转子屋、磁钢模组和转子组件

1.本发明属于永磁直驱风力发电机领域，尤其涉及一种转子屋、磁钢模组和转子组件。


背景技术：

2.永磁电动机和风力发电机外转子磁钢的安置方式主要通过表贴式固定，磁钢模组主要由磁钢、罩壳和基板构成，该结构多应用于永磁风力发电机或大功率永磁电动机中，其与转子的固定形式多采用t型槽或螺栓固定形式，例如公开号为cn103534911b的中国专利中公开了一种发电机转子与磁钢结构，通过在转子表面钻孔安装t型螺母，形成安装导向槽，最后将磁钢插入槽中固定。
3.螺栓固定方式加工成本较高，特别是在永磁风力发电机的应用上，对螺栓安装孔精度有较高的要求，且转子直径普遍较大，孔数量较多，可选择加工的厂家及设备受限，钻孔的成本也高，由于磁钢模组数量较多，安装也比较繁琐。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中磁钢模组在转子屋中固定不牢固和转子组件加工成本高的问题，提供一种转子屋、磁钢模组和转子组件。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种转子屋，所述转子屋磁轭面设有插槽，所述插槽用于容纳磁钢模组，所述插槽两侧的端部沿所述转子屋的切向方向逐渐变窄。
7.本技术方案中，一方面与现有技术中螺栓连接的这种方式相比，避免了因螺栓安装带来的松脱风险，结构简单，便于装配；另一方面与现有技术中t型插槽的这种技术方案相比，在电机运转时，本方案的基板上的插槽可使磁通更多的从基板正面通过，产生聚磁效果，增大磁钢模组与转子屋之间的吸力，提高安装稳定性。
8.较佳地，所述插槽两侧的端部均具有相邻的第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面互呈角度并形成三角形横截面。
9.本技术方案中，上述设计的端部截面为三角形的插槽，在制造加工过程中可定制相应对称角度的刀具，相对于t型槽和燕尾槽，刀具刃口角度便于切削，刀具承受的反作用力小，切削力度大，进给速度高，加工成本低。
10.较佳地，所述插槽两侧的端部的端面为半圆形弧面。
11.本技术方案中，上述设计的三角形横截面或半圆形弧面插槽，在制造加工过程中可定制相应对称角度的刀具，相对于t型槽和燕尾槽，刀具刃口角度便于切削，刀具承受的反作用力小，切削力度大，进给速度高，加工成本低。
12.较佳地，所述插槽两侧的端部的截面形状彼此对称。
13.本技术方案中，制造加工过程中可定制相应对称角度的刀具，加工成本低，并且安装容易，对安装的方向没有限制，正装反装都可以。
14.本发明还提供一种磁钢模组，所述磁钢模组包括与转子屋的磁轭面接触的基板，所述基板设有凸起，所述凸起与转子屋磁轭面的插槽相匹配，用于将所述磁钢模组容纳于所述插槽内，所述凸起两侧的端部沿所述转子屋的切向方向逐渐变窄。
15.本技术方案中，一方面避免了因螺栓安装带来的松脱风险，结构简单，便于装配，另一方面，基板上的槽可使磁通更多的从基板正面通过，产生聚磁效果，增大磁钢模组与转子屋之间的吸力，提高安装稳定性。
16.较佳地，所述凸起两侧的端部均具有相邻的第三斜面和第四斜面，所述第三斜面和所述第四斜面互呈角度并形成三角形横截面。
17.较佳地，所述凸起两侧的端部为半圆形弧面。
18.较佳地，所述凸起两侧的端部的截面形状彼此对称。
19.本技术方案中，制造加工过程中可定制相应对称角度的刀具，加工成本低。
20.较佳地，所述凸起设置在所述基板的两侧，所述基板的每一侧均设置有两个凸起，两个所述凸起分别设置在该侧的两端，所述凸起朝垂直于所述转子屋的径向突起。
21.较佳地，所述磁钢模组的所述基板在朝向所述磁轭面的一侧开设有凹槽，所述凹槽使得所述磁钢模组和所述磁轭面之间形成间隙，以减小所述磁轭面与所述磁钢模组的基板的接触面积。
22.本技术方案中，根据麦克斯韦电磁吸力公式可知，磁钢模组基板与转子屋的磁轭面接触面积越小，电磁吸力越大，因此无论是对于插槽固定方式还是螺栓固定方式通过减小磁钢模组与转子屋磁轭面的接触面积，则可以获得比原来大的电磁吸力，进而可以提高磁钢模组的安装稳定性或者避免螺栓松脱的现象。
23.较佳地，所述磁钢模组基板上的所述凸起在与朝向所述插槽的相对的另一侧开设有凹槽。
