发电机的转子组件及发电机的制作方法

本申请涉及发电机技术领域，具体而言，本申请涉及一种发电机的转子组件及发电机。

背景技术：

随着风电领域技术水平的日趋提升，当前风力发电机不断向大功率方向发展，永磁直驱型风力发电机物理尺寸也在逐步增大，当永磁直驱型风力发电机的直径超过某一限值后，公路运输变得十分困难。因此，如何实现风力发电机在装配后的投入使用阶段，既能够保障风力发电机的大功率输出能力，又能够兼顾风力发电机装配前在运输方面的可行性、便利性，已成为业内当前亟待解决的技术问题之一。

技术实现要素：

本申请提供了一种发电机的转子组件及发电机，用于解决风力发电机便携性运输的技术问题。

本申请技术方案如下：

本申请根据实施例的第一方面，提供一种发电机的转子组件，包括：两个以上转子区段；任意两个转子区段之间密封连接。

可选地，该转子区段包括至少一个的转子支架区段以及与转子支架区段的数量相适配的多个转子端盖区段，任意转子支架区段与所对应的转子端盖区段之间可拆卸连接。

可选地，转子支架区段包括：转子外壳区段以及刚度调节装置，该刚度调节装置与转子外壳区段相连接。

可选地，该转子外壳区段包括弧形壁板、以及挡板；

挡板沿弧形壁板的上边缘和/或下边缘朝径向延展；该弧形壁板与挡板相固定连接。

该刚度调节装置包括第一承力部和/或第二承力部；

第一承力部设置于弧形壁板的外表面上；

第二承力部设置于挡板的外表面上、且经弧形壁板与挡板的连接位置处、弯折延伸至弧形壁板的外表面。

可选地，第二承力部的一端自挡板的靠近转轴的边缘；且第二承力部与挡板和/或挡板相固定连接。

可选地，挡板的内侧固定连接有凸缘，该凸缘与转轴相连接，且凸缘与第二承力部相接触。

可选地，转子支架区段还包括法兰部件，相邻两个转子支架区段之间通过法兰部件固定连接；且法兰部件上设置有密封槽，以及所述密封槽内设置有密封部件。

可选地，法兰部件沿转子支架区段和/或转子端盖区段延伸，并且径向向外凸出。

可选地，转子支架区段还包括磁轭，该磁轭设置在转子支架区段的内壁上，且转子支架区段的磁轭处安装有磁极；法兰部件上设置有用以固定该磁极的安装平面。

可选地，法兰部件上分别设置有定位部件。

本申请根据实施例的第二方面，提供一种发电机，该发电机包括上述任一发电机的转子组件。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果：

本申请实施例提供一种发电机的转子组件，包括两个以上转子区段，且任意两个转子区段之间密封连接。本申请实施例以永磁直驱风力发电机的外转子组件为例，通过采用简洁实用的模块化结构设计，成功解决了永磁直驱风力发电机装配前尺寸过大、不便运输的技术问题，同时又保障了运输到达目的地、装配集成之后的大功率输出能力。

本申请实施例提供一种发电机，该发电机包括由多个尺寸较小的转子区段组成的发电机的转子组件。将发电机的转子分为多个区段并分别进行运输，既保障风力发电机的大功率输出能力，又能够兼风力发电机在运输方面的可行性，满足了当前大功率发电机的公路运输的要求，进而增大了大直径永磁直驱风力发电机的适用区域。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。本申请实施例以外转子为例，通过介绍发电机的外转子组件的结构，阐明利用模块化设计方式，将发电机的内转子或者外转子拆分为多个部件的技术方案，以达到便于运输，提高发电效率的良好技术效果。

图1为本申请实施例提供的发电机的外转子组件结构示意图；

图2为本申请实施例提供的构成发电机的外转子组件的转子支架区段的结构示意图；

图3为图2中的圆圈标记区域的放大示意图；

图4为转子端盖区段的结构示意图；

图5为图4中的圆圈标记区域的放大示意图；

图6为转子支架区段的另一种结构示意图。

附图标记说明：

10-发电机的外转子组件，100-转子区段，110-转子支架区段，111-第一连接法兰，112-第二连接法兰，113-第一密封槽，114-凸缘，115-环形筋板，116-l形筋板，117-第一定位销孔，118-安装平面，119-加强环区段，

