而成，相邻的两个转子冲片之间通过通风槽板隔开，通风槽板包括至少两个通风槽片和多个间隔条，间隔条位于两个通风槽片之间且绕转子铁心的轴线呈环形分布，间隔条的长度方向沿转子铁心的径向设置且使相邻的两个通风槽片之间形成多个径向通风通道，压板位于转子铁心的两端且通过拉紧螺栓拉紧。

具体的，通过设置径向通风通道，使转子铁心内的空气能够实现较好的流动，流动的空气带走磁钢上的热量，与外部的空气相交换，降低了磁钢的温度，保证了即使长时间工作，磁钢也不会因为过热而退磁。通过通风槽板和转子冲片的配合，使得整体安装过程简单，使用效果较佳，便于推广。

可选的，间隔条为齿压条，齿压条相对的两侧分别设置有卡齿，通风槽板的相邻的两个通风槽片均设置有配合卡齿的卡槽，卡齿卡接于两个通风槽片之间。

可选的，每个转子冲片上设置有多个用于安装磁钢的磁钢槽，多个磁钢槽绕转子铁心的轴线呈环形分布，相邻的两个通风槽片的相对磁钢槽处设置有用于嵌设间隔件的通孔，通孔沿转子铁心的轴向贯穿通风槽板，沿转子铁心的轴向分布的两个转子冲片的对应磁钢槽内的磁钢通过间隔件隔开，间隔件设置有径向通风孔，径向通风孔沿转子铁心的径向贯穿间隔件。

可选的，沿转子铁心的周向分布的多个磁钢槽形成了多个磁钢槽组，每个磁钢槽组包括相邻的且呈相对转子铁心的径向对称分布的V形的两个磁钢槽，V形的开口背向转子铁心的轴线，每个磁钢槽沿转子铁心的轴向贯穿转子冲片。

可选的，拉紧螺栓的数量和磁钢槽组的数量相同，拉紧螺栓位于磁钢槽组中的两个磁钢槽之间且靠近转子铁心的轴线。

可选的，转子铁心设置有多个轴向通风孔组，每个轴向通风孔组包括多个绕转子铁心的轴线呈环形分布的轴向通风孔，每个轴向通风孔沿转子铁心的轴线贯穿转子铁心。

可选的，轴向通风孔组包括第一轴向通风孔组和第二轴向通风孔组，第一轴向通风孔组相对第二轴向通风孔组靠近转子铁心的轴线，第一轴向通风孔组包括多个绕转子铁心的轴线呈环形分布的第一轴向通风孔。

可选的，第二轴向通风孔组包括多个圆弧孔组，多个圆弧孔组绕转子铁心的轴线呈环形分布，每个圆弧孔组包括多个同心设置的圆弧孔，圆弧的开口背向转子铁心的轴线。

可选的，压板为环形压板，两块环形压板位于转子铁心的两端，第二轴向通风孔组位于两块环形压板之间。

可选的，间隔条由非导磁材料制成。

本发明的实施例还提供了一种发电机，其包括上述提到的永磁电机转子，其具有永磁电机转子的全部功能。

与现有的技术相比，本发明实施例的有益效果是：

综上所述，通过设置径向通风通道，使转子铁心内的空气能够实现较好的流动，流动的空气带走磁钢上的热量，与外部的空气相交换，降低了磁钢的温度，保证了即使长时间工作，磁钢也不会因为过热而退磁。通过通风槽板和转子冲片的配合，使得整体安装过程简单，使用效果较佳，便于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的永磁电机转子的第一视角下的示意图；

图2为图1所示的第二视角下的示意图；

图3为图1所示的第三视角下的示意图；

图4为图1所示的通风槽板的第一视角下的示意图；

图5为图4所示的第二视角下的示意图；

图6为图4所示的第三视角下的示意图；

图7为图6所示的第三视角下的VI I处的局部放大图；

图8为图7所示的第一种齿压条的示意图；

图9为图7所示的第二种齿压条的示意图；

图10为图7所示的卡槽的示意图；

图11为图1所示的转子冲片的示意图；

图12为图7所示的第一种间隔件的第一视角下的示意图；

图13为图12所示的第二视角下的示意图；

图14为图7所示的第二种间隔件的示意图。

图标：100-永磁电机转子；10-转子铁心；11-通风槽板；13-转子冲片；15-压板；17-拉紧螺栓；18-轴键；19-转轴；111-第一通风槽片；113-第二通风槽片；115-齿压条；117-间隔件；1151-第一卡齿；1153-第二卡齿；1111-第一卡槽；1131-第二卡槽；1171-径向通风孔；131-第一轴向通风孔组；133-第二轴向通风孔组；135-磁钢槽；137-磁钢。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参考图1和图2，本实施例提供了一种永磁电机转子100，包括转子铁心10、压板15和拉紧螺栓17，转子铁心10由多个转子冲片13和多个通风槽板11叠装而成。

