[发明专利]发电机转子和组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电机转子，并且更具体地涉及尤其适用于风力涡轮机的发电机转子。本发明还涉及用于组装发电机转子的方法。

背景技术

具有承载永磁体的转子的发电机是已知的。通常认为它们是可靠的，并且比其他的发电机技术需要更少的维护。

现代风力涡轮机通常用于将电力供给至电网。这种风力涡轮机通常包括转子，该转子具有转子毂和多个叶片。转子设定成通过风作用在叶片上而旋转。转子轴的转动直接驱动发电机转子（“直接驱动”）或通过使用齿轮箱驱动发电机转子。对于离岸风力涡轮机而言，通常选择采用永磁体的直接驱动系统。

这种直接驱动风力涡轮机发电机可以具有例如6-8米的直径和例如2-3米的长度。需要将数百个磁体通过螺栓固定至或粘结至转子的圆周。很明显，制造过程将会是麻烦的。

而且，如果一个或多个磁体损坏并且需要更换，则触及这些磁体将是复杂的（尤其是在大尺寸发电机的情况下），使得维护会变得非常昂贵。

这种尺寸和类型的发电机不仅限于风力涡轮机的技术领域。例如在汽轮机和水轮机中也可以找到相当大尺寸的发电机。

发明内容

在第一方面，本发明提供一种发电机转子，其包括转子轮缘和布置在所述转子轮缘的内圆周和外圆周中的一个处的多个永磁体模块。所述转子轮缘包括多个转子环，所述多个转子环通过转子环之间的间隙分开，并且经由多个轴向条附装至彼此，所述轴向条固定至所述环的相对圆周。所述永磁体模块包括基座和安装在所述基座的顶面上的一排或多排磁体，并且所述永磁体模块通过多个紧固件固定至所述轴向条，所述紧固件延伸通过所述转子环之间的间隙。

在本发明的这方面中，提供了能较容易组装的发电机转子。永磁体不需要一个接一个地附装，并且不需要对转子轮缘进行打孔。

在定子布置成围绕具有永磁体的转子的情况下，永磁体模块将定位在转子轮缘的外圆周上。连接多个转子环的轴向条因而将附装在转子轮缘的内圆周处。在转子绕定子布置的情况下，永磁体模块将定位在转子轮缘的内圆周上（并且轴向条在外圆周上）。

在一些实施例中，永磁体模块包括单排磁体。在其他实施例中，永磁体模块包括至少两排磁体。

在一些实施例中，所述紧固件固定在所述永磁体模块的基座的盲孔中。不需要在永磁体材料中设置孔，这可以节省成本。

在一些实施例中，所述轴向条通过焊接固定至所述环的底部。在可替代实施例中，所述条可以通过粘结、铆接、螺栓或其他方式附装至环的内圆周。

在一些实施例中，所述永磁体覆盖有非磁性材料，诸如树脂或不锈钢。覆盖物可以用于保护磁体免受腐蚀，但覆盖物也会引起寄生电流和/或降低散热。

在一些实施例中，所述永磁体模块的长度基本等于发电机的长度的一半。两个永磁体模块可以布置在彼此后面。在其他实施例中，永磁体模块的长度基本对应于发电机的长度。在另外的实施例中，永磁体模块的长度基本等于发电机长度的其他部分。而且，在某些实施例中，轴向条可以具有发电机的长度。在其他实施例中，轴向条可以具有发电机的长度的一部分（例如一半）。

在另一方面中，本发明提供一种组装方法，其包括：提供多个转子环；提供多个条，并且通过焊接在所述转子环的内圆周或外圆周中的一个处将所述转子环附装至所述板，并且在所述转子环之间留有间隙；将永磁体模块定位在所述转子环的内圆周或外圆周中的另一个上；和用多个螺栓将所述模块附装至所述板，所述螺栓在所述转子环之间的间隙中延伸。

本发明的实施例的其他目的、优点和特征将在本领域技术人员审阅说明书时变得明显，或可以通过实施本发明而被认识。

附图说明

下文将参照附图以非限制性示例的方式说明本发明的具体实施例，其中：

图1a-1c示出根据本发明的发电机转子的第一实施例；

图2a和2b示出可以在根据本发明的实施例中使用的永磁体模块的示例的正视图和剖视图。

具体实施方式

图1a示出由多个转子环10a、10b、10c和10d的外圆周形成的转子轮缘。所述环通过多个条30附装至彼此，所述条从前部环10a轴向地延伸至后部环10d。

在相邻的转子环10之间保持间隙15。在转子轮缘的外圆周上设有多个永磁体模块20。在该实施例中，每个永磁体模块都包括基座21，在该基座上布置有单排磁体22。