專利名稱：緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁風力發(fā)電機內(nèi)的轉(zhuǎn)動裝置，具體為一種緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
風力發(fā)電作為一種清潔可再生能源，由于其對環(huán)境無污染和其良好的經(jīng)濟效益，越來越受到世界各國的重視。在眾多的風力發(fā)電機機型中，緊湊型永磁風力發(fā)電機因其重量輕、體積小、成本低、效率高、維護小的特點，成為新一代風力發(fā)電機的代表。近年來隨著永磁材料價格的不斷攀升，為降低永磁電機的設(shè)計成本，提高永磁電機轉(zhuǎn)速成為永磁電機 設(shè)計人員的必然選擇，提高永磁電機轉(zhuǎn)速需要改進永磁電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的永磁風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子主要有兩種結(jié)構(gòu)型式，即隱極式和凸極式，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子支架和固定在轉(zhuǎn)子支架上的磁極；隱極式永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，磁極大多由整圓磁極沖片疊壓形成，但若大功率的永磁電機的磁極采用整圓磁極沖片疊成，由于轉(zhuǎn)子軸向較長，磁極沖片疊成后形成的放置磁鋼的磁腔也較長。又因為磁鋼規(guī)格較小，所以磁腔里得放置多塊磁鋼，向磁腔里放置磁鋼的時候需要用工具錘打磁鋼，磁鋼易損壞；凸極式永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，磁極由磁極盒裝配形成，永磁電機的磁極采用磁極盒裝配時，磁鋼分開裝在多個磁極盒中，多個磁極盒沿轉(zhuǎn)子軸向固定在轉(zhuǎn)子支架上，這樣磁鋼不易損壞，但是磁極盒一般由燕尾型磁極沖片疊壓而成，燕尾型磁極沖片如圖8所示，燕尾型磁極沖片形狀復雜，制作磁極沖片的模具、工藝復雜，磁極盒裝配時，轉(zhuǎn)子支架上的燕尾槽規(guī)格一般都較大，需要對每個磁極盒增加楔塊固定，造成裝配費時費力。且用磁極盒裝配好的磁極結(jié)構(gòu)為凸極結(jié)構(gòu)，磁極之間需要利用極間撐塊調(diào)整磁極周向分度。極間撐塊處于轉(zhuǎn)子軸向風路位置，增加了風阻，不利于電機散熱。且現(xiàn)有的永磁風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上需要單獨安裝平衡盤，利用平衡盤上平衡槽內(nèi)的平衡塊來平衡轉(zhuǎn)子，可減少轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程的振動，因而也造成了轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，制造成本也相應(yīng)的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不合理的問題，提供了一種緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子。本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子支架，所述轉(zhuǎn)子支架包括轂，轂的柱狀外表面上均勻焊接有輻板，輻板的末端焊接有環(huán)形磁軛，開有永磁體安裝孔的磁極盒，永磁體安裝孔內(nèi)放置有磁鋼，磁軛的兩端固定有磁極壓圈，磁極壓圈和磁極盒內(nèi)的磁鋼緊貼，磁極盒由形狀相同的若干第一磁極沖片和若干第二磁極沖片疊壓而成，第一磁極沖片和第二磁極沖片上均相應(yīng)的開有永磁體安裝孔和位于永磁體安裝孔下方的固定桿安裝孔，第二磁極沖片上和磁軛接觸的邊上還開有螺栓穿孔，螺栓穿孔和固定桿安裝孔連通，即疊壓成的磁極盒上有永磁體安裝孔、位于永磁體安裝孔下方的固定桿安裝孔和位于與磁軛接觸的面上且與固定桿安裝孔相通的螺栓穿孔，其中有螺栓穿孔的部分由第二磁極沖片疊成，其余部分由第一磁極沖片疊成，固定桿安裝孔內(nèi)還放置有開有螺栓孔的固定桿，固定桿上的螺栓孔位置和磁極盒上的螺栓穿孔位置對應(yīng)；磁軛上設(shè)有徑向螺栓孔，螺栓旋入磁軛上的徑向螺栓孔中，再通過磁極盒上的螺栓穿孔旋入固定桿上的螺栓孔。螺栓旋入磁軛的徑向螺栓孔，然后穿過磁極盒上的螺栓穿孔旋入放置在固定桿安裝孔內(nèi)的固定桿上的螺栓孔，完成磁極盒的固定；這樣不需要在磁極盒固定時打楔塊，磁鋼 也不易損壞，且這樣的磁極沖片形狀簡單，制作磁極沖片的模具、工藝也簡單。