相邻的两个转子冲片13之间通过通风槽板11隔开，通风槽板11包括至少两个通风槽片和多个间隔条，间隔条位于两个通风槽片之间且绕转子铁心10的轴线呈环形分布，间隔条的长度方向沿转子铁心10的径向设置且使相邻的两个通风槽片之间形成多个径向通风通道，压板15位于转子铁心10的两端且通过拉紧螺栓17拉紧。

具体的，该转子冲片13由多个硅钢片叠装而成。通过设置至少两个通风槽片和间隔条，将设置在通风槽板11两侧的转子冲片13隔开，且通风槽片之间形成径向通风通道，间隔条起到支撑的作用，将两侧的通风槽片牢牢固定，使其在工作状态下，至少两个通风槽片之间仍能形成径向通风通道。该间隔条和通风槽片共同构成离心风扇结构，在永磁电机转子100转动时，形成压头，提供风量，促使转子铁心10内的空气流动。

对转子冲片13能够起到较好的散热作用，且通过转子冲片13和通风槽板11的叠装，使得整个永磁电机转子100的安装过程简单，使用效果较佳。

具体的，该永磁电机转子100还包括转轴19，该转轴19套设转子铁心10。

请参考图3，转轴19通过轴键18和转子铁心10相对固定。

请参考图4和图5，上述提到的通风槽板11包括第一通风槽片111和第二通风槽片113，第一通风槽片111和第二通风槽片113通过间隔条隔开，由于间隔条的长度方向沿转子铁心10的径向设置，在永磁电机转子100转动时，空气能沿着间隔条的长度方向流动，最大限度保证不会阻挡空气的流动，空气的流动效果较好，对转子冲片13的散热效果较佳。

请参考图6和图7，间隔条为齿压条115，齿压条115相对的两侧分别设置有卡齿，通风槽板11的相邻的两个通风槽片均设置有配合卡齿的卡槽，卡齿卡接于两个通风槽片之间。

请参考图8，具体的，该齿压条115包括第一卡齿1151和第二卡齿1153，第一卡齿1151和第二卡齿1153分别位于齿压条115的两侧，通过设置卡齿，能够牢牢的将齿压条115和通风槽片相对固定，保证径向通风通道畅通。

请参考图9，可选的，该第一卡齿1151和第二卡齿1153的数量为两个，也可以为三个或者更多。

请参考图10，具体的，该第一通风槽片111上设置有配合第一卡齿1151的第一卡槽1111，该第二通风槽片113上设置有配合第二卡齿1153的第二卡槽1131，通过卡槽和卡齿的配合，能够有效的将齿压条115和通风槽片相对固定。

这里需要说明的是，第一卡齿1151和第二卡齿1153的结构可以相同也可以不同，为了节约制造成本，一般情况下第一卡齿1151和第二卡齿1153的结构相同。

请参考图11，每个转子冲片13上设置有多个用于安装磁钢137的磁钢槽135，多个磁钢槽135绕转子铁心10的轴线呈环形分布，相邻的两个通风槽片的相对磁钢槽135处设置有用于嵌设间隔件117的通孔，结合图7，通孔沿转子铁心10的轴向贯穿通风槽板11，沿转子铁心10的轴向分布的两个转子冲片13的对应磁钢槽135内的磁钢137通过间隔件117隔开，间隔件117设置有径向通风孔1171，径向通风孔1171沿转子铁心10的径向贯穿间隔件117。

请参考图12和图13，具体的，永磁电机转子100中设置有间隔件117，该间隔件117用于将沿转子铁心10轴向分布的两个磁钢137分开，该间隔件117上还设置有径向通风孔1171。通过设置径向通风孔1171，永磁电机转子100在转动时，内部的空气能够通过径向通风孔1171流出，对转子冲片13的散热效果较佳，对转子冲片13内的磁钢137也能起到较佳的散热效果。

