CN203911615U - 永磁发电机转子及发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种永磁发电机转子及发电机，本实用新型提供的永磁发电机转子，其包括转子本体，在所述转子本体的侧壁上固定有叠片铁芯，所述叠片铁芯的叠片垂直于所述转子本体的轴线，在所述叠片铁芯上固定有磁钢，所述叠片铁芯位于所述转子本体和所述磁钢之间。在本实用新型提供的永磁发电机转子中，叠片铁芯能替代原有的转子轭引导磁钢的磁场，且磁场不再经过原有的转子轭而是经过叠片铁芯，叠片铁芯的磁阻相比原有的转子轭的磁阻要大很多，因此叠片铁芯中产生的涡流损耗相比原有的转子轭中产生的涡流损耗小，所以使用本永磁发电机转子能提高发电机的效率，另外，叠片铁芯升温较低，能降低磁钢的局部退磁风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及转子，尤其涉及永磁发电机转子，本实用新型还涉及发电机。
背景技术
发电机是一种将机械能转换为电能的设备，在许多领域有广泛的应用，永磁发电机是其中的一种。在过去的几十年里，由于永磁材料性能和电力电子装置的改善，永磁发电机已变得越来越具有吸引力，特别是在风力发电领域，直驱永磁风力发电机的应用越来越广泛。
随着永磁风力发电机的功率不断加大，其对加工设备的要求也越来越高，而且发电机的运输成本也大大增加，甚至无法实现陆上运输，同时其一旦发生故障，需要将整个发电机进行返厂维修，这样不仅耗资巨大，而且成为发展大功率机组及海上机组的主要瓶颈。因此，许多公司已经致力于模块化发电机的研发和生产，为了实现模块化，现在大多数永磁发电机的定子采用分数槽集中绕组的结构。
在实现上述技术方案的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
在分数槽集中绕组中，磁动势谐波的影响较大，随着磁动势谐波频率的升高，在转子内感应而造成的涡流损耗较强，不能忽略。转子的涡流损耗增加会减小发电机的效率，同时也会引起转子的温度升高，造成永磁体的局部退磁。究其原因，是由于现有的永磁发电机转子的磁钢直接固定在转子轭(钢制的圆筒)上，转子轭是引导磁钢磁力线的磁轭，转子轭的磁阻较小，则造成了较大的磁轭涡流损耗。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种能减小涡流损耗以提高发电机效率、降低局部退磁风险的永磁发电机转子和提供一种发电效率更高、局部退磁风险更低的发电机。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种永磁发电机转子，其包括转子本体，在所述转子本体的侧壁上固定有叠片铁芯，所述叠片铁芯的叠片垂直于所述转子本体的轴线，在所述叠片铁芯上固定有磁钢，所述叠片铁芯位于所述转子本体和所述磁钢之间。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中所述磁钢可以包括相互粘接的至少两个子磁钢。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中所述叠片铁芯可以包括第一齿压板和第二齿压板，所述叠片铁芯的叠片位于所述第一齿压板和第二齿压板之间，所述第一齿压板和第二齿压板固定在所述转子本体的侧壁上。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中在所述第一齿压板、所述叠片和所述第二齿压板中可以共同穿过有预紧螺栓。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中所述叠片铁芯的叠片可以包括多片相互拼接的子叠片。