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，第一磁極沖片和第二磁極沖片上和磁軛接觸的邊上均相應(yīng)的延伸有定位凸片，即磁極盒上與磁軛接觸的面上有定位凸臺，磁軛上設(shè)有和所述定位凸臺配合的導向定位槽，磁極盒上的定位凸臺可插入磁軛上與之配合的導向定位槽，方便磁極盒的安裝，也使得磁極盒的定位更加精確，且也不需要極間撐塊調(diào)節(jié)磁極分度，有利于電機的散熱。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子支架的磁軛內(nèi)圓上徑向螺栓孔處設(shè)有和磁軛內(nèi)圓的接觸面為相應(yīng)弧形面的墊塊，墊塊上開有對應(yīng)的螺栓孔；轉(zhuǎn)子支架的磁軛內(nèi)圓面為弧面，造成了轉(zhuǎn)子支架與螺栓的接觸面小，形成的摩擦力小，磁極盒固定不穩(wěn)當。增加了墊塊，因墊塊與磁軛內(nèi)園接觸面設(shè)計為相同尺寸的弧形，即相當于增大了磁軛與螺栓的接觸面積，磁極盒固定穩(wěn)當。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，墊塊和插入墊塊的螺栓之間連接有防松扣片，防松扣片能防止螺栓轉(zhuǎn)動，從而使得磁極盒的固定更加可靠。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，所述的磁極壓圈端面加工有環(huán)形平衡槽，平衡槽內(nèi)可放置平衡塊，可代替平衡盤起到平衡轉(zhuǎn)子的作用，簡化了電機結(jié)構(gòu)。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，第一磁極沖片和第二磁極沖片上涂有粘性涂層，由磁極沖片疊壓焊接形成的磁極盒渦流損耗大，若磁極沖片上有粘性涂層，疊壓后經(jīng)過保溫加壓工藝形成的磁極盒渦流損耗小，且也不用焊接。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，所述固定桿的一端開有缺口，缺口處的固定桿的一部分伸出固定桿安裝孔，固定桿缺口處伸出的部分和相鄰磁極盒固定桿安裝孔上的固定桿的缺口配合；較大功率的永磁電機裝配磁極盒時，多個磁極盒會沿轉(zhuǎn)子軸向緊貼固定在轉(zhuǎn)子支架上的磁軛上，相鄰磁極盒固定桿安裝孔上的固定桿的缺口配合，可防止相鄰磁極盒緊貼處的磁極沖片在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)過程中飛出。本發(fā)明采用了新穎的磁極盒結(jié)構(gòu)，磁極盒裝配定位更加精確，裝配時省去了專用的定位導向工裝，降低工裝費用，簡化裝配過程，根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計裝配大約節(jié)約時間15%，同時這樣的磁極結(jié)構(gòu)也提高了轉(zhuǎn)子磁極間通風效率，通風效率提高10%以上，保證電機的性能；本發(fā)明還創(chuàng)造性的在磁極壓圈上設(shè)置了平衡槽，省去電機轉(zhuǎn)軸上的平衡盤，減少轉(zhuǎn)子零部件使轉(zhuǎn)子質(zhì)量減小5%、空間減小10%以上，不僅滿足電機狹小空間的設(shè)計要求也提高轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的局部放大圖。圖3為圖I中轉(zhuǎn)子支架的左視圖。
圖4為圖3的局部放大圖。圖5為磁極盒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為固定桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為固定桿裝配示意圖。圖8為現(xiàn)有燕尾型磁極沖片結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為磁極壓圈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為圖9的側(cè)剖圖。圖11為圖10的放大圖。
圖12為第一磁極沖片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為第二磁極沖片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_磁極壓圈,2-轉(zhuǎn)子支架,3-磁極盒,4-固定桿，5-墊塊,6-防松扣片,7-導向定位槽，8-永磁體安裝孔，9-固定桿安裝孔，10-螺栓穿孔，11-定位凸臺，12-平衡槽，13-第一磁極沖片，14-第二磁極沖片，15-定位凸片。