请参考图14，可选的，该间隔件117也可以设计成“工”形，空气可以通过间隔件117的中部流过，磁钢137的散热效果较佳。

可选的，沿转子铁心10的周向分布的多个磁钢槽135形成了多个磁钢槽135组，每个磁钢槽135组包括相邻的且呈相对转子铁心10的径向对称分布的V形的两个磁钢槽135，V形的开口背向转子铁心10的轴线，每个磁钢槽135沿转子铁心10的轴向贯穿转子冲片13。

通过设计V形磁钢槽135，其有效改善了气隙磁密波形，减少了谐波，增大了电机的磁阻转矩分量，减小了电机转矩波动。整体使用效果较佳。

可选的，拉紧螺栓17的数量和磁钢槽135组的数量相同，拉紧螺栓17位于磁钢槽135组中的两个磁钢槽135之间且靠近转子铁心10的轴线。

该磁钢槽135组的数量为六个，且该拉紧螺栓17的数量也为六个，该拉紧螺栓17的位置能够有效的将磁钢137牢牢固定在磁钢槽135内，避免了永磁电机转子100在工作状态下，磁钢137松动。整体使用效果较佳。

可选的，转子铁心10设置有多个轴向通风孔组，每个轴向通风孔组包括多个绕转子铁心10的轴线呈环形分布的轴向通风孔，每个轴向通风孔沿转子铁心10的轴线贯穿转子铁心10。

通过设置轴向通风孔，使得永磁电机转子100在转动时，转子冲片13之间不仅能够形成径向通风通道，也能通过轴向通风孔形成轴向通风通道，加大永磁电机转子100内部的空气流通，对磁钢137的散热效果较佳，长时间工作，磁钢137均能保证较低的温度，避免磁钢137退磁。

可选的，轴向通风孔组包括第一轴向通风孔组131和第二轴向通风孔组133，第一轴向通风孔组131相对第二轴向通风孔组133靠近转子铁心10的轴线，第一轴向通风孔组131包括多个绕转子铁心10的轴线呈环形分布的第一轴向通风孔。

该第一轴向通风孔的数量为十二个，该第一轴向通风孔能够保证靠近转子铁心10的转子冲片13能够起到较好的散热效果。

上述提到的齿压条115在放置时要避开第一轴向通风孔，以保证轴向通风。

可选的，第二轴向通风孔组133包括多个圆弧孔组，多个圆弧孔组绕转子铁心10的轴线呈环形分布，每个圆弧孔组包括多个同心设置的圆弧孔，圆弧的开口背向转子铁心10的轴线。

该圆弧孔错开磁钢槽135设置，在保证磁钢137能够稳定固定在磁钢槽135内的同时，增大空气的流通流量。磁钢137的散热效果较佳。

可选的，压板15为环形压板15，两块环形压板15位于转子铁心10的两端，第二轴向通风孔组133位于两块环形压板15之间。

通过压板15能有效的将转子冲片13和通风槽板11相对固定，安装结束后的压板15将第二轴向通风孔组133盖住，但并不影响第二轴向通风孔内的空气流通。第一轴向通风孔组131相对压板15暴露在外，能有效的将转子铁心10内的热空气与外部的冷空气实现交换，降低了转子铁心10内的温度，磁钢137的散热效果较佳。

可选的，间隔条由非导磁材料制成。

该间隔条的材料为铝或者不锈钢。

根据本发明实施例提供的一种永磁电机转子100，永磁电机转子100的安装步骤是：

步骤一：先放置好需要安装的一个转子冲片13，在转子冲片13内安装好磁钢137；

步骤二：在该转子冲片13对应的位置安装一个通风槽板11，并在通风槽板11内安装好间隔件117；

步骤三：依次多个转子冲片13和多个通风槽板11叠装形成转子铁心10；

步骤四：通过压板15和拉紧螺栓17将其固定；

步骤五：通过轴键18将上述作为一个整体和转轴19连接形成一个完整的永磁电机转子100。

通过设置径向通风通道，使转子铁心10内的空气能够实现较好的流动，流动的空气带走磁钢137上的热量，与外部的空气相交换，降低了磁钢137的温度，保证了即使长时间工作，磁钢137也不会因为过热而退磁。通过通风槽板11和转子冲片13的配合，使得整体安装过程简单，使用效果较佳，便于推广。

