一种外转子永磁风力发电机的制作方法

专利名称：一种外转子永磁风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种外转子永磁风力发电机。
背景技术：
永磁发电机，是一种以永久磁铁励磁代替电励磁的发电机，它没有励磁绕组、电刷和集电环，且永磁体(即磁钢)一般设置在转子上。在永磁发电机中，一般按照磁极(通常每个磁极至少包括一块以上极性相反的磁钢)的安装方式和安装位置的不同，可以分为表贴式、内嵌式以及爪极式。大部分永磁发电机(包括直驱永磁发电机和高速永磁发电机)的生产厂家采用内嵌式的方法固定磁极，但是这种方法基本上适用于内转子永磁发电机，而由于内转子的发电机在结构、磁极大小均与外转子永磁风力发电机相差较远，因此适用于内转子永磁发电机上的磁极固定方式不适用于外转子永磁风力发电机。如今现有技术对外转子永磁风力发电机的磁极安装和固定方式研究相对比较少，对外转子永磁风力发电机的运行经验也比较少，且产品的可靠性还存在一定的风险，因此研究外转子永磁风力发电机的磁极固定方式具有重要的意义。

发明内容
为了能够使外转子永磁风力发电机具有较为可靠的磁极固定方式，本发明的实施例提供一种外转子永磁风力发电机。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案一种外转子永磁风力发电机，包括外转子、磁极以及磁极固定块，所述外转子的内壁沿轴向间隔安装两个以上所述磁极，相邻所述磁极之间设有固定在所述外转子上的所述磁极固定块，所述磁极固定块沿所述外转子的径向压紧相邻所述磁极。其中，所述磁极固定块沿径向压紧相邻所述磁极为所述磁极固定块中与所述外转子内壁相背的一侧形成燕尾凸台，相对应地，相邻于所述磁极固定块的所述磁极中设有第一斜面，所述第一斜面紧贴于所述燕尾凸台中的第二斜面。可选地，所述磁极固定块与所述外转子通过螺栓固定连接，所述磁极固定块中与所述外转子内壁相对的一侧面上设有容纳所述螺栓的第一螺栓孔，相对应地，所述外转子内壁设有容纳所述螺栓的第二螺栓孔。进一步地，所述磁极沿所述外转子的轴向的两端分别安装有一个磁极固定环，且位于所述磁极两端的所述磁极固定环夹紧所述磁极。可选地，所述磁极固定环与所述磁极固定块通过螺栓固定连接，所述磁极固定环上设有容纳该螺栓的第三螺栓孔，相对应地所述磁极固定块中与所述磁极固定环相对的侧面上设有容纳该螺栓的第四螺栓孔。进一步地，每个所述磁极由两个以上磁钢沿所述外转子的周向相互连接组成，相互间隔的磁钢上设有所述第一斜面；或所述磁极由两个以上磁钢沿所述外转子的轴向相互连接组成；
或所述磁极由两个以上磁钢沿所述外转子的径向相互连接组成，且离所述外转子内壁的最远的磁钢设有所述第一斜面。可选地，两个以上所述磁钢通过粘接形成一个所述磁极。其中，所述磁钢中相对的两侧面对称设有凹槽，相邻两个所述磁钢之间的相邻的凹槽内容纳有粘接剂，所述粘接剂为树脂胶。优选地，两个以上所述磁极对称地安装在所述外转子内壁。本发明实施例提供的一种外转子永磁风力发电机，包括外转子、磁极以及磁极固定块，其中，所述外转子的内壁上沿轴向间隔安装两个以上所述磁极，相邻所述磁极之间设有固定在所述外转子上的所述磁极固定块，所述磁极固定块沿所述外转子的径向上压紧相邻所述磁极，这样可以看出磁极先安装固定在外转子的内壁上，然后通过磁极固定块将相互间隔的两个磁极沿外转子的径向压紧磁极，而且由于磁极固定块与外转子固定连接，因此磁极可以较为牢靠地固定在外转子中。