永磁体固定结构、永磁风力发电机转子及永磁风力发电机的制作方法

本实用新型涉及永磁风力发电机，特别涉及一种永磁体的固定结构、永磁风力发电机的转子。

背景技术：

随着全球对风电能源日益增长的需求，对风力发电机组的生产成本和生产安全提出了越来越大的挑战。目前风力发电机正向高可靠性、低维护量、减少组件、降低成本的方向发展。永磁风力发电机的发电效率高，且由于省去了齿轮箱简化了传动结构，大大降低了故障率。电网并网点电压跌落时，永磁风力发电机组能够在一定电压跌落的范围内不间断并网运行，从而维持电网的稳定运行。因此，永磁风力发电机正占有越来越多的市场。

永磁风力发电机包含定子和转子，所述转子与定子同中心轴，转子套设在定子外周，转子与定子之间形成气隙。其中转子包括转子屋及若干个永磁体(特别是钕铁硼等稀土永磁体)。所述永磁体作为永磁风力发电机的磁极。转子屋为两端开口的圆筒形结构，永磁体固定在转子屋的内侧面。为了提高发电效率，永磁风力发电机的磁级通常大于100极，所用的永磁体越来越多，因而转子屋的体积越来越大。永磁风力发电机运行时，受工作环境中温度、潮湿、振动、交变电磁力等各种因素的影响，永磁体容易从转子屋脱落，给永磁风力发电机安全可靠运行造成影响。因此，永磁风力发电机永磁体的固定方式非常关键。

目前，一种较为常见的永磁体固定方法为：直接在转子屋的内侧面铣燕尾槽。将永磁体封装在磁极模组盒中，并在磁极模组盒表面设置燕尾楔，通过该燕尾楔与转子屋的燕尾槽配合，将永磁体固定在转子屋内侧面。随着转子屋所用永磁体数量的增加，对转子屋铣燕尾槽的加工量随之增加。由于转子屋体积的不断增大，在永磁风力发电机的磁级超过100极时，需要使用超过8米的数控铣床。不仅大大增加了加工成本，甚至难以找到合适的数控铣床供应商。另一种常见的永磁体固定方法为：将永磁体封装在磁极模组盒中，并在磁极模组盒相对的两侧设有沿边。通过螺栓穿设磁极模组盒的沿边和转子屋，将永磁体固定在转子屋内侧面。这种方法易于实现，但是具有多项缺陷：磁极模组盒必须在定子和转子装配前安装，带有强磁性的永磁体大大增加了装配难度；永磁体的强磁性导致其定位困难、安装效率低下，并且必须配有合适的转子和熟练的技术人员才能保证其准确安装至指定位置；在发电机运行时，磁极模组盒受到的强大切向力必须完全由螺栓承受，导致需要大量螺栓以及配套的螺栓孔，并且在长期运行后存在螺栓断裂的可能性。

综上，现有技术中的永磁风力发电机的永磁体固定装置具有加工成本高、安装难度大、可靠性低的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种永磁风力发电机的转子。通过本实用新型减少了固定永磁体所需要的螺栓数量，并可防止螺栓掉落。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种永磁风力发电机的转子，所述转子包含：

转子屋，其为圆筒形结构；

若干个相同的基板，沿转子屋的周向方向依序连接形成一个与转子屋共中心轴的第一圆筒；基板外侧面贴合转子屋内侧面；基板内侧面开有若干个相同且均匀分布的燕尾槽；所述燕尾槽的长度方向平行于转子屋的中心轴；

若干个相同的转子铁芯,沿转子屋的周向方向依序连接形成一个与转子屋共中心轴的第二圆筒；转子铁芯外侧设有若干个相同的燕尾楔，所述燕尾槽匹配所述燕尾楔，通过燕尾楔楔入燕尾槽内，实现转子铁芯固定连接基板；转子铁芯内侧面沿转子屋的径向设有若干个突出,所述突出的内部设有空腔；

