专利名称：永磁体转子装置和生产这种装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种包括转子和多个永磁体极芯的永磁体转子装置，以及用于这种永磁体转子装置的生产方法。
背景技术：
永磁体转子装置经常用于使用低速大直径发电机(例如，风力涡轮发电机)的应用中。这样的永磁体转子装置从EP 1 860 755 A2中知悉。其中所描述的转子装置包括具有径向外边缘的转子。磁体载体的周向阵列被固定到外边缘，其中磁体载体具有径向外表面。由非磁性材料制成的倒U形的极芯保持器固定到每个磁体载体，形成沿轴向延伸的通道，其中永磁材料的极芯在通道中与磁性载体相邻定位。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种永磁体转子装置的可替代构造，而同时保护永磁体免受环境影响。为了解决该问题，根据本发明的一种永磁体转子装置包括转子；多个非磁性成形管，其限定封闭通道，并沿所述转子的外边缘沿周向固定；和多个永磁体极芯，其布置在所述通道中。这样，由永磁材料制成的极芯完全由沿轴向延伸(特别是沿转子的柱形表面延伸) 的管封装，由此在环境影响方面被更好地保护。由于管由非磁性材料(例如，PVC或不锈钢) 制成，因而非磁性管不会影响永磁体转子装置的磁性能。优选地，所述管是整体式的，即制造为单一件，以便为容纳于由管限定的通道内的极芯提供更好的保护。虽然原则上在管中可定位多于一个极芯，不过，优选地在每个通道中布置一个极芯。在这样的实施例中，所述极芯的横截面轮廓可对应于所述通道的横截面轮廓，这意味着，其剖面大致相等。以这种方式，极芯不能或仅可少许移动，使得转子在机械上稳定。然而，在可替代实施例中，所述极芯的横截面轮廓不对应于(或不同于)所述通道的横截面轮廓。如果极芯的尺度小于通道的尺度，则极芯可容易地插入管中。优选地，在所述极芯与所述管的内表面之间的空间中，布置填料物质，特别是树脂。这样，可确保或者至少改善转子在转动时的机械稳定性，并将极芯保持在其预定位置。在优选实施例中，这些管可以通过燕尾接头被固定到所述转子。例如，这些管的至少一个突出部可以接合所述转子的至少一个对应槽。这些槽可通过转子的T形突出部形成，使得相邻管可在相应形成的槽中固定在转子突出部的任一侧上。当然，其它实施例，特别是还使用例如“楔和缝”构造的实施例，也是可想到的。以这种方式，可实现管与转子的牢固附接。然而，将管固定到转子的方式不限于这种类型的接合。可替代地，例如，这些管可以通过焊接或点焊或螺栓连接(bolting)或粘接被固定到转子。例如，管的径向突出部可螺栓连接到转子轭。经常想要将极芯安装到磁体载体，其中磁体载体例如用于将极芯连接到转子。为便于使用这些磁体载体，可使用本发明的两种可替代实施例。第一，这些管可固定到被固定于转子的至少一个磁体载体上。在此实施例中，极芯 /管单元固定到磁体载体，磁体载体进而固定到转子。在可替代方案中，这些极芯被固定在和/或支撑在磁体载体上，其中磁体载体和极芯被封装在通道中。在此实施例中，永磁体(极芯)以及磁体载体位于成形管中，使得磁体载体也可在环境影响方面受到保护。进一步，本发明还涉及一种生产根据本发明的永磁体转子装置的方法，其中，这些极芯在磁化状态或消磁状态下被插入所述通道中。优选地，将极芯在消磁状态下被插入以便于插入，在这种情况下，这种插入不会受到在不同部件(特别是不同磁体)之间产生的磁力的阻碍。然而，由于重新磁化可能是一个复杂的过程，因而也可考虑其它可替代方案。已经论述了通道和磁体的剖面不匹配的情况。除了在管的内壁与极芯的外表面之间的空间填充以填料物质(优选为树脂)以外，本发明的方法还提出有利的可替代解决方案，其目的在于，在将极芯插入通道中之后使剖面匹配。因此，可提供的是，将具有第一剖面形状的极芯插入到具有第二剖面形状的通道中，所述极芯的剖面小于所述通道的剖面，其中通过外部压缩机构压缩所述管或者将真空施加于所述管以使所述第二剖面匹配于所述第一剖面。在所提出的第一实施例中，外部压缩机构用于使管变形，使得其横截面轮廓最终大致相等。可替代地，成形管可被抽空，使得管材料由于压力差和管收缩而变形，以呈永磁体的形状。
本发明的进一步的优点和细节可通过以下对本发明的优选实施例的详细描述以及附图而得出，其中
图1是根据本发明的永磁体转子装置的视图； 图2是转子装置的局部剖视图3是根据本发明的永磁体转子装置的第二实施例的剖视图； 图4是根据本发明的永磁体转子装置的第三实施例的剖视图； 图5是根据本发明的永磁体转子装置的第四实施例的剖视图； 图6是例示出根据本发明的方法的第一实施例的步骤的剖视图；和图7是例示出根据本发明的方法的第二实施例的步骤的剖视图。
具体实施例方式图1显示出永磁体转子装置的第一实施例1，其例如可用于风力涡轮发电机。为了简要起见，仅显示出大致圆形剖面的一部分。永磁体转子装置1包括具有中心孔3的实心转子2，中心孔3特别是用于将转子安置在轴上。该转子具有外边缘4。该转子被安装成在仅简要示出的固定定子5内旋转。
4
