[發(fā)明專利]用于轉(zhuǎn)動應用的發(fā)電機組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680008732.2
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN107210649B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬葛·安格利斯;圖恩·奎珀斯;杰拉德·麥克戈根;安德里亞斯·克萊門斯·范德漢
• 申請（專利權(quán)）人: 斯凱孚公司
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02K21/44;B61F15/00;B61D43/00
• 代理公司: 11620 北京智沃律師事務(wù)所
• 代理人: 王屹東

本發(fā)明涉及一種發(fā)電機組件，包括轉(zhuǎn)動部(16a)和非轉(zhuǎn)動部(16b)。提出了轉(zhuǎn)動部(16a)包括至少一個發(fā)電機單元(18a?18d)，發(fā)電機單元包括至少一個線圈(20)、至少一個永磁體(22a、22b)和兩個極靴，這兩個極靴具有面向徑向外側(cè)的極面(24a、24b)，非轉(zhuǎn)動部(16b)包括與所述極面(24a、24b)有徑向距離地布置的鐵磁材料的弧形鞍座適配器(26)，其中鞍座適配器(26)被構(gòu)造成在該鞍座適配器(26)與發(fā)電機單元(18a?18d)的極靴(22a、22b)重疊的轉(zhuǎn)動位置處閉合經(jīng)由極靴(22a、22b)穿過所述線圈而傳遞的磁路。

背景技術(shù)

包括了轉(zhuǎn)動部和非轉(zhuǎn)動部的發(fā)電機組件是眾所周知的。于是作為非轉(zhuǎn)動部的定子通常被構(gòu)造成使得其完全包圍(encompasses)作為轉(zhuǎn)動部的轉(zhuǎn)子。

一種類型的發(fā)電機組件是所謂的可變磁阻發(fā)電機，其中由永磁體提供能量(powered)并穿過線圈的磁路周期性地打開和閉合。作為振蕩磁場的結(jié)果而在線圈中感應出的交流(AC)電壓可以被用于產(chǎn)生能量或驅(qū)動其它設(shè)備。

在一些應用中，包圍轉(zhuǎn)子的定子的空間可能是有限的并僅能在一側(cè)獲得。例如在具有鞍座式懸架的列車轉(zhuǎn)向架中，也許可能的是在鞍座適配器上或鞍座適配器中布置附加結(jié)構(gòu)，而布置在輪軸下方的結(jié)構(gòu)可能出于安全原因和極端環(huán)境條件而被排除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明尋求提供一種適用于在轉(zhuǎn)動部的不同徑向上的可用空間的數(shù)量或質(zhì)量(anamount or a quality)不均勻的情況下使用的通用的發(fā)電機組件。

本發(fā)明涉及一種發(fā)電機組件，包括轉(zhuǎn)動部和非轉(zhuǎn)動部，特別涉及用于列車輪軸箱的發(fā)電機組件，其中轉(zhuǎn)動部被構(gòu)造成安裝在端蓋上。

提出了：轉(zhuǎn)動部包括至少一個發(fā)電機單元。發(fā)電機單元優(yōu)選為模塊式并且包括至少一個線圈、至少一個永磁體和兩個極靴，這兩個極靴具有面向徑向外側(cè)的極面。非轉(zhuǎn)動部包括與所述極面有徑向間隙地布置的鐵磁材料的弧形鞍座適配器。鞍座適配器被構(gòu)造成在鞍座適配器與發(fā)電機單元的極靴重疊的至少一個第一轉(zhuǎn)動位置處閉合經(jīng)由極靴穿過線圈而傳遞的磁路，其中如果鞍座適配器不與極靴兩者重疊或者不與極靴兩者完全重疊，則磁路至少部分地打開。

上述構(gòu)造基于可變磁阻發(fā)電機原理工作，其中周期性打開和閉合的磁路的振蕩磁場在各發(fā)電機單元的線圈中感應出振蕩電壓。該振蕩電壓可以用于在沒有外部電源的情況下根據(jù)需要驅(qū)動布置在轉(zhuǎn)動部上的電子器件設(shè)備。

在本發(fā)明的上下文中，弧形的表述意思是鞍座適配器不是在整個圓周上延伸而是僅在圓周的某一分數(shù)(fraction)上延伸，其中該分數(shù)與0°和360°兩者相差至少發(fā)電機單元的角度長度，即極面的中點或外邊緣之間的距離。

特別地，發(fā)電機單元的周向長度和鞍座適配器的周向長度使得存在鞍座適配器不與發(fā)電機單元的極靴重疊的至少一個第二轉(zhuǎn)動位置。在該構(gòu)造中，磁路應至少部分地打開，并且磁通將顯著降低。因此，當轉(zhuǎn)動部從第二轉(zhuǎn)動位置轉(zhuǎn)動到第一轉(zhuǎn)動位置時，磁通從最小變化到最大，反之亦然。

在優(yōu)選的實施方式中，發(fā)電機組件至少具有第一和第二發(fā)電機單元。如果需要，可以添加額外的單元以增大輸出功率。優(yōu)選的是，發(fā)電機單元基本上彼此相同并且在周向上彼此相鄰地布置。

結(jié)果，在發(fā)電機單元之間存在磁通泄漏的風險，這可能會不利地影響隨著轉(zhuǎn)動部從第二轉(zhuǎn)動位置轉(zhuǎn)動到第一轉(zhuǎn)動位置而穿過發(fā)電機線圈的最大磁通與最小磁通之間的差值的大小，反之亦然。

根據(jù)進一步發(fā)展，通過以下緩解了該問題：相鄰的發(fā)電機單元的磁化方向被反向定向。換言之，相鄰的發(fā)電機單元的相鄰極靴具有相同的磁極性。

在進一步的發(fā)展中，通過以下進一步減小了磁通的泄漏：在至少第一和第二發(fā)電機單元的相鄰的極靴之間布置有附加永磁體。適當?shù)兀郊佑来朋w的磁化方向使得磁通與相鄰的極靴的磁通方向相同。附加永磁體將被稱為引導磁體，并且具有排斥雜散磁通的作用，以使得將磁通引導至鞍座適配器。