[發明專利]用于永磁體發電機的構造方法

有效

• 申請號: 201680029034.0
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN108076675B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: H-P·G·凱利
• 申請（專利權）人: 立行有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/30;H02K16/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鄭建暉;陳璐

一種發電機，包括：作為第一部分的一疊堆的盤狀環形轉子，所述盤狀環形轉子彼此間隔開并且被同軸地定位在一個細長中央構件上并且與所述細長中央構件一起旋轉，每個轉子具有一個內環形部分和一個外環形部分，所述外環形部分支承和/或包括一個磁環，一個或多個間隔件圍繞所述中央構件同軸地安裝在每個轉子的所述內環形部分之間并且以撐牢內環形部分的方式抵靠內環形部分從而保持正交于組件的縱向軸線并提供其之間所需的間隔；以及作為第二部分的一疊堆的環形定子，所述環形定子被置于所述轉子之間并且被安裝在所述間隔件上方，但是具有比間隔件的、上方定位所述環形定子的部分的外直徑的內空隙直徑更大的內空隙直徑。

技術領域

下面的發明涉及改進的用于軸向永磁體旋轉發電機的構造方法。具體地，下面的發明涉及改進的用于共同未決的專利申請no.GB1320623.0的發電機的構造方法。

背景技術

已知的是由一疊堆的轉子構造軸向磁化的發電機，所述轉子彼此間隔并且沿著一個用于將扭矩傳遞到轉子的中央公共軸安裝并且安裝在該中央公共軸上。形式為一疊堆的線圈承載板的定子被置于所述轉子之間。所述轉子支承永磁體并且當轉動的轉子所提供的磁場切割嵌入所述定子內的多匝線圈時發電。在US2008/0231132中給出了這樣的構造的一個實例。

雖然此構造方法對于較小的發電機(例如具有1米或更小的轉子直徑的那些發電機)是實用的，但是它對于大得多的配置迅速變得不實用。較大的發電機(諸如在風力渦輪機中使用以捕獲近海風力并且具有兆瓦范圍內的輸出的那些發電機)可能需要使用具有六米或甚至八米直徑的轉子。

操作這些較大型發電機的一個重要方面是在安裝在轉子上的磁體和被它們夾在之間的定子之間維持小且不動搖的空氣間隙。維持此空氣間隙中的任何缺陷都可能導致災難性的失效，例如如果轉子磁體與定子線圈接觸并且刮過定子線圈。考慮到在這些配置中大的電磁力在起作用，因此當轉子被安裝在單個中央軸上時，僅僅依靠轉子的固有剛度是不可行的。為實現其中所使用的磁性材料和銅材料的有效且有成本效益的使用，轉子和夾在它們之間的定子的軸向寬度必然特別薄，例如每個僅50mm。因此，轉子它們本身幾乎沒有機會被制成足夠硬。

發明內容

根據本發明，一種發電機，包括：作為第一部分的一疊堆(stack)的盤狀環形轉子，所述盤狀環形轉子彼此間隔開并且被同軸地定位在一個細長中央構件上并且與所述細長中央構件一起旋轉，每個轉子具有一個內環形部分和一個外環形部分，所述外環形部分支承和/或包括一個磁環，一個或多個間隔件圍繞所述中央構件同軸地安裝在每個轉子的所述內環形部分之間并且以撐牢內環形部分的方式抵靠內環形部分從而保持正交于組件的縱向軸線并提供其之間所需的間隔；以及作為第二部分的一疊堆的環形定子，所述環形定子被置于所述轉子之間并且被安裝在所述間隔件上方，但是具有比間隔件的、上方定位所述環形定子的部分的外直徑的內空隙直徑更大的內空隙直徑。

在實踐中，所述間隔件可以包括一個或多個管狀構件。

通過此方式，所述轉子的至少相當大一部分(由所述內環形部分的徑向寬度限定的部分)通過抵靠它的間隔件來防止不一致撓曲或振動。考慮到典型的轉子是由明顯剛性的材料制造的，轉子的此內部撐牢還對撐牢它的外環形部分并且從而基本防止其撓曲并防止危害上述的空氣間隙有效。

根據本發明的一個特征，所述間隔件在對應于定子的縱向位置處的橫截面的直徑小于所述間隔件的抵靠所述轉子的側部的部分的直徑。

通過此方式，所述定子自身的內直徑可以被同量地減小，因此增強它的固有強度和剛度，同時仍維持寬直徑的管狀構件壓靠轉子內環形部分表面并且為轉子內環形部分表面提供穩定性。

在某些應用中(例如在風力渦輪機的機艙中)使用的發電機的總重量對于支撐所述發電機的設施的強度和成本具有顯著意義。