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例外转子永磁风力发电机中固定磁极的结构示意图；图2为本发明实施例外转子永磁风力发电机中磁极固定块的示意图；图3为本发明实施例外转子永磁风力发电机中磁极固定环的示意图；图4为本发明实施例外转子永磁风力发电机中磁极的示意图。附图标记1-外转子，10-外转子内壁，11-第二螺栓孔，2-磁极，20-磁钢，21-第一斜面，22-侧面，23-凹槽，3-磁极固定块，30-燕尾凸台，31-第二斜面，32、33、34_侧面，35-第一螺栓孔，36-第四螺栓孔，4-磁极固定环，40-第三螺栓孔，41-外环面，42-内环面，5-螺栓
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，为本发明外转子永磁风力发电机的一个实施例。该外转子永磁风力发电机包括外转子1、磁极2以及磁极固定块3，磁极2与外转子I之间由于磁力的作用，可以使该外转子内壁10上沿轴向间隔安装两个以上磁极2 (例如可以是磁极2通过磁力吸附在外转子内壁10上)，相邻磁极2之间设有固定在外转子I上的磁极固定块3,该磁极固定块3沿外转子I的径向压紧相邻磁极2。根据上述的内容可以看出该磁极2先安装固定在外转子内壁10上，然后通过磁极固定块3将相互间隔的两个磁极2沿外转子I的径向压紧磁极2，而且由于磁极固定块3与外转子I固定连接，因此磁极2可以较为牢靠地固定在外转子I中，从而可以较好地避免磁极2从外转子I中脱落，进而影响外转子发电机的使用。如图1和图2所示，上述提到的磁极固定块3沿外转子I径向压紧相邻磁极2的结构可以为该磁极固定块3中与外转子内壁10相背的一侧形成燕尾凸台30,相对应地，相邻于磁极固定块3的磁极2中设有的第一斜面21，即第一斜面21可以紧贴于该燕尾凸台30具有的第二斜面31，这样相邻于该磁极固定块3的两个磁极2的间隔可以形成于该燕尾凸台30相配合的燕尾槽，从图1可以知道，第二斜面31贴紧在第一斜面21上，磁极固定块3会产生垂直于第一斜面21的作用力，该作用力可以分解为径向力和切向力，其中磁极2通过该径向力的作用下压紧在外转子内壁上，这样便可以实现磁极2的固定。需要说明的是，磁钢20上的第一斜面21通常是经过倒角处理后形成的，这样有利于减小永磁发电机的五次谐波，可以起到降低噪声的作用。另外，如图1所示,磁极固定块3中相背于外转子内壁10的一侧面34与磁极2中相背于外转子内壁10的一侧面22相平齐，这样可以避免磁极固定块3占用较多的空间，使得结构比较紧凑。为了可以实现磁极固定块对磁极产生径向作用力，磁极固定块还可以是楔形结构，相对应地，磁极中紧贴于磁极固定块的整个侧面为一个楔形面，通过楔形面之间的压紧力，该压紧力分解出磁极固定块对磁极产生的径向作用力；或者磁极固定块中垂直于外转子I周向的两个侧面上各自伸出一个凸台，形成一个类似T形的结构，这样凸台中相对于外转子内壁10的侧面压紧在磁极中相背于外转子内壁10的侧面(参照图1中所示的侧面22)上，这样磁极固定块可以直接对磁极产生径向作用力；或者在此T形结构的基础上，可以使相邻于磁极固定块的磁极设有与凸台配合的凹槽。本发明提出的具有燕尾凸台30的磁极固定块3仅作为优选或可选的方案。为了实现磁极固定块3与外转子I的固定，可以通过焊接的方式、紧固件连接的方式、或者可以类似于磁极一样，也可以使磁极固定块3通过磁力的作用下安装在外转子内壁10上。