具體實施例方式緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子支架2，所述轉(zhuǎn)子支架2包括轂，轂的柱狀外表面均勻焊接有輻板，輻板末端焊接有環(huán)形磁軛，開有永磁體安裝孔8的磁極盒3，永磁體安裝孔8內(nèi)放置有磁鋼,磁軛的兩端固定有磁極壓圈I,磁極壓圈I和磁極盒3內(nèi)的磁鋼緊貼，磁極盒3由形狀相同的若干第一磁極沖片13和若干第二磁極沖片14疊壓而成，第一磁極沖片13和第二磁極沖片14上均相應(yīng)的開有永磁體安裝孔8和位于永磁體安裝孔8下方的固定桿安裝孔9，第二磁極沖片14上和磁軛接觸的邊上還開有螺栓穿孔10，螺栓穿孔10和固定桿安裝孔9連通，即疊壓成的磁極盒3上有永磁體安裝孔8、位于永磁體安裝孔8下方的固定桿安裝孔9和位于與磁軛接觸的面上且與固定桿安裝孔9相通的螺栓穿孔10，其中有螺栓穿孔10的部分由第二磁極沖片14疊成，其余部分由第一磁極沖片13疊成，固定桿安裝孔9內(nèi)還放置有開有螺栓孔的固定桿4，固定桿4上的螺栓孔位置和磁極盒上的螺栓穿孔10位置對應(yīng)；磁軛上設(shè)有徑向螺栓孔，螺栓旋入磁軛上的徑向螺栓孔中，再通過磁極盒3上的螺栓穿孔10旋入固定桿4上的螺栓孔。若干第一磁極沖片13和若干第二磁極沖片14通過工裝疊壓后，可通過焊接形成磁極盒3。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，第一磁極沖片13和第二磁極沖片14上和磁軛接觸的邊上均相應(yīng)的延伸有定位凸片15，即磁極盒3上與磁軛接觸的面上有定位凸臺11，磁軛上設(shè)有和所述定位凸臺11配合的導向定位槽7。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子支架2的磁軛的內(nèi)圓上徑向螺栓孔處設(shè)有和磁軛內(nèi)圓的接觸面為相應(yīng)弧形面的墊塊5，墊塊5上開有對應(yīng)的螺栓孔。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，墊塊5和插入墊塊的螺栓之間連接有防松扣片6。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，所述的磁極壓圈I端面上加工有環(huán)形平衡槽12。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，第一磁極沖片13和第二磁極沖片14上涂有粘性涂層。若干的第一磁極沖片13和若干第二磁極沖片14通過工裝固定，在保證定位凸臺11尺寸的情況下保溫加壓一段時間，等第一磁極沖片13和第二磁極沖片14粘接穩(wěn)定后去壓力，形成了磁極盒3。上述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，所述固定桿4的一端開有缺口，缺口處的固定桿4的一部分伸出固定桿安裝孔9，固定桿4缺口處伸出的部分和相鄰磁極盒3固定桿安裝孔9上的固定桿4的缺口配合。具體實施時，磁極盒3上開有兩個并排的永磁體安裝孔8，每個永磁體安裝孔8下方都開有固定桿安裝孔9，磁極盒3上與磁軛接觸的面上還開有四個螺栓穿孔10，每兩個螺栓穿孔10和固定桿安裝孔9連通，即每兩個螺栓穿孔10并排設(shè)置，每個固定桿安裝孔10內(nèi)都分別放置有開有螺栓孔的固定桿4，固定桿4上的螺栓孔位置和磁極盒3上的螺栓穿孔10位置對應(yīng)，磁極盒3上與磁軛接觸的面上設(shè)有定位凸臺11，且定位凸臺11在所述每兩個并排設(shè)置的螺栓穿孔10之間，磁極盒3固定時，磁極盒上的定位凸臺11和磁軛上的導向定位槽7配合，螺栓旋入轉(zhuǎn)子支架2上的磁軛的徑向螺栓孔，然后通過磁極盒3上的螺栓穿孔10旋入磁極盒3上固定桿安裝孔9中的固定桿4的螺栓孔中，完成磁極盒3的固定。磁極壓圈I用螺栓固定在磁軛的兩端，磁極壓圈I緊貼磁極盒3中的磁鋼,磁極壓圈I可有效的阻止磁極盒3內(nèi)的磁鋼在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時被甩出去；固定桿4分別插入沿軸向放置在轉(zhuǎn)子支架2上的左右兩個磁極盒3上的固定桿安裝孔9中，并使得左右固定桿的缺口配合，然后磁極盒3通過螺栓固定在轉(zhuǎn)子支架2上，且用螺栓固定時，轉(zhuǎn)子支架2內(nèi)圓上螺栓孔處設(shè)有墊塊5，墊塊5上開有對應(yīng)的螺栓孔，螺栓旋入墊塊5相當于增大了螺栓和轉(zhuǎn)子支架2上的磁軛接觸面積，墊塊5和螺栓之間還連接有放松扣片6，有效的防止螺栓旋轉(zhuǎn)。·
