CN110870167A - 用于发电机的磁体磁极 - Google Patents

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Abstract

一种发电机(2)包括至少一个定子(4)和至少一个转子(6)。发电机(2)包括多个永磁磁极(8)。转子(6)相对于定子(4)旋转。定子(4)或转子(4)包括磁线圈(12)。转子(6)的旋转在磁线圈(12)中生成电流。永磁磁极(8)被固定在转子(6)或定子(4)的护铁处。永磁磁极(8)通过非磁性盖体(14)被固定在护铁处,所述盖体(14)通过压条(16)被紧固到护铁,所述压条(16)通过紧固装置(18)被固定到护铁。由此,可以实现永磁磁极(8)到护铁的高效紧固。发电机(2)在长时间段内具有完美运行,这在发电机(2)要用在风力发电机的情况下是必需的。

Description

用于发电机的磁体磁极
技术领域
本发明涉及包括至少一个定子和至少一个转子的发电机,所述发电机包括放置在所述转子或定子处的多个永磁体磁极,所述永磁磁极被固定到转子或定子护铁,所述转子相对于定子旋转,所述定子或转子包括磁线圈,在所述磁线圈中,永磁磁极通过转子的旋转在线圈中生成电流。
发明任务
本发明的任务是将永磁体紧固到发电机的转子或定子的护铁上。
发明内容
该任务可以利用一种发电机来解决,所述发电机在权利要求1的前序部分中被公开并且其特征在于,磁极通过非磁性盖体被固定在护铁处,所述盖体通过压条被紧固到护铁,所述压条通过紧固装置被固定到护铁。
由此,可以实现永磁磁极到发电机中的护铁的高效紧固。根据发电机的类型,永磁体可以放置在外部转子处,其中这些磁体与包括绕组的定子协作,利用所述绕组和磁体的旋转,穿过线圈的磁场将在大小和方向方面改变并由此在线圈中生成电流。为了在非常长的时间段内具有完美运行的发电机,这在发电机被用在风力发电机中的情况下是必需的,非常重要的是,永磁体以高效方式固定到护铁。这可以在永磁体被覆盖体固定的情况下实现,所述覆盖体由诸如不锈钢之类的非磁性材料形成。可以使用具有非磁性属性的其它材料替代不锈钢,但是不锈钢作为材料是足够强的并且其执行磁体的近乎完美的固定。覆盖体当然必须固定到护铁,并且在此使用压条,该覆盖体可以利用诸如用于拧紧的传统螺栓之类的紧固装置被固定到护铁。也可以使用其它紧固方法,比如铆钉。
在本专利申请的一个优选实施例中,磁极可以粘接到护铁。由此可实现的是,通过尤其是在生产期间也必须旋转的转子,磁体中的每个都可以在遮蔽装置和压条被安装以前利用粘接过程固定到护铁。如果不利用粘接,在安装覆盖体和压条的过程期间处理磁体将变得稍微困难。因此,粘接仅用于临时安装磁体,这在转子利用覆盖体和压条被安装时仅仅具有有限的效果。
在本专利申请的另一优选实施例中,压条的沟槽可以将覆盖体的钩形体紧固到护铁。由此可实现的是,存在磁体的高效紧固和固定,因为执行了覆盖体到压条的机械紧固。覆盖体中的每个都设置为具有钩形体,并且因此形成进入压条的沟槽的边缘。由此所实现的是,紧固不仅由被按压到磁体的覆盖体来执行,而且在覆盖体引导由压条造成的机械力以前一直存在固定。
在本专利申请的另一优选实施例中,压条可以是双边的,以用于紧固第一和第二覆盖体。由此可实现的是,每个压条都具有两个沟槽,所述沟槽放置在用于紧固的螺栓的两侧。通过这种方式,每个压条都可以执行两个不同覆盖体的紧固,并且由此可实现的是,由覆盖体之一从下方作用于压条的力将由第二覆盖体作用在相反方向上。由此,将通过螺栓从压条传递到护铁的力将被部分地减小。
在本专利申请的另一优选实施例中,压条可以具有遵照覆盖体的外部形体,所述覆盖体具有遵照永磁磁极的表面的形体。通过与磁体的表面具有相同的表面形体,覆盖体可以充当与磁体的表面直接接触的屏蔽体。通过这种方式,实现了对磁体的高效保护。在正常运行中,保护不是必需的,但是在快速旋转的外部转子——该转子以与承载磁体的定子的非常小的气隙旋转——的情况下,所存在的风险是,尘埃颗粒或液体颗粒可能碰撞磁体。通过将磁体放置在覆盖体之下,磁体受到保护。
在本专利申请的另一优选实施例中,覆盖体的两个边缘都可以被冲压成钩形体。由此可实现的是,覆盖体的紧固可以是高效的,因为两个边缘都被冲压成钩形体,使得它们进入压条中的沟槽。
在本专利申请的另一优选实施例中,覆盖体的边缘可以被冲压成钩形体,其中部分钩形边缘被移除,以用于在覆盖体的边缘的钩形体中形成一个或多个开口。由此,可以实现更高程度的紧固,因为压条具有至少一个如下区段:所述区段不具有任何沟槽并且其中没有覆盖体的边缘被放置到沟槽中。通过这种方式,覆盖体被紧固,使得在与覆盖体的表面平行并且与压条平行的方向上的任何滑动都是基本不可能的。从覆盖体对钩形边缘的部分固定是充足的,因为覆盖体可能是由不锈钢制成的,并且因此是非常强的材料。
在本专利申请的另一优选实施例中,压条可以包括沟槽,所述沟槽可以与覆盖体的钩形边缘协作。由此所实现的是,压条的沟槽和边缘协作,使得压条和沟槽的组装将是完美的,因为在其它情况下,组装是不可能的。另外,所实现的是,覆盖体在任何方向上的任何滑动都是不可能的。