24.本技术方案中，磁钢模组基板上的凸起在与朝向插槽的相对的另一侧开设有凹槽，使得可增大电磁吸力，进而提高磁钢模组的安装稳定性或者避免螺栓松脱的现象。
25.较佳地，所述凹槽沿所述转子屋切向延伸到所述凸起处，使得两侧所述凸起结构局部变窄。
26.本技术方案中，磁钢模组基板上的凸起在与朝向插槽的相对的另一侧开设有凹槽，使得可增大电磁吸力，进而提高磁钢模组的安装稳定性或者避免螺栓松脱的现象。
27.较佳地，所述凹槽沿所述转子屋的切向布置形成开口单段凹槽或者开口多段凹槽，所述凹槽沿所述转子屋的轴线方向延伸。
28.较佳地，所述凹槽投影在所述磁轭面的形状至少为长方形、腰形或圆形中的其中一种。
29.本技术方案中，长方形凹槽、腰形凹槽和圆形凹槽相较于其他不规则槽型或有棱角的槽型更利于铣刀进行加工。
30.本发明还提供一种转子组件，其包括如上述任一项所述的转子屋和所述的磁钢模组，所述磁钢模组的凸起与所述转子屋磁轭面的插槽相匹配并将所述磁钢模组容纳于所述插槽内。
31.本技术方案中，采用上述磁钢模组基板的凸起和转子屋插槽的这种配置，一方面与现有技术中螺栓连接的这种方式相比，避免了因螺栓安装带来的松脱风险，结构简单，便
于装配；另一方面与现有技术中t型插槽的这种技术方案相比，本方案的基板上的插槽可使磁通更多的从基板正面通过，产生聚磁效果，增大磁钢模组与转子屋之间的吸力，提高安装稳定性。此外，这种固定方式便于将磁钢模组插入插槽中，或者在需要更换磁钢模组时，从插槽中移出磁钢模组。
32.本发明的积极进步效果在于：一方面与现有技术中螺栓连接的这种方式相比，避免了因螺栓安装带来的松脱风险，结构简单，便于装配；另一方面与现有技术中t型插槽的这种技术方案相比，本方案的基板上的插槽可使磁通更多的从基板正面通过，产生聚磁效果，从而增大磁钢模组与转子屋之间的吸力，提高安装稳定性。
附图说明
33.图1为本发明实施例1中磁钢模组的结构示意图；
34.图2为本发明实施例1中转子屋的部分结构示意图；
35.图3为本发明实施例1中转子组件结构示意图；
36.图4为本发明实施例1中磁钢模组基板的开口单段槽的部分结构示意图；
37.图5为本发明实施例1中磁钢模组基板的开口多段槽的部分结构示意图；
38.图6为本发明实施例1中磁钢模组基板中凸起部分的凹槽结构示意图；
39.图7为本发明实施例1中磁钢模组的立体结构示意图；
40.图8为本发明实施例2磁钢模组的结构示意图；
41.图9为本发明实施例2中转子屋的部分结构示意图；
42.图10为本发明实施例3中磁钢模组的立体结构示意图。
43.附图标记说明：
44.转子屋10
45.插槽11
46.第一斜面12
47.第二斜面13
48.磁钢模组20
49.凸起21
50.第三斜面22
51.第四斜面23
52.凹槽24
53.基板25
54.转子组件30
具体实施方式
55.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
56.实施例1
57.如图1至图7所示，本实施例提供一种转子组件30，转子组件30包括磁钢模组20和转子屋10，磁钢模组20固定在转子屋10上，磁钢模组20包括与转子屋10的磁轭面接触的基
板25，基板25为导磁材料制成，磁钢模组20还包括盖板、磁钢和磁钢框架，其中，盖板由非导磁材料制成，磁钢框架、盖板和基板25形成一个密闭空间用于容纳磁钢，磁钢的数量至少为两块，采用上述结构形式，密闭空间可以起到对永磁体和硅钢件防护和防腐的作用。
58.在本实施例中，转子屋10磁轭面设有插槽11，插槽11用于容纳磁钢模组20，插槽11两侧的端部沿转子屋10的切向方向逐渐变窄。一方面与现有技术中螺栓连接的这种方式相比，避免了因螺栓安装带来的松脱风险，结构简单，便于装配；另一方面与现有技术中t型槽的这种技术方案相比，在电机运转时，本方案的基板25上的插槽11可使磁通更多的从基板25正面通过，产生聚磁效果，增大磁钢模组与转子屋之间的吸力，提高安装稳定性。
59.具体地，插槽11两侧的端部均具有相邻的第一斜面12和第二斜面13，第一斜面12和第二斜面13互呈角度并形成三角形横截面。一侧端部的第一斜面12和第二斜面13与另一侧端部的第一斜面12和第二斜面13对称布置。基板25设有凸起21，凸起21与转子屋10磁轭面的插槽11相匹配，用于将磁钢模组20容纳于插槽11内，同样的，凸起21两侧的端部沿转子屋10的切向方向逐渐变窄。