实施例2

本实施例也提供了一种发电机，该发电机包括上述提到的永磁电机转子100，永磁电机转子100的结构可以参考实施例1，该发电机具有永磁电机转子100的所有功能。

具有该永磁电机转子100的发电机在工作状态下，磁钢137的散热效果较佳，磁钢137不容易退磁。

综上所述，本发明提供了一种永磁电机转子100，通过设置径向通风通道，使转子铁心10内的空气能够实现较好的流动，流动的空气带走磁钢137上的热量，与外部的空气相交换，降低了磁钢137的温度，保证了即使长时间工作，磁钢137也不会因为过热而退磁。通过通风槽板11和转子冲片13的配合，使得整体安装过程简单，使用效果较佳，便于推广。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种永磁电机转子，其特征在于，包括转子铁心、压板和拉紧螺栓，所述转子铁心由多个转子冲片和多个通风槽板叠装而成，相邻的两个所述转子冲片之间通过所述通风槽板隔开，所述通风槽板包括至少两个通风槽片和多个间隔条，所述间隔条位于两个所述通风槽片之间且绕所述转子铁心的轴线呈环形分布，所述间隔条的长度方向沿所述转子铁心的径向设置且使相邻的两个通风槽片之间形成多个径向通风通道，所述压板位于所述转子铁心的两端且通过所述拉紧螺栓拉紧。

2.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述间隔条为齿压条，所述齿压条相对的两侧分别设置有卡齿，所述通风槽板的相邻的两个所述通风槽片均设置有配合所述卡齿的卡槽，所述卡齿卡接于两个所述通风槽片之间。

3.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，每个所述转子冲片上设置有多个用于安装磁钢的磁钢槽，多个所述磁钢槽绕所述转子铁心的轴线呈环形分布，相邻的两个所述通风槽片的相对所述磁钢槽处设置有用于嵌设间隔件的通孔，所述通孔沿所述转子铁心的轴向贯穿所述通风槽板，沿所述转子铁心的轴向分布的两个转子冲片的对应所述磁钢槽内的磁钢通过所述间隔件隔开，所述间隔件设置有径向通风孔，所述径向通风孔沿所述转子铁心的径向贯穿所述间隔件。

4.根据权利要求3所述的永磁电机转子，其特征在于，沿所述转子铁心的周向分布的多个磁钢槽形成了多个磁钢槽组，每个所述磁钢槽组包括相邻的且呈相对所述转子铁心的径向对称分布的V形的两个磁钢槽，所述V形的开口背向所述转子铁心的轴线，每个所述磁钢槽沿所述转子铁心的轴向贯穿所述转子冲片。

5.根据权利要求4所述的永磁电机转子，其特征在于，所述拉紧螺栓的数量和所述磁钢槽组的数量相同，所述拉紧螺栓位于所述磁钢槽组中的两个所述磁钢槽之间且靠近所述转子铁心的轴线。

6.根据权利要求1-5任一项所述的永磁电机转子，其特征在于，所述转子铁心设置有多个轴向通风孔组，每个所述轴向通风孔组包括多个绕所述转子铁心的轴线呈环形分布的轴向通风孔，每个所述轴向通风孔沿所述转子铁心的轴线贯穿所述转子铁心。

7.根据权利要求6所述的永磁电机转子，其特征在于，所述轴向通风孔组包括第一轴向通风孔组和第二轴向通风孔组，所述第一轴向通风孔组相对所述第二轴向通风孔组靠近所述转子铁心的轴线，所述第一轴向通风孔组包括多个绕所述转子铁心的轴线呈环形分布的第一轴向通风孔。

8.根据权利要求7所述的永磁电机转子，其特征在于，所述第二轴向通风孔组包括多个圆弧孔组，多个所述圆弧孔组绕所述转子铁心的轴线呈环形分布，每个圆弧孔组包括多个同心设置的圆弧孔，所述圆弧的开口背向所述转子铁心的轴线。

9.根据权利要求8所述的永磁电机转子，其特征在于，所述压板为环形压板，两块所述环形压板位于所述转子铁心的两端，所述第二轴向通风孔组位于两块所述环形压板之间。

10.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述间隔条由非导磁材料制成。

11.一种发电机，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的永磁电机转子。