在本专利发明的另一优选实施例中,压条可以由一个或多个区段形成,所述区段被形成为至少第一和第二区段,其中第一区段包括沟槽,并且第二区段被形成为不具有沟槽。通过在不同区段形成压条——所述区段可以是机械的并且通过机械连接被组合——,应当可以将一个区段形成具有沟槽并且将另一区段形成不具有沟槽。
在本专利申请的一个优选实施例中,转子可以放置在定子之外。通过利用外部转子和布置在转子之内的定子来运行,可以让永磁体在静止的线圈中生成电流,并且其中电能可以从线圈中以高效方式被传输,这只是因为,电能不必被发送给任何旋转的传输系统。
在本专利申请的一个优选实施例中,转子可以放置在定子之内。由此可实现的是,内部转子包括磁体,并且线圈在外部放置在定子中。由此又可实现的是,磁体是旋转部件,并且线圈被固定,使得穿过线圈的磁场的改变将生成电能,该电能可以进一步通过接线或电缆系统可能被发送至转换器。在转换器中,可能执行从发电机所生成电能到电网频率的频率改变,并且然后可能执行到正确电网电压的变压。
磁体通过压条和螺栓被紧固到发电机的转子。磁体是发电机、尤其是直接驱动发电机的磁极的一部分。磁极具有一个不锈钢覆盖体、至少一个磁体件、一个压条和若干螺栓。磁体件底面可以被粘接到转子壳体,并且覆盖体通过压条被紧固到转子壳体。覆盖体是非导磁材料、比如不锈钢。覆盖体已经被冲压成钩形,使得其可以通过压条沟槽被紧固。
附图说明
图1示出了风力发电机。
图2示出了发电机的区段。
图3示出了发电机的区段图。
图4示出了磁极的组装。
图5示出了组装的磁极。
图6示出了用于发电机的转子的磁极的一个可替代实施例。
具体实施方式
图1示出了风力发电机100,其具有机舱102并且具有连接到轮毂105的三个叶片104。机舱102被承载在塔架106上。轮毂105机械连接到发电机,以便让发电机的转子相对于定子旋转并且通过这种方式产生电能。
图2示出了发电机2的区段图,该发电机2包括定子4和转子6。定子4包括由永磁体形成的磁极8。定子4包括磁线圈12。在定子4处示出了压条16,所述压条16用将磁极固定在护铁处,该护铁在本附图中未示出。
图3示出了发电机2的区段图,该发电机2包括定子4和转子6。此外,示出了由永磁体形成的磁极8,定子4包括多个线圈12,并且在定子4处示出了压条16,所述压条16用于将永磁体安装在未示出的护铁处。
如果转子6包括在相反方向被磁化的永磁磁极8,则定子的旋转将在线圈12中生成变化的磁场。磁场的改变将在线圈中生成电流,该电流可以从这些线圈发送到转换器,该转换器可以进行频率和电压转换。
在图4示出了永磁磁极8,该永磁磁极8将被紧固在转子的护铁处。在上面,永磁磁极8被示为非磁性覆盖体14。该非磁性覆盖体14包括边缘15,所述边缘15是钩形体20的一部分。示出了压条16,所述压条16必须利用螺栓18固定到未示出的护铁。压条16包括沟槽22,所述沟槽22应该容纳覆盖体15的边缘。
在图5中,示出了与图4中相同的部件。其区别在于,非磁性覆盖体14现在通过非磁性覆盖体14并利用压条16被按压到永磁磁极8上,所述压条16现在通过螺栓18被拧紧到未示出的护铁。
图6示出了可替代的实施例,该实施例示出了与图4和5中相同的部件。仅有的区别在于,所述压条之一被分成两个区段:第一区段24和第二区段26。此外,可以看出,非磁性覆盖体14的边缘被分成两个区段,其中在中部没有边缘。通过这种方式,将实现非磁性覆盖体的进一步固定,因为沟槽22将遵照边缘15,使得存在压条的中部区段,该区段中不存在沟槽22。通过这种方式所实现的是,避免了非磁性覆盖体的固定、即在与转子的径向垂直的方向上的固定,这只是因为存在附加的固定来对抗非磁性覆盖体14的任何滑动运动。
磁体通过压条和螺栓被紧固到发电机的转子。
磁体是发电机、尤其是直接驱动发电机的磁极的一部分。磁极具有一个不锈钢覆盖体、至少一个磁体件、一个压条和若干螺栓。磁体件底面可以被粘接到转子壳体,并且覆盖体通过压条被紧固到转子壳体。覆盖体是非导磁材料、比如不锈钢。覆盖体已经被冲压成钩形,使得其通过沟槽被紧固在压条中。
1.磁极包括磁体、非导磁通不锈钢覆盖体、压条和螺栓。
2.覆盖体通过压条被紧固到转子壳体。
3.压条通过螺栓被紧固。
4.覆盖体具有冲压钩形边缘,压条具有沟槽以匹配该钩。
通常,存在两种用于安装磁体的方法。一种典型的方法比如是西门子使用的方法。在此,他们使用集成模块来密封磁体,在转子壳体中用机器加工出沟槽,然后将模块安装到沟槽中。另一种典型的方法比如是金风使用的方法。在此,他们通过压条和玻璃纤维固定磁体,并且他们使用许多环氧树脂来保护磁体免受腐蚀。
细节:
我们的创新点:
1.该方法与西门子模块所使用的方法相比更低成本。
2.组装比金风玻璃纤维模块更容易。
3.不锈钢覆盖体是更稳定的,并且提供使磁体免受外部影响的可靠保护。
4.覆盖体具有卷材并且压条具有沟槽;这可以容易地实现并且具有更可靠的固定强度。
附图标记列表
发电机(2)
定子(4)
转子(6)
永磁磁极(8)
磁线圈(12)
非磁性覆盖体(14)
覆盖体的边缘(15)
压条(16)
紧固装置(18)
钩形体(20)
沟槽(22)
压条第一区段(24)
压条第二区段(26)