120-转子端盖区段，121-第三连接法兰，122-第四连接法兰，123-第二密封槽，124-第二定位销孔；

130-磁极；131-环形挡板，150-挡板，190-焊接处；

20-轴线。

具体实施方式

为解决永磁直驱风力发电机尺寸过大、不便于运输的技术的问题，本申请的发明人考虑采用模块化结构设计方式，将永磁直驱风力发电机拆分为多个部件，分别运输。

本申请的发明人发现，由于永磁直驱型风力发电机通常存在外转子与内转子两种结构形式，外转子永磁直驱型风力发电机转子位于定子外侧，发电机气隙直径一定时，外转子永磁直驱型风力发电机转子外径大于内转子永磁直驱型风力发电机转子外径，因此将外转子发电机利用模块化设计方式以降低尺寸的需求更迫切。显然，提出一种适用于内转子永磁直驱型风力发电机的模块化转子结构、同时也适用于外转子永磁直驱型风力发电机的模块化转子结构，便于将发电机的外转子拆分为多个部件并分别进行运输，十分必要。

本申请根据实施例的第一方面，提供一种发电机的转子组件，包括：两个以上转子区段；任意两个转子区段之间密封连接。该转子区段包括至少一个的转子支架区段以及与转子支架区段的数量相适配的多个转子端盖区段，任意转子支架区段与所对应的转子端盖区段之间可拆卸连接。

下面以包括两个转子区段的发电机转子组件为例，详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1为本申请实施例提供的发电机的外转子组件结构示意图。图1中的两个转子区段100是两个半圆型结构体对拼在一起，形成一个空心圆柱体形状的一个发电机的外转子组件10，沿轴向贯穿转子区段100的虚线是轴线20。当然，也可以设置多个转子区段100形成一个发电机的外转子组件10。

需要说明的是，本申请实施例为了便于阐述，以两个转子区段100为例，实际生产中，依照本申请的技术方案所研发出的相应的发电机的转子组件通常具有两个以上的转子区段100。这是由于，在一定限度内，拆分的转子区段100的数量越多，就越便于运输，也便于在日后转子组件的维护过程中利用质量合格的转子区段替换掉出现损坏的转子区段。

并且，任意两个转子区段100之间密封连接，是指当任意两个转子区段100之间固定连接起来投入工作时的状态，在运输过程中，任意两个转子区段100之间可以选择密封连接，也可以选择非密封连接。

如图1所示，本实施例选取的转子区段100数量为2个，每个转子区段100分别对应一个转子支架区段110与一个转子端盖区段120。转子区段100拼装成整体式的发电机的外转子组件10后固定到发电机轴系上，以保证转子区段100内部各部件紧密连接。任意转子支架区段110与所对应的转子端盖区段120之间可拆卸连接。

转子端盖区段120与转子支架区段110拼装成转子区段100后进行运输，以增强发电机的外转子组件10的结构强度，减小运输过程中的变形量。转子支架区段110还包括磁轭，该磁轭设置在转子支架区段110的内壁上。转子支架区段110的磁轭处安装磁极130。

图2为本申请实施例提供的构成发电机的外转子组件的转子支架区段的结构示意图。结合附图1和附图2可知，转子支架区段110包括：转子外壳区段以及刚度调节装置，该刚度调节装置与转子外壳区段相固定连接。

可选地，本申请实施例的转子外壳区段包括弧形壁板、以及挡板150；

挡板150沿弧形壁板的上边缘和/或下边缘朝径向延展，该弧形壁板与挡板150相固定连接。刚度调节装置包括第一承力部和/或第二承力部，第一承力部设置于弧形壁板的外表面上，例如，图1中的环形筋板115可以理解为属于第一承力部的构件。附图6中的119也属于第一承力部的构件。