在本发明实施例中作为可选的方案，采用紧固件连接的方式，例如可以使磁极固定块3与外转子I通过螺栓5固定连接，参照图1和图2，磁极固定块3中与外转子内壁10相对的一侧面32上设有容纳螺栓的第一螺栓孔35，相对应地，外转子内壁10设有容纳螺栓的第二螺栓孔11，这样固定方式方便操作，而且固定比较牢靠。在本发明实施例中，结合图3，磁极2沿外转子I轴向的两端还可以分别安装有一个磁极固定环4，且位于该磁极2两端的磁极固定环4夹紧该磁极2，这样不仅可以从外转子I径向上固定磁极2，还可以从外转子I轴向上固定磁极2，可以使磁极2与外转子I形成更为牢固的一个整体，较好地实现了对整个发电机内部所有磁极2的固定。需要说明的是，该磁极固定环4的外环面41紧贴于外转子内壁10，磁极固定环4的内环面42与磁极2或磁极固定块3中相背于外转子内壁10的一侧面相平齐,这样不但有利于较好地固定磁极固定环4，还可以使磁极固定结构比较紧凑。同样为了实现磁极固定环4与磁极固定块3的固定，可以通过焊接的方式、紧固件连接的方式、或者可以类似于磁极2—样，也可以使磁极固定环4通过磁力作用下安装在磁极固定块3上。在本发明实施例中作为可选的方案，结合图2和图3，采用紧固件连接的方式，例如可以使磁极固定环4与磁极固定块3通过螺栓(图中未示)固定连接，磁极固定环4上设有容纳该螺栓的第三螺栓孔40，相对应地磁极固定块3中与磁极固定环4相对的侧面33上设有容纳该螺栓的第四螺栓孔36，这种固定方式方便操作，而且固定也比较牢靠。其中，本发明实施例提供的磁极固定块3和磁极固定环4可以是铝制的材料，例如是铝管或铝棒，或者也可以是其它高分子材料。通常每个磁极是由一个以上磁钢组成，在本发明实施例中可以使每个磁极2由两个以上磁钢20沿外转子I周向相互连接组成，相互间隔的磁钢20上设有第一斜面21，或者结合上述磁极固定块3还可能存在的结构形式(楔形结构或T形结构)，相互间隔的磁钢20上可以设有上述提到的楔形面或者凹槽；或者当外转子I轴向的长度比较长时，可能使每个磁极2由两个以上磁钢20沿外转子I轴向相互连接组成；或者当外转子内壁10的径向尺寸比较大时，可能使每个磁极2由两个以上磁钢20沿外转子I径向相互连接组成，且离外转子内壁10的最远的磁钢20设有第一斜面21，或者结合上述磁极固定块3还可能存在的结构形式(楔形结构或T形结构)，离外转子内壁10的最远的磁钢20可以设有上述提到的楔形面或者凹槽。多个磁钢20还可以是以上述三种形式的任意两种形式共同组合形成一个磁极2，或者结合上述三种形式共同组合形成一个磁极2。在本发明实施例中可以使两个以上磁钢20通过粘接的方式形成一个磁极2，这种粘接固定磁钢20的方式可以在不采用磁极固定块3和磁极固定环4来固定磁钢20的方式下(也可以称为机械固定方式)使用；或者也可以在采用该机械固定的方式下，同时使用这种粘接的方式，这样可以对磁钢20起到起到双重固定的作用，使磁钢20牢靠地固定在外转子I中。结合图4，通过上述粘接的方式，可以使磁钢20中相对的两侧面对称设有凹槽23，相邻两个磁钢20之间的相邻的凹槽23内容纳有粘接剂，这样在该处形成一个类似于“胶钉”的形式，且实验结果也可以证明胶与胶之间的粘接力远大于胶与金属的粘接力，且还可以具有较好的韧性，因此利用该特点也可以使“胶钉”起到固定磁钢20的作用。进一步说明的是，上述凹槽23截面的形状可以是半圆形、方形或U形等。通常粘接剂优选为具有高强度、良好的流动性以及良好韧性的树脂胶，该树脂胶易于均匀的充满磁钢20表面和缝隙。该树脂胶可以是环氧或环氧改性体系的粘合胶，或者还可以是丙烯酸胶即磷酸铜类无机胶等。其中，树脂胶还可以有效地防止磁极2受到腐蚀，进而可以较好地提高外转子永磁风力发电机的品质和安全性。