永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机转让专利
申请号 : CN202010016225.1
文献号 : CN111181280B
文献日 : 2021-04-23
发明人 : 刘军伟 , 吴立建 , 王嗣翔 , 王江乔 , 闻汇 , 方攸同
申请人 : 浙江大学 , 上海电气风电集团股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种永磁风力发电机的磁极固定装置,用于将多个磁极模组固定在所述永磁风力发电机的转子上,其特征在于,所述永磁风力发电机的磁极固定装置包括:多个第一固定块组件,设于所述转子与气隙相邻的侧面上并朝所述转子的外部延伸,多个所述第一固定块组件沿所述转子的周向方向间隔设置,每一所述第一固定块组件包括多个沿所述转子的轴向方向间隔设置的第一固定块;
多个第二固定块组件,每个所述第二固定块组件包括分别设置于所述磁极模组相对的两侧面的至少一个左侧第二固定块和至少一个右侧第二固定块;
多个径向限制组件,用于限制所述磁极模组沿所述转子的径向方向的运动;
其中,所述气隙为定子与所述转子间的空隙,相邻的两个所述第一固定块组件之间形成有用于容纳所述磁极模组的容纳空间,且相邻的两个所述第一固定块组件限制其中所容纳的所述磁极模组沿所述转子的周向方向的运动;
每一所述第一固定块组件中相邻的两所述第一固定块之间嵌设所述左侧第二固定块或所述右侧第二固定块,以限制所述磁极模组沿所述转子的轴向方向的运动;
所述径向限制组件包括:
第一轴向连接孔,设于所述第一固定块,所述第一轴向连接孔沿所述转子的轴向方向延伸;
第二轴向连接孔,设于所述第二固定块组件,所述第二轴向连接孔沿所述磁极模组的长度方向延伸;
轴向紧固件,所述轴向紧固件穿设于所述第一轴向连接孔和所述第二轴向连接孔;
其中,所述磁极模组的长度方向与所述转子的轴向方向平行。
2.如权利要求1所述的永磁风力发电机的磁极固定装置,其特征在于,所述左侧第二固定块和所述右侧第二固定块沿所述磁极模组的长度方向交错设置。
3.如权利要求1所述的永磁风力发电机的磁极固定装置,其特征在于,所述第一固定块焊接于所述转子与所述气隙相邻的侧面上或通过铣槽的方式与所述转子一体成型。
4.如权利要求1所述的永磁风力发电机的磁极固定装置,其特征在于,所述磁极模组包括底座、壳盖和永磁体,所述底座和所述壳盖围成一外壳,所述永磁体位于所述外壳内,所述左侧第二固定块和所述右侧第二固定块设于所述外壳的侧面,并与所述底座一体成型;
所述左侧第二固定块和所述右侧第二固定块的厚度均小于或等于所述磁极模组的厚度,所述磁极模组的长度方向与所述转子的轴向方向平行,所述磁极模组的厚度方向平行于所述转子的径向方向。
5.如权利要求1所述的永磁风力发电机的磁极固定装置,其特征在于,任意所述第一固定块组件中相邻的两所述第一固定块沿所述转子的轴向方向上的距离小于所述磁极模组的长度的2/3。
6.如权利要求1所述的永磁风力发电机的磁极固定装置,其特征在于,每个所述第二固定块组件包括两个沿所述磁极模组的长度方向间隔设置的所述左侧第二固定块和两个沿所述磁极模组的长度方向间隔设置的所述右侧第二固定块。
7.一种永磁风力发电机,包括磁极模组和转子,其特征在于,所述永磁风力发电机还包括如权利要求1‑6中任意一项所述的永磁风力发电机的磁极固定装置。
说明书 :
永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机
技术领域
背景技术
容易从转子脱落,给电机安全可靠运行造成影响,因此,永磁风力发电机转子磁钢的固定和
封装方式非常关键。
璃纤维布和磁极表面粘接为一体,对永磁体起到固定和防护作用。这种方式结构简单,材料
成本低。但是,由于环氧树脂黏度较高,通过流道的过程中阻力较大,无法顺利将空气完全
排出,因此,防腐层表面及内部容易产生缺陷,使空气中的水分进入磁极内部,导致永磁体
锈蚀、粉化,最终从转子脱落进入气隙,使发电机扫膛,严重时甚至导致整个发电机损毁。另
一种常见的永磁体固定方法为:将永磁体封装在磁极模组盒中,并在磁极模组盒上、转子上
开设径向孔,采用螺栓将磁极模组沿径向固定至转子上。这种方法易于实现,但是具有多项
缺陷:磁极模组必须在定子和转子装配前安装,带有强磁性的永磁体大大增加了装配难度;
磁极模组的强磁性导致其定位困难、安装效率低下,并且必须配有合适的工装和熟练的技
术人员才能保证其准确安装至指定位置;在发电机运行时,磁极模组受到的强大切向力必
须完全由螺栓承受,导致需要大量螺栓以及配套的螺栓孔,并且在长期运行后存在螺栓断
裂的可能性。
发明内容
电机。
包括多个沿所述转子的轴向方向间隔设置的第一固定块;
所容纳的所述磁极模组沿所述转子的周向方向的运动;
转子周向和轴向上的运动都得到限制,径向限制组件又限制磁极模组在转子径向方向上的
运动,保证磁极模组在转子上的安装稳定牢固、易于操作且方便拆卸,不仅前期安装方便,
也有利于后期维护保养。径向限制组件不仅限制了磁极模组沿转子的径向方向的运动,也
进一步限制了磁极模组沿转子的轴向方向的运动。左侧第二固定块和右侧第二固定块沿磁
极模组的长度方向交错设置在保证磁极模组与转子间固定的可靠性的同时,还能够节省空
间。通过轴向紧固件穿设于所第一轴向连接孔和第二轴向连接孔实现磁极模组在转子上的
安装。
