[發(fā)明專利]一種夾緊和鎖定永磁體并改善旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)部冷卻的裝置和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680038341.1
• 申請日: 2006-08-25
• 公開（公告）號: CN101361248A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·高特福瑞德
• 申請（專利權(quán)）人: 電源組國際公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王會卿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及用于組裝永磁體電機(jī)的裝置和方法，并特別涉及用于將磁體安裝在機(jī)器轉(zhuǎn)子內(nèi)部的裝置和方法。

背景技術(shù)

永磁體比電磁體更適合用于制造利用它們來產(chǎn)生磁場的電機(jī)(這里限定為電動機(jī)和發(fā)電機(jī))。一般，將磁體安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)子上，但是也使用外轉(zhuǎn)子安裝方式。在發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子上的磁體的磁場的旋轉(zhuǎn)在徑向向外的定子中感應(yīng)產(chǎn)生電壓和電流。在電動機(jī)中，磁體對施加到定子上的電壓和電流作出反應(yīng)并引起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

由于不需要電磁體繞組，永磁體電機(jī)比它們的電磁式同類更緊湊、更簡單并需要更少的維護(hù)。新型的稀土磁體提供了比繞組密集得多的強(qiáng)磁通源，并且具有高磁通量且能夠承受相當(dāng)高的溫度。由此產(chǎn)生的緊湊型機(jī)器在尺寸、重量和效率很重要的結(jié)構(gòu)中得到了應(yīng)用，如位于高塔頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的吊艙內(nèi)部的發(fā)電機(jī)中，或空間需要額外費(fèi)用的電動機(jī)中。

永磁體被安裝在轉(zhuǎn)子表面上的所謂表面安裝結(jié)構(gòu)中，其中它們的磁極按徑向和軸向定向。

與永磁體機(jī)器有關(guān)的制造問題之一是將磁體安裝到轉(zhuǎn)子上。通常，表面安裝的磁體是通過將它們結(jié)合到轉(zhuǎn)子表面來安裝的。雖然粘合劑一般是環(huán)氧樹脂，但是在磁體與定子的鐵磁材料(所述定子只是與磁體分開很小的空隙)的磁吸引力很強(qiáng)大的情況下，僅僅單獨(dú)這點(diǎn)通常是不夠的。在由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)因而磁體上存在向心力的情況下，使得轉(zhuǎn)子安裝更加困難；這點(diǎn)在正常運(yùn)行中是存在的，而特別是在超速運(yùn)行期間尤其如此。在磁體安裝在轉(zhuǎn)子上的情況中，還使用非鐵材料(如玻璃纖維、碳纖維或凱夫拉爾帶)來捆綁，將帶緊緊纏繞在被結(jié)合的磁體周圍然后加熱固化。

需要一種將表面安裝的磁體安裝在電機(jī)內(nèi)部的更可靠的裝置，這種裝置為本發(fā)明的主題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種將永磁體夾緊和鎖定到電機(jī)的轉(zhuǎn)子表面上的方法和裝置。

冷卻電機(jī)一直是一個問題，并且本發(fā)明的另一個目的是提供冷卻轉(zhuǎn)子的裝置。

通過結(jié)合附圖進(jìn)行的對優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，以下描述通過舉例的方式示出了本發(fā)明的原理。

附圖說明

參照附圖，可以更好地從本發(fā)明以下具體實(shí)施方式來理解前述及其他目的、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1示出了在外表面上結(jié)合有磁體的電機(jī)的轉(zhuǎn)子；

圖2以剖面圖形式示出了電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子，其中磁體被結(jié)合到轉(zhuǎn)子表面上且還通過安裝到轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的軸向溝槽中的工字梁形夾緊棒鎖定就位；還示出了由所述夾緊棒提供的傳熱和冷卻；

圖3以不完全的剖面圖的形式來示出了電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子，其中磁體被結(jié)合到轉(zhuǎn)子表面上且還使用各磁體上的臺階通過安裝到轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的軸向溝槽中的工字梁形夾緊棒鎖定就位；還示出了由所述夾緊棒提供的傳熱和冷卻；

圖4以不完全的剖面圖的形式示出了電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其中磁體被結(jié)合到轉(zhuǎn)子表面上且還利用具有相配表面的磁體通過安裝到轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的軸向溝槽中的雙燕尾形夾緊棒鎖定就位；還示出了由所述夾緊棒提供的傳熱和冷卻；

圖5以不完全的剖面圖形式示出了電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其帶有工字梁形夾緊棒，工字梁形夾緊棒在熱狀態(tài)下安裝并發(fā)生膨脹，然后冷卻并收縮以鎖定鄰近的磁體；

圖6示出了利用非鐵磁性夾緊棒的表面安裝的磁體的應(yīng)用；

圖7示出了鑄造或機(jī)加工成的轉(zhuǎn)子中的許多溝槽中的一個；

圖8示出了在疊片式轉(zhuǎn)子的疊片上沖出的許多溝槽輪廓中的一個；

圖9示出了在疊片式轉(zhuǎn)子的疊片上沖出許多溝槽輪廓中的一個，其中在按給定間隔相距的選定疊片之間具有通風(fēng)間隙；

圖10示出了在通風(fēng)間隙處的通風(fēng)的轉(zhuǎn)子的不完全的剖面圖；

圖11示出了具有兩環(huán)形排的永磁體的通風(fēng)的轉(zhuǎn)子，所述永磁體被夾緊棒保持，利用通風(fēng)口從中央通風(fēng)空間吸取冷卻空氣，并且在永磁體的環(huán)形排之間具有通風(fēng)間隙；和

圖12示出了帶有處于給定間隔的通風(fēng)間隙的通風(fēng)的轉(zhuǎn)子和定子。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的以下說明中，參考了構(gòu)成發(fā)明的一部分的附圖，并且在所述附圖中，通過示例說明示出了示例性實(shí)施例，這些示例性實(shí)施例示例說明了本發(fā)明的原理和可以實(shí)施本發(fā)明的方式。應(yīng)當(dāng)理解，可以利用其他實(shí)施例來實(shí)施本發(fā)明，并且可以對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的改變而不脫離本發(fā)明的范圍。