第二承力部设置于挡板的外表面上、且经弧形壁板与挡板150的连接位置处、弯折延伸至弧形壁板的外表面。例如，图2中的l形筋板116可以理解为属于第二承力部的构件。

可选地，第二承力部的一端延伸至挡板150的靠近转轴的边缘；且第二承力部与挡板150相固定连接。

可选地，挡板150的内侧固定连接有凸缘114，凸缘114与转轴相连接，且凸缘114与第二承力部相接触。

图2中示出了属于第二承力部的l形筋板116的一端，自环形挡板131的外周壁，穿过环形挡板131的内周壁，延伸至挡板150的靠近转轴的边缘；且属于第二承力部的l形筋板116，与挡板150和/或环形挡板131相固定连接。本申请实施例中的环形挡板131可以作为有利于对外转子组件的起到密封作用的结构而存在。

可选地，本申请实施例的挡板150的内侧固定连接有凸缘114，该凸缘114与转轴相连接，且凸缘114与第二承力部相接触。

转子支架区段110设计有环形筋板115结构形式的第一承力部与l型筋板116结构形式的第二承力部，该第一承力部与第二承力部与转子支架区段110一体连接，可有效降低产品在制造、运输、装配过程中的变形量。l型筋板应与凸缘114接触，以保证转子支架区段110整体受力均匀。可选的，如有冷却需求，可在转子支架区段110的磁轭外侧设计有散热筋。

上文介绍了本申请实施例的转子区段包括至少两个的转子支架区段以及与转子支架区段的数量相适配的多个转子端盖区段，任意转子支架区段与所对应的转子端盖区段之间可拆卸连接。下面结合附图2-附图5具体介绍转子支架区段110与所对应的转子端盖区段120之间的可拆卸连接的实现方式。

可选地，转子支架区段110还包括法兰部件，相邻两个转子支架区段110之间通过法兰部件固定连接，且法兰部件上设置有密封槽113，密封槽内113设置有密封部件。

可选地，本申请实施例的转子支架区段110还包括第一连接法兰111和第二连接法兰112。相邻两个转子区段100之间设置有第一连接法兰111和第二连接法兰112，该第一连接法兰111和第二连接法兰112用以固定连接相邻两个转子区段100。

如图2所示，第一连接法兰111与第二连接法兰112分别为l型结构，l型的两边分别沿转子支架区段110以及转子端盖区段120延伸，开口相对、分立于一个转子区段100的两端，与该转子区段100的端面相贴合且固定连接。并且第一连接法兰111与第二连接法兰112均为从转子部件径向向外凸出设置。

第一连接法兰111上设置有预设形状的第一密封槽113，第一密封槽113与第一连接法兰111形状走向基本相似，优选在第一连接法兰111的内侧设置。第一密封槽113内设置有密封件。可选地，密封件包括密封条或密封圈，该密封条或者密封圈贯穿连接第一连接法兰111的平面。其中密封圈可选择标准o型密封圈或者矩形密封圈或其他形式的密封圈，通过密封圈挤压变形实现发电机内外侧在连接处的密封。

可选地，本申请实施例还可以在第一密封槽113的两端开口位置及第一连接法兰111与第二连接法兰112的结合面处涂密封胶。

可选地，装配后相邻转子支架区段110之间的第一连接法兰111与第二连接法兰112相接触，转子支架区段110间通过螺栓或者其他可拆卸方式固定。

可选地，本申请实施例的转子支架区段110转子支架区段110还包括磁轭，该磁轭设置在转子支架区段110的内壁上；当采用内转子形式的发电机时，磁轭设置在转子支架区段110的外壁上。当采用外转子形式的发电机时，转子支架区段110的磁轭处安装磁极130。第一连接法兰111和第二连接法兰112上设置有用以固定磁极130的安装平面118。安装平面118的具体位置示例可参见图3。

可选地，第二连接法兰112上同样可以设置有用于固定磁极130的磁极所需的安装平面118。

图4为转子端盖区段的结构示意图。图5为图4中的圆圈标记区域的放大示意图。

由于转子区段100的端面通常具有一定厚度，因此选用上述介绍的第一连接法兰111和第二连接法兰112。对于构件的接触面的厚度较小时，可选择其他形状的连接法兰。

本申请实施例的相邻的转子端盖区段120之间设置有第三连接法兰121和第四连接法兰122，该第三连接法兰121和第四连接法兰122用以固定连接相邻的两个转子端盖区段120。