權(quán)利要求
1.緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子支架(2)，所述轉(zhuǎn)子支架(2)包括轂，轂的柱狀外表面上均勻焊接有輻板，輻板的末端焊接有環(huán)形磁軛，開有永磁體安裝孔(8)的磁極盒(3),永磁體安裝孔(8)內(nèi)放置有磁鋼,磁軛的兩端固定有磁極壓圈(I),磁極壓圈(I)和磁極盒(3)內(nèi)的磁鋼緊貼，其特征在于磁極盒(3)由形狀相同的若干第一磁極沖片(13)和若干第二磁極沖片(14)疊壓而成，第一磁極沖片(13)和第二磁極沖片(14)上均相應(yīng)的開有永磁體安裝孔(8)和位于永磁體安裝孔(8)下方的固定桿安裝孔(9)，第二磁極沖片(14)上和磁軛接觸的邊上還開有螺栓穿孔(10)，螺栓穿孔(10)和固定桿安裝孔(9)連通，即疊壓成的磁極盒(3)上有永磁體安裝孔(8)、位于永磁體安裝孔(8)下方的固定桿安裝孔(9)和位于與磁軛接觸的面上且與固定桿安裝孔(9)相通的螺栓穿孔(10)，其中有螺栓穿孔(10)的部分由第二磁極沖片(14)疊成，其余部分由第一磁極沖片(13)疊成，固定桿安裝孔(9)內(nèi)還放置有開有螺栓孔的固定桿(4)，固定桿(4)上的螺栓孔位置和磁極盒上的螺栓穿孔(10)位置對應(yīng)；磁軛上設(shè)有徑向螺栓孔，螺栓旋入磁軛上的徑向螺栓孔中，再通過磁極盒(3)上的螺栓穿孔(10)旋入固定桿(4)上的螺栓孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于第一磁極沖片(13)和第二磁極沖片(14)上和磁軛接觸的邊上均相應(yīng)的延伸有定位凸片(15)，即磁極盒(3)上與磁軛接觸的面上有定位凸臺(11)，磁軛上設(shè)有和所述定位凸臺(11)配合的導向定位槽(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子支架(2)的磁軛的內(nèi)圓上徑向螺栓孔處設(shè)有和磁軛內(nèi)圓的接觸面為相應(yīng)弧形面的墊塊(5)，墊塊(5)上開有對應(yīng)的螺栓孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于墊塊(5)和旋入墊塊的螺栓之間連接有防松扣片(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的磁極壓圈(I)端面上加工有環(huán)形平衡槽(12 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于第一磁極沖片(13)和第二磁極沖片(14)上涂有粘性涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于所述固定桿(4)的一端開有缺口，缺口處的固定桿(4)的一部分伸出固定桿安裝孔(9 )，固定桿(4)缺口處伸出的部分和相鄰磁極盒(3)固定桿安裝孔(9)上的固定桿(4)的缺口配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及永磁風力發(fā)電機內(nèi)的轉(zhuǎn)動裝置，具體為一種緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，成功的解決了永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不合理的問題。緊湊型永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子支架，開有永磁體安裝孔的磁極盒，永磁體安裝孔內(nèi)放置有磁鋼，所述磁極盒上還開有固定桿安裝孔，磁極盒上和轉(zhuǎn)子支架接觸的面上開有螺栓穿孔，螺栓穿孔和固定桿安裝孔連通，磁極盒上與轉(zhuǎn)子支架上的磁軛接觸的面上還設(shè)有定位凸臺；轉(zhuǎn)子支架上的磁軛上設(shè)有徑向螺栓孔和與所述定位凸臺配合的導向定位槽；固定桿安裝孔內(nèi)放置有開有螺栓孔的固定桿。本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎，提高了電機性能，降低了電機轉(zhuǎn)子的制造成本，提高了轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
文檔編號H02K1/28GK102931741SQ20121045289
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者鐘紹輝, 石永進, 苗言詩 申請人:永濟新時速電機電器有限責任公司