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中在所述转子本体的侧壁上可以固定有连接筋，所述连接筋的设置方向平行于所述转子本体的轴线，在所述叠片铁芯的叠片上对应所述连接筋设有连接槽，所述连接筋位于所述连接槽内，所述连接筋通过所述连接槽嵌在所述叠片铁芯上。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中所述连接筋可以为鸽尾筋或者T型筋。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中在所述转子本体的侧壁上可以设有螺纹盲孔，在所述连接筋上对应所述螺纹盲孔设有螺栓孔，在所述螺纹盲孔和所述螺栓孔中穿过有固定螺栓，所述固定螺栓将所述连接筋固定在所述转子本体的侧壁上。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中所述螺栓孔可以为沉头孔。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中在所述叠片铁芯的叠片上可以设有极靴槽，所述磁钢通过所述极靴槽嵌在所述叠片铁芯上。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中在所述磁钢的表面和所述叠片铁芯的靠近所述磁钢的表面上可以设有环氧树脂覆层。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中所述叠片铁芯可以固定在所述转子本体的内侧壁上。
本实用新型提供的永磁发电机转子，其中所述叠片铁芯的叠片可以为硅钢片。
本实用新型还提供了一种包括上述永磁发电机转子的发电机。
本实用新型提供的上述永磁发电机转子的主要有益效果在于，在本实用新型提供的永磁发电机转子中，叠片铁芯能替代原有的转子轭引导磁钢的磁场，且磁场不再经过原有的转子轭而是经过叠片铁芯，叠片铁芯的磁阻相比原有的转子轭的磁阻要大很多，因此叠片铁芯中产生的涡流损耗相比原有的转子轭中产生的涡流损耗小，所以使用本实用新型提供的永磁发电机转子能提高发电机的效率，另一方面，叠片铁芯升温较低，也能降低磁钢的局部退磁风险。
本实用新型提供的发电机包括了本实用新型提供的永磁发电机转子，因而具有发电效率更高、局部退磁风险更低的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例的永磁发电机转子的端面的局部示意图；
图2为图1的A-A剖视示意图；
图3为本实用新型实施例的磁钢的结构示意图；
图4为本实用新型实施例的子叠片的结构示意图；
图5为本实用新型实施例的装配有T型筋的子叠片的结构示意图。
附图标号说明：
1-转子本体；2-叠片铁芯；21-叠片；211-子叠片；2111-预紧螺栓孔；2112-连接槽；2113-极靴槽；22-第一齿压板；23-第二齿压板；24-预紧螺栓；3-磁钢；31-子磁钢；4-连接筋；41-固定螺栓；42-T型筋；5-环氧树脂覆层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例的永磁发电机转子进行详细描述。
如图1所示，其为本实用新型实施例的永磁发电机转子的端面的局部示意图，本实施例的永磁发电机转子，其包括转子本体1，在转子本体1的侧壁上固定有叠片铁芯2，参见图2，其为图1的A-A剖视示意图，叠片铁芯2的叠片21垂直于转子本体1的轴线，在叠片铁芯2上固定有磁钢3，叠片铁芯2位于转子本体1和磁钢3之间。
在本实施例提供的永磁发电机转子中，叠片铁芯2能替代原有的转子轭引导磁钢3的磁场，且磁场不再经过原有的转子轭而是经过叠片铁芯2，叠片铁芯2的磁阻相比原有的转子轭的磁阻要大很多，因此叠片铁芯2中产生的涡流损耗相比原有的转子轭中产生的涡流损耗小，所以使用本实施例提供的永磁发电机转子能提高发电机的效率，另一方面，叠片铁芯2升温较低，也能降低磁钢3的局部退磁风险。