可选地，第三连接法兰121与第四连接法兰122分别为“一字型”结构，分立于一个转子端盖区段120的两端，与该转子端盖区段120的端面相贴合且固定连接。此种“一字型”结构的法兰既能够起到固定连接相邻的两个转子端盖区段120的作用，也可以尽量地减轻转子端盖区段120的成品重量。

第三连接法兰121上设置有第二密封槽123，第二密封槽123的形状走向基本与第三连接法兰121基本相似，优选设置在第三连接法兰121的内侧，且该第二密封槽123内设置有密封条或密封圈。

可选地，本申请实施例的转子支架区段110的第一连接法兰111和第二连接法兰112上设置有定位部件。

例如，图2中示出了设置在第一连接法兰111上的定位部件具体为第一定位销孔117。附图3是附图2中的圆圈标记区域的放大示意图。

转子支架110拼装时使用定位销进行装配定位，设置在第一连接法兰111上的第一定位销孔117的数量可以是一个或者多个。其中第一定位销孔117可采用铰制孔替代，铰制孔螺栓特点是同时具有定位销与螺栓的功能，同时能够承受横向载荷。其无螺纹部分相当于定位销，要求与两个连接件的定位孔均接触，螺纹部位外径小于无螺纹部位外径。可选地，转子支架110拼装时还可采用键进行装配定位。

可选地，第三连接法兰和第四连接法兰上分别设置有定位部件，该定位部件可以采用与上述实施例所述的定位部件相同的定位部件，例如，图5中示出了第三连接法兰上设置的定位部件为第二定位销孔124。

图6为转子支架区段的另一种结构示意图。

图6示出的转子支架区段110的承力结构不是通过附加l型筋板116与环形筋板115实现的，而采用可拆卸形式的加强环增强结构刚度，加强环由多个加强环区段119组装。与l型筋板116与环形筋板115的格子状相比，加强环区段119的周壁呈板状，因此，在可能的调整面积和调整厚度范围内，采用加强环区段119的加强形式时，能够实现从结构上保证与前一实施例的通过l型筋板116与环形筋板115的共同作用的加强方式，具有相同或类似的加强效果。加强环区段119通过焊接方式(焊接量不可太大，以便后续拆卸)固定在在转子支架区段110的磁轭变形量较大的位置，1个转子支架区段110可对应一个或多个加强环区段119。转子支架区段110拼接后，转子支架结合处的相邻加强环区段119在焊接处190位置点焊为一体，同时保证相邻的加强环区段119在焊接处190不接触，使得转子支架区段110只通过第一连接法兰111和第二连接法兰112连接，或者使得转子支架区段110只通过第三连接法兰121和第四连接法兰122连接。

需要说明的是，转子支架区段110的第一连接法兰111以及转子端盖区段110的第三连接法兰121上的密封槽可以根据需要，设计为不用完全贯穿整个接触面，只需满足模块化转子密封要求即可。

转子组件与定子及轴系装配为一体后，根据需要可去除加强环区段190也可保留加强环区段190。

基于同一发明构思，本申请根据实施例的第二方面，提供一种发电机，该发电机包括本申请实施例上述提供的发电机的外转子组件。

本申请实施例提供的发电机的外转子组件，包括两个以上转子区段，且任意两个转子区段之间密封连接。本申请实施例发电机的外转子组件将现有的一体的发电机的外转子组件，通过采用简洁实用的模块化结构设计，将发电机的外转子组件拆分为多个转子区段，成功解决了永磁直驱风力发电机尺寸过大、不便运输的技术问题。使得大功率风力发电机可以经由拆分、运输、组装工序顺利到达指定工作现场。

本申请实施例提供一种发电机，该发电机包括由多个尺寸较小的转子区段组成的发电机的外转子组件。将发电机的外转子分为多个区段并分别进行运输，既保障风力发电机的大功率输出能力，又能够兼风力发电机在运输方面的可行性，满足了当前大功率发电机的公路运输的要求，进而增大了大直径永磁直驱风力发电机的适用区域。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。