专利名称：永磁体机器具体是风力涡轮机的发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及永磁体机器，具体是风力涡轮机的发电机，其包括具有多个感应线圈的定子、可绕定子旋转的转子，所述转子具有多个永磁体，所述多个永磁体沿周向方向设置以形成多个极。
背景技术：
风力涡轮机具有转子轴，该转子轴是发电机的一部分，在转子相对于永磁体机器的定子运动期间其产生电，其中该永磁体机器用作发电机。定子包括多个线圈，转子包括多个永磁体，以便在转子转动时感生电压。永磁体机器通常会承受转子的永磁体和定子线圈架之间的相互作用所感生的结果，这种结果公知为齿槽转矩(cogging torque)。常规定子包括多个齿或槽以用于定子线圈。产生齿槽转矩的原因在于当磁体经过定子的齿和槽时磁阻的变化。磁阻的变化导致了作用在转子上的力或转矩的变化并且导致了转矩波动。这样的转矩脉动增加了不必要的谐波分量，从而导致了永磁体机器工作时的转矩脉动。虽然净转矩波动是零，不过齿槽转矩导致了风力涡轮机结构上的噪音和额外应力。
发明内容
因此，本发明的目标是提供呈现较小齿槽转矩的永磁体机器。根据本发明，这个目标在上述定义的永磁体机器中被实现，其中每个极包括沿相同方向磁化的两个或更多个永磁体。本发明是基于如下构思，即能够通过将一个极分割成两个或更多个磁体来减小转子转动时磁阻的变化，从而导致更小的齿槽转矩，以便减少不必要的齿槽转矩。当齿槽转矩被减小时，也将减小转矩波动。根据本发明，极的磁体能够被布置成其间具有特定距离。基本上，一个极能够包括两个单个磁体，所述磁体被布置成其间具有特定距离且具有相同的极化。相比于仅由单个磁体构成的一个常规极，使用这样的设置使得磁阻的变化较小。根据本发明的进一步改进，所有永磁体能够被等距设置。这意味着具有相同极性的相邻磁体之间的距离与具有相反极性的相邻磁体之间的距离相同。根据本发明，每一个极均可以包括偶数个永磁体，即4、6或8个磁体。重要的是分割永磁体不会影响磁化方向，因为被设置成彼此相邻的4、6或8个磁体均具有相同的磁化方向，而极的数量不会改变。在本发明的永磁体机器中，永磁体可以具有非矩形形状。已经发现，矩形形状也导致了齿槽转矩的产生。因此，能够想到，永磁体具有减少齿槽转矩量的不同形状。在此方面， 特别优选的是，永磁体的角隅被倒圆角。当永磁体的自由角隅被倒圆角时，能够观察到对齿槽转矩和转矩波动具有正面影响。根据本方面的永磁体机器，永磁体能够被设置成与定子齿相对，从而永磁体的宽度等于或小于定子齿的宽度。基本构思在于，一个极的永磁体的宽度能够被调节以便产生特定量的磁通量。此外，本发明涉及风力涡轮机。根据本发明，风力涡轮机包括如上所述的永磁体机器。当参考下述优选实施例的具体描述时将更好地理解本发明及其基本原理。
在附图中
图1是用于风力涡轮机的常规永磁体机器的截面图； 图2是本发明永磁体机器的第一实施例的截面图； 图3是本发明永磁体机器的第二实施例的截面图； 图4是本发明永磁体机器的第三实施例的截面图； 图5是本发明永磁体机器的第四实施例的截面图；以及图6是本发明永磁体机器的第五实施例的截面图。
具体实施例方式图1示出了常规永磁体机器1，其被用作为风力涡轮机的发电机。静止定子2通常被包括在机舱内，该机舱位于风力涡轮机的塔的顶部。转子3围绕定子2可旋转地运动。 事实上，定子2和转子3稍弯曲，不过在图1的示意图中，定子2和转子3被表示在平的投影图中。箭头4示出了转子3转动所沿的周向方向。能够从图1中看出，多个永磁体5、6位于转子3的一侧。定子2包括竖直朝向转子3延伸的多个定子齿。每个定子齿7均具有定子线圈(在图1中未示出)。多个永磁体5、 6中的每一个均形成极8，所有极相继地交替排列，即顶部上是具有北极的一个永磁体之后跟随顶部上是具有南极的永磁体。当转子3转动时，图1的永磁体机器1承受由于磁阻变化而导致的齿槽转矩。图2示出了永磁体机器9的第一实施例，该永磁体机器9包括定子10和转子11。 