在边缘4的外表面上，固定有轴向延伸的由非磁性材料制成的管6的周向阵列。在每个管中定位有永磁体极芯7。可使用粘接剂将管6固定到转子2。不过，其它用于固定管的方法也是可想到的，并将显示在一些以下实施例中。图2详细显示出安装到外边缘4的管6。如图可见，极芯7的尺度小于由管6的内壁限定的通道的尺度。换言之，该通道和极芯7的横截面以这样的方式不同，即该通道的剖面大于极芯7的剖面。为填充剩余空间，填料物质8位于管6的内壁与极芯7的外表面之间，以使极芯7稳定在通道中。图3以详细视图显示出永磁体转子装置1’的第二实施例。在这种情况下，由管6 的内壁限定的横截面轮廓与极芯7的横截面轮廓大致相同。管6在其下端具有突出部9。这些突出部9对应于槽10，槽10由边缘4的外表面的大致T形突出部11形成，使得提供用于将管6固定到转子2的燕尾接头。图4和图5显示出在两个另外的可替代实施例中使用磁体载体12的两种可能性。 在图4中，极芯7和磁体载体12均被成形管6封装(定位于其中)。整个管装装置然后固定到转子2的外边缘4的表面。然而，在图5中，仅极芯7由管6封装，极芯/管单元附接到磁体载体12，磁体载体 12再固定到转子2的边缘4的外表面。磁体载体12可安置于相应腔13中。当生产这样的永磁体转子装置时，极芯7可在被磁化时或优选地在被消磁时被插入管6中。如果剖面不是大致相同，则本发明的方法提供管剖面的变形以匹配于极芯剖面。在图6和图7中显示出可如何实现这一点的两个实例。根据图6，在将极芯7插入管6中之后可以使用外部施压机构。所述外部机构对管6进行压缩而使其实现所想要的极芯7的形状。根据图7，将真空施加于由管5形成的通道，即，在管6的内壁与极芯7的表面之间的空间在极芯7定位之后被抽空。成形管6然后收缩以呈极芯7的形状。这在图7中以箭头示意性例示。一般而言，管6例如可由聚氯乙烯(PVC)或不锈钢制成，并可为整体式的，S卩，制成
单一件。
权利要求
1.一种永磁体转子装置(1，1，)，包括转子(2);多个非磁性成形管(6)，其限定了封闭通道，并沿所述转子(2)的外边缘(4)沿周向固定；和多个永磁体极芯(7 )，其布置在所述通道中。
2.根据权利要求1所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述管(6)是整体式的。
3.根据权利要求1或2所述的永磁体转子装置，其特征在于，在每个通道中布置一个极芯(7)。
4.根据权利要求3所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述极芯(7)的横截面轮廓对应于所述通道的横截面轮廓。
5.根据权利要求3所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述极芯(7)的横截面轮廓不对应于所述通道的横截面轮廓。
6.根据权利要求5所述的永磁体转子装置，其特征在于，在所述极芯(7)与所述管(6) 的内表面之间的空间中布置填料物质(8 )，特别是树脂。
7.根据前述权利要求之一所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述管(6)通过燕尾接头被固定到所述转子(2)。
8.根据权利要求7所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述管(6)的至少一个突出部 (9)接合所述转子(2)的至少一个对应的槽(10)。
9.根据权利要求1至6之一所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述管(6)通过焊接或点焊或螺栓连接或粘接固定到所述转子(2)。
10.根据前述权利要求之一所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述管(6)固定到被固定于所述转子(2)的至少一个磁体载体(12)上。
11.根据权利要求1至9之一所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述极芯(7)被固定在和/或支撑在磁体载体(12 )上，其中所述磁体载体(12 )和所述极芯(7 )被封装在所述通道中。
12.根据权利要求1至9之一所述的永磁体转子装置，其特征在于，所述管(6)由PVC 或不锈钢制成。
13.—种生产根据前述权利要求之一所述永磁体转子装置的方法，其中，所述极芯在磁化状态下或在消磁状态下被插入所述通道中。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将具有第一剖面形状的极芯插入到具有第二剖面形状的通道中，所述极芯的剖面小于所述通道的剖面，其中通过外部压缩机构压缩所述管或者将真空施加于所述管以使所述第二剖面匹配于所述第一剖面。
全文摘要
本发明涉及永磁体转子装置和生产这种装置的方法。具体地，提供了一种永磁体转子装置(1,1’)，其包括转子(2)；多个非磁性成形管(6)，其限定了封闭通道，并沿所述转子(2)的外边缘(4)沿周向固定；和布置在所述通道中的多个永磁体极芯(7)。
文档编号H02K1/27GK102340197SQ201110203148
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者斯蒂斯达尔 H. 申请人:西门子公司