永磁体，嵌套在所述空腔内，永磁体的长度方向平行于转子屋的中心轴；

若干个连接装置，用于固定连接基板与转子屋；所述连接装置避让燕尾槽。

所述基板为钢材质。

所述转子铁芯为硅钢叠片材质。

所述连接装置沿转子屋径向方向依序穿设基板、转子屋，使基板固定贴合在转子屋内侧面；连接装置不自转子屋外侧面、基板内侧面伸出。

所述连接装置为螺栓。

本实用新型还揭示了一种固定结构，用于将永磁体固定在永磁风力发电机的转子屋上，所述转子屋为圆筒形结构。所述固定结构包含：

若干个相同的基板，沿转子屋的周向方向依序连接形成一个与转子屋共中心轴的第一圆筒；基板外侧面贴合转子屋内侧面；基板内侧面开有若干个相同且均匀分布的燕尾槽；所述燕尾槽的长度方向平行于转子屋的中心轴；

若干个相同的转子铁芯,沿转子屋的周向方向依序连接形成一个与转子屋共中心轴的第二圆筒；转子铁芯外侧设有若干个相同的燕尾楔，所述燕尾槽匹配所述燕尾楔，通过燕尾楔楔入燕尾槽内，实现转子铁芯固定连接基板；转子铁芯内侧面沿转子屋的径向设有若干个突出,所述突出的内部设有用于嵌套所述永磁体的空腔；

若干个连接装置，用于固定连接基板与转子屋；所述连接装置避让燕尾槽。

本实用新型还揭示了一种永磁风力发电机，包括定子和本实用新型所述的转子。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1)通使用若干个与转子屋内侧面固定连接的基板，只需在基板上铣燕尾槽，而无需在转子屋内侧面铣燕尾槽，通过小机床即可完成铣燕尾槽的工作，大大降低了加工难度和加工成本，提高了工作效率。

2)现有技术中，固定每个永磁体均需要多个螺栓；本实用新型中，只需通过螺栓将基板固定在转子屋上，而一个基板对应可安装多个永磁体，大大减少了螺栓的使用量，降低了发生螺栓断裂的可能性。

3)本实用新型通过转子铁芯外侧面所设的燕尾楔与基板内侧面的燕尾槽配合，实现固定连接转子铁芯与基板；同时转子铁芯沿转子屋周向方向连接形成一个圆筒，使得基板内侧面完全被转子铁芯连接形成的圆筒遮挡，且连接基板和转子屋的螺栓被转子铁芯压紧封堵，即使螺栓断裂也不会脱出，大大增加了永磁体风力发电机的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一个实施例，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为通过本实用新型的转子的立体图；

图2为通过本实用新型的转子的俯视图；

图3为实施例一中，通过本实用新型的转子连接永磁体俯视图；

图4为实施例一中，通过本实用新型的一个基板、一个转子铁芯固定永磁体立体图；

图5为图4的局部放大图；

图6为实施例一中，通过本实用新型的转子固定永磁体的局部立体图；

图7为实施例二中，通过本实用新型的转子的一个基板连接永磁体俯视图；

图8为实施例二中，通过螺栓连接转子屋和基板示意图。

图中：1、转子屋；2、基板；3、转子铁芯；4、突出；5、永磁体；7、螺栓；8、燕尾槽；9、燕尾楔；10、台阶式通孔；11、盲孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，永磁风力发电机的转子包含：转子屋1，若干个相同的基板2、若干个相同的转子铁心3、永磁体5、若干个连接装置。其中，基板2、转子铁芯3和连接装置形成将永磁体5固定在转子屋1上的固定结构。

如图1、图2所示，所述转子屋1为圆筒形结构。

如图1、图2所示，所述基板2沿转子屋1的周向方向依序连接形成一个与转子屋1共中心轴的第一圆筒，基板2为钢材质。如图3至图7所示，基板外侧面贴合转子屋内侧面；基板内侧面开有若干个相同且均匀分布的燕尾槽8；所述燕尾槽8的长度方向平行于转子屋1的中心轴；