在本发明实施例提供的外转子永磁风力发电机中，两个以上的磁极2应该对称地安装固定在外转子内壁10，这种对称的结构可以较好地防止发电机由于受力不均匀而造成的震动。综上所述，在本发明实施例提供的外转子永磁风力发电机中，通过机械固定的方式(通过磁极固定块3和磁极固定环4来固定磁钢20的方式)和粘接固定的方式来实现对磁钢20的双重固定，可以使外转子永磁风力发电机具有较为可靠的磁极固定方式，而且生产效率也可以提高，同时还可以降低生产成本。以上，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种外转子永磁风力发电机，其特征在于，包括外转子、磁极以及磁极固定块，所述外转子的内壁上沿轴向间隔安装两个以上所述磁极，相邻所述磁极之间设有固定在所述外转子上的所述磁极固定块，所述磁极固定块沿所述外转子的径向压紧相邻所述磁极。
2.根据权利要求1所述的外转子永磁风力发电机，其特征在于，所述磁极固定块沿所述外转子的径向压紧相邻所述磁极为所述磁极固定块中与所述外转子内壁相背的一侧形成燕尾凸台，相对应地，相邻于所述磁极固定块的所述磁极中设有第一斜面，所述第一斜面紧贴于所述燕尾凸台中的第二斜面。
3.根据权利要求2所述的外转子永磁风力发电机，其特征在于，所述磁极固定块与所述外转子通过螺栓固定连接，所述磁极固定块中与所述外转子内壁相对的一侧面上设有容纳所述螺栓的第一螺栓孔，相对应地，所述外转子内壁设有容纳所述螺栓的第二螺栓孔。
4.根据权利要求1-3任一项所述的外转子永磁风力发电机，其特征在于，所述磁极沿所述外转子的轴向的两端分别安装有一个磁极固定环，且位于所述磁极两端的所述磁极固定环夹紧所述磁极。
5.根据权利要求4所述的外转子永磁风力发电机，其特征在于，所述磁极固定环与所述磁极固定块通过螺栓固定连接，所述磁极固定环上设有容纳该螺栓的第三螺栓孔，相对应地所述磁极固定块中与所述磁极固定环相对的侧面上设有容纳该螺栓的第四螺栓孔。
6.根据权利要求1-3任一项所述的外转子永磁风力发电机，其特征在于，每个所述磁极由两个以上磁钢沿所述外转子的周向相互连接组成，相互间隔的磁钢上设有所述第一斜面；或所述磁极由两个以上磁钢沿所述外转子的轴向相互连接组成；或所述磁极由两个以上磁钢沿所述外转子的径向相互连接组成，且离所述外转子内壁的最远的磁钢设有所述第一斜面。
7.根据权利要求6所述的外转子永磁风力发电机，其特征在于，两个以上所述磁钢通过粘接形成一个所述磁极。
8.根据权利要求7所述的外转子永磁风力发电机，其特征在于，所述磁钢中相对的两侧面对称设有凹槽，相邻两个所述磁钢之间的相邻的凹槽内容纳有粘接剂，所述粘接剂为树脂胶。
9.根据权利要求8所述的外转子永磁风力发电机，其特征在于，两个以上所述磁极对称地安装在所述外转子内壁。
全文摘要
本发明公开了一种外转子永磁风力发电机，涉及发电机技术领域，为了能够使外转子永磁风力发电机具有较为可靠的磁极固定方式而发明。该外转子永磁风力发电机，包括外转子、磁极以及磁极固定块，所述外转子的内壁上沿轴向间隔安装两个以上所述磁极，相邻所述磁极之间设有固定在所述外转子上的所述磁极固定块，所述磁极固定块沿所述外转子的径向压紧相邻所述磁极。本发明适用于外转子永磁风力发电机。
文档编号H02K1/28GK103023183SQ201210568279
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者张文臣, 李延慧, 李斐斐, 赵祥 申请人:北京金风科创风电设备有限公司