与图1的永磁体机器1相比，永磁体机器9具有包括沿相同方向磁化的两个相邻磁体13、14 的极。永磁体13、14被布置在转子11上且其间具有特定距离。永磁体机器9的极12的宽度基本与永磁体机器1的宽度相同，不过由于“被分割的”永磁体13、14的原因，当转子11 转动时的磁阻变化被减小，以便产生更小的齿槽转矩。能够从图2中看出，相邻永磁体13、 14沿相同方向被磁化，相邻成对永磁体15、16沿相反方向被极化，从而相邻永磁体15、16具有相同的磁化方向。例如，在永磁体13、14中北极在顶部上，而在永磁体15、16中南极在顶部上。能够从图2中看出，极12的宽度等于图1中极8的宽度。因此，在图2的永磁体机器9中，极的宽度与常规极中的相同，不过当转子11相对于定子10旋转时磁阻变化较小。 因此，相比于永磁体机器1，齿槽转矩且因而转矩波动被显著减小。图3示出了永磁体机器17的第二实施例，其中相同附图标记被用于相同部件。永磁体机器17包括定子10和转子11，永磁体被置于转子11上。使用两个永磁体18、19，它们被设置成彼此相邻且具有相同的磁化方向。与图3所示的永磁体13、14相比，永磁体18、 19的宽度较大。永磁体的宽度影响磁通量且因而永磁体的宽度能够被调节以便获得所需通量水平。图4示出了永磁体机器20的第三实施例，其类似于图3的永磁体机器。唯一不同在于永磁体21、22的宽度甚至宽于图3中永磁体18、19的宽度。不过，极23的宽度与极12 或极8的宽度相同。图4的永磁体21、22具有非矩形形状。磁体21、22的自由端的角隅被倒圆角，其导致齿槽转矩的进一步减小。图5示出了永磁体机器M的第四实施例，其中极25包括沿相同方向被磁化的四个相邻磁体26。一个单个永磁体沈的宽度基本与定子齿27的宽度相同。图6示出了永磁体机器28的第五实施例，在图6的永磁体机器28中，每个极四包括沿相同方向被磁化的六个永磁体30。因此与图5的实施例相比，磁阻变化甚至更小，从而进一步减小了齿槽转矩。
权利要求
1.一种永磁体机器，具体是风力涡轮机的发电机，包括具有多个感应线圈的定子；转子，其可绕所述定子旋转且具有沿周向方向设置从而形成多个极的多个永磁体，其特征在于每个极(12，23，25，四)包括沿相同方向被磁化的两个或更多个相邻磁体(13，14， 15，16，18，19，21，22，26，30)。
2.根据权利要求1所述的永磁体机器，其特征在于极(12，23，25，四)的磁体(13，14， 15，16，18，19，21，22，26，30)被布置成其间具有特定距离。
3.根据权利要求1或2所述的永磁体机器，其特征在于所有永磁体(13，14，15，16，18， 19，21，22，26，30)被等距设置。
4.根据权利要求1或2所述的永磁体机器，其特征在于每个极(25，29)包括偶数个永磁体(26，30)，即4个、6个或8个。
5.根据前述权利要求中任一项所述的永磁体机器，其特征在于所述永磁体(21、22)具有非矩形形状。
6.根据权利要求5所述的永磁体机器，其特征在于所述永磁体(21，22)的角隅被倒圆
7.根据前述权利要求中任一项所述的永磁体机器，其特征在于永磁体(26，30)被设置成与定子齿(27)相对，其中永磁体(26，30)的宽度等于或小于定子齿(27)的宽度。
8.一种包括根据权利要求1至7中任一项所述的永磁体机器(9，17，20，24,观)的风力涡轮机。
全文摘要
本发明涉及一种永磁体机器，具体是风力涡轮机的发电机，包括具有多个感应线圈的定子；转子，其可绕所述定子旋转且具有沿周向方向设置的多个永磁体从而形成多个极，从而每个极(12，23，25，29)包括沿相同方向被磁化的两个或更多个相邻磁体(13，14，15，16，18，19，21，22，26，30)。
文档编号H02K1/27GK102280958SQ20111015573
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者泽默 S. 申请人:西门子公司