定块在转子上的固定,并且使得第一固定块的强度大于现有技术中的径向螺栓的强度,有
效避免了长期运行后螺栓断裂的可能性。当第一固定块不是实心固定块时,需要采用焊接
的方式实现第一固定块在转子上的固定。
壳的侧面,并与所述底座一体成型;
平行于所述转子的径向方向。
使用大量径向螺栓固定磁极模组带来的工艺制造难度。另外,第一固定块受力面积更大、受
力更均匀,并优选采用焊接于转子或通过铣槽的方式与转子一体成型来实现将其固定在转
子上,使得第一固定块的强度大于现有技术中的径向螺栓的强度,有效避免了螺栓断裂的
可能性。而且基于第一固定块的固定方式无需在一列沿轴向排布的磁极模组端部安装限位
装置,并且每块磁极模组依靠第一固定块和第二固定块组件独立定位,便于定位安装,有效
解决了现有技术中磁极模组安装难度大、磁极模组固定装置长期可靠性较低的缺陷。左侧
第二固定块和右侧第二固定块沿磁极模组的长度方向交错设置在保证磁极模组与转子间
固定的可靠性的同时,还能够节省空间。通过轴向紧固件穿设于所第一轴向连接孔和第二
轴向连接孔实现磁极模组在转子上的安装。
附图说明
具体实施方式
二固定块组件40和多个径向限制组件50。
相邻的两个第一固定块组件30间的距离等于磁极模组20的宽度,每一第一固定块组件30包
括多个沿转子10的轴向方向间隔设置的第一固定块301。
第二固定块402沿磁极模组20的长度方向交错设置,磁极模组20的长度方向和转子10的轴
向方向平行。磁极模组20容纳于相邻的两个第一固定块组件30之间,相邻的两个第一固定
块组件30限制了其所容纳的磁极模组20沿转子10的周向方向的运动。左侧第二固定块401
和右侧第二固定块402嵌设在相应的第一固定块组件30中相邻的两第一固定块301之间,对
应的第一固定块301限制了磁极模组20沿转子10的轴向方向的运动,为了保证磁极模组20
两侧面的左侧第二固定块401和右侧第二固定块402均能嵌设在相应的第一固定块组件30
中相邻的两第一固定块301之间,任意第一固定块组件30中相邻的两第一固定块301沿转子
10的轴向方向上的距离小于磁极模组20的长度的2/3。
需在一列沿轴向排布的磁极模组20端部安装限位装置,并且每块磁极模组20依靠第一固定
块301和第二固定块组件40独立定位,便于定位安装。
转子10的轴向方向的运动。径向限制组件50包括第一径向连接孔501、第二径向连接孔502
和径向紧固件。第一径向连接孔501设于转子10上,且设于相应的第一固定块组件30中相邻
的两第一固定块301之间,并沿转子10的径向方向延伸。第二径向连接孔502设于第二固定
块组件40,并沿磁极模组20的厚度方向延伸,磁极模组20的厚度方向与转子10的径向方向
平行。当磁极模组20容纳于转子10时,通过径向紧固件依次穿设于第二径向连接孔502和第
一径向连接孔501来限制磁极模组20沿转子10的径向方向的运动。径向紧固件主要用于限
制磁极模组20沿转子10的径向方向的运动,而且磁极模组20受到的沿径向向内的力远远小
于切向力,并且只是偶尔情况下才会产生。
的固定,而且第一固定块301受力面积更大、受力更均匀,使得第一固定块301的强度大于现
有技术中的径向螺栓的强度,有效避免了长期运行后螺栓断裂的可能性。
定块402设于外壳201的右侧面,左侧第二固定块401和右侧第二固定块402均与底座2011一
体成型。左侧第二固定块401和右侧第二固定块402的厚度均小于或等于磁极模组20的厚
度,这是为了保证磁极模组20与转子10之间固定的可靠性。
第二固定块401和右侧第二固定块402的厚度不同。
左侧第二固定块401和右侧第二固定块402对称设置,对于沿转子10的周向方向上相邻的两
磁极模组20,其中一磁极模组20的左侧第二固定块401和另一磁极模组20的右侧第二固定
块402沿磁极模组20的厚度方向叠设,且其中一磁极模组20的左侧第二固定块401上的第二
径向连接孔502与相邻磁极模组20的右侧第二固定块402上的第二径向连接孔502重合。
定块401,另一第二径向连接孔502设于另一磁极模组20的右侧第二固定块402,第二径向连
接孔502沿磁极模组20的厚度方向延伸。通过径向紧固件穿设于其中一磁极模组20的左侧
第二固定块401上的第二径向连接孔502以及相邻磁极模组20的右侧第二固定块402上的第
二径向连接孔502来限制磁极模组20沿转子10的径向方向的运动。本实施例中的径向限制
组件50不局限于只设置第二径向连接孔502和径向紧固件,也可在转子10上设置相应的第
一径向连接孔501,第一径向连接孔501与第二径向连接孔502重合,通过径向紧固件依次穿
设于第二径向连接孔502和第一径向连接孔501来限制磁极模组20沿转子10的径向方向的
运动,使磁极模组20在转子10上的固定更稳定。
度,这是为了保证磁极模组20与转子10之间固定的可靠性。
定块301在转子10上的固定方式变少。
连接孔504设于第二固定块组件40,且沿磁极模组20的长度方向延伸。通过轴向紧固件穿设
于第一轴向连接孔503和第二轴向连接孔504来限制磁极模组20沿转子10的径向方向的运
动。
块301的强度大于现有技术中的径向螺栓的强度,有效避免了长期运行后螺栓断裂的可能
性。
本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和
修改均落入本发明的保护范围。