[發明專利]風輪機旋轉電機

無效

• 申請號: 201210062377.0
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102684336A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 馬特奧·卡薩扎;喬治·弗利
• 申請（專利權）人: 威力克有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/32;H02K9/22;F03D9/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及一種風輪機旋轉電機。

更具體地，本發明涉及一種電機，包括繞給定軸線旋轉且包括旋轉體的轉子以及固定到該旋轉體的多個永磁體。

背景技術

通常安裝在風輪機上的上述類型的電機巨大，而且效率與永磁體的溫度成反比，永磁體的磁場強度隨溫度升高而降低。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種被設計為有效地冷卻永磁體的旋轉電機。

根據本發明，提供一種風輪機旋轉電機，包括：轉子，其圍繞給定軸線旋轉且包括旋轉體；多個永磁體，其裝配于旋轉體；多個冷卻通道，其靠近永磁體；以及多個導熱體，每個導熱體定位成部分地接觸至少一個永磁體并且部分地位于冷卻通道內。

永磁體產生的熱由此通過傳導而部分地傳遞到冷卻通道內，并通過冷卻流體帶走。通過靠近永磁體的冷卻通道以及導熱體兩種方式實現熱傳遞。

導熱體可定位成以各種配置接觸永磁體。例如，每個導熱體可定位成接觸一個或多個永磁體，或者接觸兩個軸向或徑向對準的永磁體。

各種可用的導熱體配置使得本發明更通用。

在本發明的一個優選實施方式中，每個永磁體具有用于容納導熱體的支座。

該特征提供了大面積的導熱體-永磁體接觸面，這通過永磁體與導熱體之間的傳導改進了熱交換。

在本發明的另一優選實施方式中，導熱體為熱管(heat?pipe)。

已經證明熱管作為熱交換器而特別適合于此類應用，因此單位時間和面積內傳遞大量的熱。

因為結構合理，導熱體最好制成為大致直桿的形式并且徑向定位，這不會在冷卻通道內產生明顯的負載損失。

冷卻翅片還便利地沿著位于冷卻通道內的導熱體的一部分設置。冷卻翅片優選地平行于給定軸線，以在不明顯地增加沿著冷卻通道的冷卻流體流動的負載損失的條件下提高熱交換效率。

在本發明的一個優選實施方式中，每個冷卻通道在旋轉體與至少一個永磁體之間軸向延伸。

將冷卻通道靠近永磁體定位極大地提高了冷卻流體的效能。

冷卻通道優選地包括第一冷卻通道，每個第一冷卻通道軸向延伸并由一排永磁體、轉子的旋轉體的圓柱壁以及用于支撐永磁體的兩個夾片界定。

冷卻流體與一排永磁體的直接接觸使得去除大量的熱。

在一個優選實施方式中，冷卻通道包括第二冷卻通道，每個第二冷卻通道由兩排徑向隔開的永磁體界定。

這種配置使得同時冷卻兩排永磁體。

該電機有利地具有分段結構。更具體地，轉子包括多個扇片，每個扇片平行于給定軸線延伸并且與至少一個冷卻通道相關。

因此，每個活動扇片獨立于其他的活動扇片而被冷卻。

在本發明的一個優選實施方式中，轉子包括多個活動扇片，每個活動扇片包括兩個磁導引(magnetic?guide)；并且兩排徑向隔開的永磁體被夾在兩個磁導引之間。

這還使得有效地冷卻磁導引。

本發明可有利地用于直接驅動式風輪機中，其中，支撐多個葉片的輪轂直接連接至旋轉電機轉子。在這類大型機械中，轉子冷卻對機械效率具有重要影響；并且對于給定的風輪機的設計，轉子通常難以冷卻，尤其是當轉子位于定子內時。

附圖說明

將通過實例并參照附圖描述本發明的幾個非限制性實施方式，附圖中：

圖1示出了包括根據本發明的旋轉電機的風輪機的局部剖視圖，為了清楚，去掉了一些部件；

圖2示出了圖1中旋轉電機的細節的放大前視圖，為了清楚，去掉了一些部件；

圖3至圖5以立體方式示出了連接永磁體和導熱體的各種方式的放大視圖，為了清楚，去掉了一些部件；

圖6示出了圖2的變型的前視圖，為了清楚，去掉了一些部件。

具體實施方式

圖1中的數字1整體表示用于產生電能的風輪機。風輪機1包括支撐結構2、發動機艙3、旋轉電機4、輪轂5、以及三個葉片6(圖1中僅示出了兩個)。發動機艙3安裝成相對于支撐結構2圍繞軸線A轉動，并且輪轂5相對于發動機艙3圍繞軸線A1轉動。旋轉電機4包括：定子7，其部分地限定發動機艙3或更精確地說是發動機艙3的外殼；以及轉子8，其剛性連接至輪轂5。軸承9位于定子7與轉子8之間，在所示實例中，一個軸承9定位成靠近轉子8與輪轂5的連接處。

定子7包括管狀體10以及圍繞軸線A1布置且裝配于管狀體10的多個活動定子扇片11；并且轉子8包括旋轉管狀體12以及圍繞軸線A1布置且裝配于管狀體12的多個活動轉子扇片13。