具体地，转子本体1除了可以与现有转子的转子轭一样采用软磁材料以外，转子本体1还可以采用非软磁材料，这是因为转子本体1在这里不再作为磁轭。
叠片铁芯2可以固定在转子本体1的外侧壁上。优选地，叠片铁芯2固定在转子本体1的内侧壁上，这样磁钢3和叠片铁芯2位于转子本体1的内侧，构成的转子为外转子，由于磁钢3和叠片铁芯2在转子转动时受到离心力，采用外转子结构相比采用内转子结构来说，磁钢3和叠片铁芯2更易于被固定，较适用于大型永磁风力发电机。具体地，叠片铁芯2的叠片可以优选为硅钢片，硅钢片在铁芯中应用较为广泛。
具体地，磁钢3的数量和分布可以依现有转子中的磁钢的数量和分布而设计。每块磁钢3可以为整块一体的结构。优选地，如图3所示，其为本实用新型实施例的磁钢的结构示意图，磁钢3包括相互粘接的至少两个子磁钢31。采用子磁钢31粘接而成的磁钢3，相比整块一体的磁钢的磁阻大，因此可减小磁场该在磁钢3上造成的涡流损耗，进一步降低磁钢3的升温，降低磁钢3的局部退磁风险。具体地，子磁钢31的形状和数量不限于图中所示的形式。
如图2所示，优选地，叠片铁芯2包括第一齿压板22和第二齿压板23，叠片铁芯2的叠片21位于第一齿压板22和第二齿压板23之间，第一齿压板22和第二齿压板23固定在转子本体1的侧壁上。通过第一齿压板22和第二齿压板23便于将叠片铁芯2固定在转子本体1的侧壁上。优选地，第一齿压板22和第二齿压板23均可以焊接在转子本体1的侧壁上。
进一步地，在第一齿压板22、叠片21和第二齿压板23中共同穿过有预紧螺栓24。预紧螺栓24可以通过第一齿压板22和第二齿压板23压紧叠片铁芯2的叠片21，以提高叠片铁芯2的整体性。
叠片铁芯2的叠片21可以呈环状的整片结构。优选地，参见图4，其为本实用新型实施例的子叠片的结构示意图，叠片铁芯2的叠片21可以包括多片相互拼接的子叠片211，由于叠片的加工一般采用冲片或者切割的方式，且叠片的直径比叠片的宽度大很多，采用多片子叠片211拼接成叠片21，在加工子叠片211时可采用狭长一些的原料从而减少被冲下或者切割下的废料的量，不仅可以降低叠片的加工难度，而且也可降低生产成本。具体地，在子叠片211上可以设有供前述预紧螺栓24穿过的预紧螺栓孔2111。
为了简单且可靠地将叠片铁芯2的叠片21连接在转子本体1的侧壁上，如图1所示，在转子本体1的侧壁上固定有连接筋4，参见图2，连接筋4的设置方向平行于转子本体1的轴线，参见图4，在叠片铁芯2的叠片21上对应连接筋4设有连接槽2112，如图1所示，连接筋4位于连接槽2112内，连接筋4通过连接槽2112嵌在叠片铁芯2上。通过连接筋4配合连接槽2112将转子本体1与叠片铁芯2连接，结构简单，可以使叠片铁芯2与转子本体1的连接更可靠。具体地，如图4所示，连接槽2112可以设置在前面所说的子叠片211上。
连接筋4的横截面形状只需保证其能嵌在叠片铁芯2上即可，优选地，连接筋4可以为鸽尾筋，对应地，连接槽2112可以为鸽尾槽。如图5所示，其为本实用新型实施例的装配有T型筋的子叠片的结构示意图，优选地，连接筋也可以为T型筋42，对应地，连接槽2112可以为T型槽。相比其他形状的连接筋，鸽尾筋和T型筋都具有更便于机械加工的优点。
为了将连接筋4固定在转子本体1的侧壁上，如图2所示，优选地，在转子本体1的侧壁上设有螺纹盲孔(图中未标出)，在连接筋4上对应螺纹盲孔设有螺栓孔(图中未标出)，在螺纹盲孔和螺栓孔中穿过有固定螺栓41，固定螺栓41将连接筋4固定在转子本体1的侧壁上。采用螺纹盲孔配合固定螺栓41来固定连接筋4，固定方式简单，且避免了在转子本体1上开设通孔，使转子本体1无进水进尘的风险，能提高发电机的防护等级。具体地，每个连接筋4上用于固定该连接筋4的固定螺栓41的个数可以根据需要而设计，优选地，每个连接筋4中穿过的固定螺栓41的个数为四个。另外，为了将连接筋4固定在转子本体1的侧壁上，连接筋4也可以与转子本体1为一体加工出来的结构，连接筋4还可以焊接在转子本体1的侧壁上。优选地，连接筋4上的螺栓孔可以为沉头孔，这样固定螺栓41的头部可以位于沉头孔中，在装配叠片时不会对叠片造成阻挡。