60.具体地，凸起21两侧的端部均具有相邻的第三斜面22和第四斜面23，第三斜面22和第四斜面23互呈角度并形成三角形横截面，一侧端部的第三斜面22和第四斜面23与另一侧所述端部的所述第三斜面22和所述第四斜面23对称布置。
61.上述设计的端部截面为三角形的插槽11，在制造加工过程中可定制相应对称角度的刀具，相对于t型槽和燕尾槽，刀具刃口角度便于切削，刀具承受的反作用力小，切削力度大，进给速度高，加工成本低。并且两端地凹槽24地端部对称布置使得制造加工过程中可定制相应对称角度的刀具，加工成本低，并且安装容易，对安装的方向没有限制，正装反装都可以。
62.在本实施例中，磁钢模组20的基板25在朝向磁轭面的一侧开设有凹槽24，凹槽24使得所述磁钢模组20和磁轭面之间形成间隙，以减小磁轭面与磁钢模组20的基板25的接触面积。或者，如图7所示，磁钢模组20基板25上的凸起21在与朝向插槽11的相对的另一侧开设有凹槽24，具体地，凹槽24横向(也就是说沿转子屋切向)延伸到凸起21处，使得两侧凸起结构局部变窄，与前者原理相同，均具有起到调节磁场、增大磁极模组与转子屋之间电磁吸力的作用，进而加强磁极模组的安装稳定性。需要说明的是，本实施例不限于在上述两种固定方式上开设凹槽24，在其他固定方式中也可以通过开设凹槽24的方式减小磁钢模组20和转子屋10磁轭面的接触面积，达到增强吸力的效果。
63.如图4至图5所示，在本实施例中，凹槽24沿转子屋10的切向布置形成开口单段凹槽24或者开口多段凹槽24，凹槽24沿转子屋10的轴线方向延伸。凹槽24投影在所述磁轭面的形状至少为长方形、腰形或圆形中的其中一种。长方形凹槽24、腰形凹槽24和圆形凹槽24相较于其他不规则槽型或有棱角的槽型更利于铣刀进行加工。需要说明的是，这里对凹槽24的数量、形状和尺寸不做具体限定，可以为多个在磁轭面的投影形状为圆形的凹槽24，也可以为多个在磁轭面的投影形状为长方形或腰形的凹槽24，长方形槽、腰形槽和圆形槽相较于其他不规则槽型或有棱角的槽型更利于铣刀进行加工。由于凹槽24的数量、形状和尺寸根据计算结果及工艺的便利性来确定，因此这里不对其进行具体限定。
64.实施例2
65.如图8至图9所示，实施例2提供一种转子组件30，其与上述实施例1的区别在于，其
中，转子屋10磁轭面的插槽11两侧的端部的端面为半圆形弧面。一侧端部的所述半圆形弧面与另一侧所述端部的所述半圆形弧面对称布置。上述设计半圆形弧面凹槽24，在制造加工过程中可定制相应对称角度的刀具，相对于t型槽和燕尾槽，刀具刃口角度便于切削，刀具承受的反作用力小，切削力度大，进给速度高，加工成本低。
66.需要说明的是，本发明不限于上述插槽或凸起端部为三角形截面和半圆型弧面的方案，只要能够使得插槽11或凸起的两侧的端部沿所述转子屋10的切向方向逐渐变窄从而产生聚磁效果，从而增大磁钢模组与转子屋之间的吸力，提高安装稳定性即可，这里不做具体限定。
67.实施例3
68.如图10所示，实施例3提供一种转子组件30，其与上述实施例1和实施例2的区别在于，磁钢模组20的基板25的凸起21不完全从转子屋10的一端沿其轴线方向延伸至另一端，具体地，如图10所示，凸起21设置在所述基板25的两侧，基板25的每一侧均设置有两个凸起21，两个所述凸起21分别设置在该侧的两端，凸起21朝垂直于所述转子屋10的径向突起。需要说明的是，对于凸起21的布置结构，根据实际需求做适应性调整，这里不做具体限定。
69.综上所述，本发明采用上述磁钢模组20基板25的凸起21和转子屋10插槽11的这种配置，一方面与现有技术中螺栓连接的这种方式相比，避免了因螺栓安装带来的松脱风险，结构简单，便于装配；另一方面与现有技术中t型插槽11的这种技术方案相比，在电机运转时，本方案的基板25上的插槽11可使磁通更多的从基板25正面通过，产生聚磁效果，增大磁钢模组与转子屋之间的吸力，提高安装稳定性。此外，这种固定方式便于将磁钢模组20插入插槽11中，或者在需要更换磁钢模组20时，从插槽11中移出磁钢模组20。
70.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离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。