Claims (11)

1.一种发电机(2),其包括至少一个定子(4)和至少一个转子(6),所述发电机(2)包括放置在转子(6)或定子(4)处的多个永磁磁极(8),所述永磁磁极(8)被固定到转子或定子护铁,所述转子(6)相对于定子(4)旋转,所述定子或转子(4)包括磁线圈(12),在所述磁线圈(12)中,永磁磁极(8)通过转子(6)的旋转在线圈(12)中生成电流,其特征在于,磁极(8)通过非磁性盖体(14)被固定在护铁处,所述盖体(14)通过压条(16)被紧固到护铁,所述压条(16)通过紧固装置(18)被固定到护铁。
2.根据权利要求1所述的发电机(2),其特征在于,磁极(8)被粘接到护铁。
3.根据权利要求2所述的发电机(2),其特征在于,压条沟槽(22)将覆盖体(14)的钩形体(20)紧固到护铁。
4.根据权利要求3所述的发电机(2),其特征在于,压条(16)是双边的,以用于紧固第一和第二覆盖体(14)。
5.根据权利要求4所述的发电机(2),其特征在于,压条(16)具有遵照覆盖体(14)的外部形体,所述覆盖体(14)具有遵照永磁磁极(8)的表面的形体。
6.根据权利要求5所述的发电机(2),其特征在于,覆盖体(14)的两个边缘(15)都被冲压成钩形体(20)。
7.根据权利要求6所述的发电机(2),其特征在于,覆盖体(14)的边缘被冲压成钩形体,其中钩形边缘(15)的部分被移除以用于在覆盖体(14)的边缘的钩形体中形成一个或多个开口。
8.根据权利要求7所述的发电机(2),其特征在于,压条(16)包括沟槽(22),所述沟槽(22)与覆盖体(14)的钩形边缘(15)协作。
9.根据权利要求8所述的发电机,其特征在于,压条(16)由一个或多个区段(24,26)形成,所述区段(24,26)被形成为至少第一区段(24)和第二区段(26),其中第一区段(24)包括沟槽(14),并且第二区段(26)被形成为不具有沟槽。
10.根据权利要求9所述的发电机(2),其特征在于,转子(6)被放置在定子(4)之外。
11.根据权利要求9所述的发电机(2),其特征在于,转子(6)被放置在定子(4)之内。
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