为了将磁钢3固定在叠片铁芯2上，优选地，参见图1和图4，在叠片铁芯2的叠片21上设有极靴槽2113，磁钢3通过极靴槽2113嵌在叠片铁芯2上，这种嵌装的固定方式简单方便，相比表贴的方式更具可靠性，磁钢3不易脱落。具体地，极靴槽2113可以设置在前面所说的子叠片211上。极靴槽2113的形状可根据磁钢3的形状进行设计，优选地，磁钢3的横截面呈梯形。
如图1所示，进一步优选地，在磁钢3的表面和叠片铁芯2的靠近磁钢3的表面上可以设有环氧树脂覆层5，环氧树脂覆层5可以填充磁钢3和极靴槽2113的间隙，使磁钢3牢固地嵌在极靴槽2113中，同时环氧树脂覆层5可以对磁钢3进行表面防腐保护。
本实用新型还要求保护包括有上述实施例的永磁发电机转子的发电机。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种永磁发电机转子，其特征在于，包括转子本体，在所述转子本体的侧壁上固定有叠片铁芯，所述叠片铁芯的叠片垂直于所述转子本体的轴线，在所述叠片铁芯上固定有磁钢，所述叠片铁芯位于所述转子本体和所述磁钢之间。
2.根据权利要求1所述的永磁发电机转子，其特征在于，所述磁钢包括相互粘接的至少两个子磁钢。
3.根据权利要求1所述的永磁发电机转子，其特征在于，所述叠片铁芯包括第一齿压板和第二齿压板，所述叠片铁芯的叠片位于所述第一齿压板和第二齿压板之间，所述第一齿压板和第二齿压板固定在所述转子本体的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的永磁发电机转子，其特征在于，在所述第一齿压板、所述叠片和所述第二齿压板中共同穿过有预紧螺栓。
5.根据权利要求1所述的永磁发电机转子，其特征在于，所述叠片铁芯的叠片包括多片相互拼接的子叠片。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的永磁发电机转子，其特征在于，在所述转子本体的侧壁上固定有连接筋，所述连接筋的设置方向平行于所述转子本体的轴线，在所述叠片铁芯的叠片上对应所述连接筋设有连接槽，所述连接筋位于所述连接槽内，所述连接筋通过所述连接槽嵌在所述叠片铁芯上。
7.根据权利要求6所述的永磁发电机转子，其特征在于，所述连接筋为鸽尾筋或者T型筋。
8.根据权利要求6所述的永磁发电机转子，其特征在于，在所述转子本体的侧壁上设有螺纹盲孔，在所述连接筋上对应所述螺纹盲孔设有螺栓孔，在所述螺纹盲孔和所述螺栓孔中穿过有固定螺栓，所述固定螺栓将所述连接筋固定在所述转子本体的侧壁上。
9.根据权利要求8所述的永磁发电机转子，其特征在于，所述螺栓孔为沉头孔。
10.根据权利要求1所述的永磁发电机转子，其特征在于，在所述叠片铁芯的叠片上设有极靴槽，所述磁钢通过所述极靴槽嵌在所述叠片铁芯上。
11.根据权利要求1或10所述的永磁发电机转子，其特征在于，在所述磁钢的表面和所述叠片铁芯的靠近所述磁钢的表面上设有环氧树脂覆层。
12.根据权利要求1所述的永磁发电机转子，其特征在于，所述叠片铁芯固定在所述转子本体的内侧壁上。
13.根据权利要求1所述的永磁发电机转子，其特征在于，所述叠片铁芯的叠片为硅钢片。
14.一种包括权利要求1至13中任一权利要求所述永磁发电机转子的发电机。
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| CN104767302A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-08 | 北京杰诺瑞特机电科技有限公司 | 一种转子铁芯及定子铁芯、转子及定子结构、双馈电机 |
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