所述转子铁芯3沿转子屋1的周向方向依序连接形成一个与转子屋1共中心轴的第二圆筒。所述转子铁芯3为硅钢叠片材质。如图3～图7所示，转子铁芯外侧设有若干个相同的燕尾楔9，所述燕尾槽8匹配所述燕尾楔9，通过燕尾楔9楔入燕尾槽8内，实现转子铁芯3固定连接基板2；转子铁芯内侧面沿转子屋1的径向设有突出4,所述突出4的内部设有空腔,永磁体5嵌套在所述空腔内，且永磁体5的长度方向平行于转子屋1的中心轴。

如图5所示，在本实用新型的实施例一中，一个转子铁芯3设有三个所述突出4，一个突出4对应两个燕尾楔9。如图7所示，在本实用新型的实施例二中，一个转子铁芯3设有两个突出4,一个突出4对应一个燕尾楔9。一个突出4对应一个永磁体5，永磁体5固定嵌套在突出4的空腔内。

所述连接装置，用于固定连接基板2与转子屋1。如图3、图7所示，连接装置避让燕尾槽。所述连接装置沿转子屋径向方向依序穿设基板2、转子屋1，使基板2固定贴合在转子屋内侧面。优选的，所述连接装置为螺栓7。如图8所示，在本实用新型的实施例二中，在基板2垂直穿设有若干个避让燕尾槽的台阶式通孔10，在转子屋内壁也垂直开有对应所述台阶式通孔10的盲孔11。所述台阶式通孔10和盲孔11的内壁均开有匹配螺栓7的螺纹，螺栓7自基板2内壁依次穿设所述台阶式通孔10、盲孔11，固定连接基板2和转子屋1。

本实用新型还揭示了一种永磁风力发电机，包括定子、以及如本实用新型所述的转子。

一种用于固定永磁体5的方法，将永磁体5固定在永磁风力发电机转子屋内侧面，包含步骤：

s1、将基板外侧面贴合转子屋内侧面；通过螺栓7固定连接基板2和转子屋1,螺栓7避让基板2的燕尾槽8，且不自基板内侧面伸出；

s2、沿转子屋周向方向重复步骤s1，直至基板2依序连接形成一个与转子屋1共中心轴的第一圆筒；

s3、将转子铁芯3的燕尾楔9楔入基板2的燕尾槽8内；转子铁芯外侧面固定贴合底板内侧面；

s4、沿转子屋周向方向重复步骤s3，直至转子铁芯3依序连接形成一个与转子屋1共中心轴的第二圆筒；

s5、将永磁体5嵌入设置在转子铁芯内侧壁上的转子齿4内；

s6、重复步骤s5，直到每个转子齿4内都嵌设有一个永磁体5。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1)通使用若干个与转子屋内侧面固定连接的基板2，只需在基板2上铣燕尾槽8，而无需在巨大的转子屋的内侧面铣燕尾槽8，通过小机床即可完成铣燕尾槽8的工作，大大降低了加工难度和加工成本，提高了工作效率。

2)现有技术中，固定每个永磁体5均需要多个螺栓7；本实用新型中，只需通过螺栓7将基板2固定在转子屋1上，而一个基板2对应可安装多个永磁体5，大大减少了螺栓7的使用量，降低了发生螺栓7断裂的可能性。

3)本实用新型通过转子铁芯外侧面所设的燕尾楔9与基板内侧面的燕尾槽8配合，实现固定连接转子铁芯3与基板2；同时转子铁芯3沿转子屋周向方向连接形成一个圆筒，使得基板内侧面完全被转子铁芯3连接形成的圆筒遮挡，且连接基板2和转子屋的螺栓7被转子铁芯3压紧封堵，即使螺栓7断裂也不会脱出，大大增加了永磁风力发电机的安全性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。