一种永磁转子包括转子磁轭和布置在转子磁轭的外圆周或内圆周上的多个永磁模块，永磁模块通常沿着轴向方向延伸并具有基本上恒定的轴向横截面，其包括适合于固定至发电机转子的磁轭的基底、一个或多个永磁体以及一个或多个极片，其中永磁体中的每个具有圆周磁取向并且轴向横截面基本上为矩形，并且其中永磁体中的每个关于模块的中央径向平面倾斜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种永磁转子包括转子磁轭和布置在转子磁轭的外圆周或内圆周上的多个永磁模块，永磁模块通常沿着轴向方向延伸并具有基本上恒定的轴向横截面，其包括适合于固定至发电机转子的磁轭的基底、一个或多个永磁体以及一个或多个极片，其中永磁体中的每个具有圆周磁取向并且轴向横截面基本上为矩形，并且其中永磁体中的每个关于模块的中央径向平面倾斜。【专利说明】永磁转子本申请要求于2012年3月30日提交的欧洲专利申请12382116.7和于2012年5月30日提交的第61/653，294号美国临时专利申请的利益。本专利技术涉及用于电机的永磁转子，并且更具体地涉及尤其适用于风力涡轮机的发电机转子。
技术介绍
包括具有永磁体的转子的电机(如发动机和发电机)是已知的。它们通常被认为是可靠的并且与其他发电机拓扑相比需要更少的维修。 现代风力涡轮机通常用于向电网中供应电力。这种风力涡轮机通常包括具有转子轮毂和多个轮叶的转子。转子被设置为在轮叶上的绕组的影响下旋转。转子轴的旋转直接驱动发电机转子(“直驱”)或者通过使用变速箱驱动发电机转子。具体地，对于海上风力涡轮机，通常选择用于永磁体的直驱系统。 这种直驱式风力涡轮发电机可具有例如6-8米的直径和例如2-3米的长度。数百磁体可能需要附接(例如通过螺纹连接或胶合)至转子的圆周。显然该制造法可能是很麻烦的。 此外，如果一个或多个磁体被损坏并且需要更换时，进入这些磁体可能是复杂的(尤其是大型发电机)，从而维修可能变得非常昂贵。 然而，发电机的这种尺寸和类型不限于海上应用，甚至不仅仅限于风力涡轮机领域。会遭受相同问题和/或具有相同复杂情况的相当大的尺寸的发电机也可在例如蒸汽涡轮机和水力涡轮机中发现。此外，相对大的永磁电动机可具有相同或类似的问题。 在电机中部件的冷却通常是重要要求。冷却气流可通过转子的旋转建立。在一些实现中，额外的冷却气流可通过专用风扇提供。此外，在一些实现中，可提供液体冷却回路。冷却回路的加入可使大型永磁发电机的装配和制造进一步复杂化。可能需要钻出多个径向冷却孔。这些径向孔可使制造和装配复杂化并且通常将导致不均匀的冷却。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种永磁转子，其包括转子磁轭和布置在转子磁轭的外圆周或内圆周上的多个永磁模块。永磁模块通常沿轴向方向延伸并具有基本上恒定的轴向横截面。模块包括适于固定至发电机转子的磁轭的基底、一个或多个永磁体和一个或多个极片。永磁体中的每个具有圆周磁取向并且轴向横截面基本上为矩形，永磁体中的每个关于磁体的径向平面倾斜。 在本专利技术的这一方面，提供永磁转子以使装配和维修变得更为方便。为了修理和制造，可相对容易地将磁体的模块插入适当的位置和移除。此外，倾斜的磁体导致有益的功率和转矩特性。 本文中，轴向横截面可被限定为具有垂直于转子的旋转轴的平面的横截面。轴向方向可被限定为与转子的转动轴一致或平行的方向。 在一些实施方式中,永磁模块中的一个或多个可包括两个轴向行的磁体。在优选的实施方式中，所有模块可以是基本上相同的。因此发电机转子的装配可被简化。在替代的实施方式中，可使用具有单行永磁体的模块。在该配置中，不是所有模块都必须相同。轴向行的磁体可包括单个磁体或者轴向定位在彼此之后的两个或两个以上磁体。 在一些实施方式中，永磁模块中的一个或多个可包括第一行和第二行的永磁体以及布置在所述第一行和第二行之间的中央冷却通道。该中央冷却通道可形成为通过永磁模块轴向延伸的孔。在一些实施方式中，一个冷却通道可结合在磁体中的每个(行)的底部(即，内端)，和/或至少一个冷却通道可结合在磁体中的每个(行)的顶部(即，外端)。在一些实施方式中，冷却通道可布置在磁体中的一个或多个的四个拐角中的一个或多个拐角处。 在一些实施方式中，轴向冷却通道可由磁体中的一个或多个限定。因此冷却可更有效地冷却磁体。此外，在形成用于磁体的槽/孔的同时，可由例如冲压或者激光切割形成冷却通道。 在一些实施方式中，永磁模块的基底和极片可整体地形成并且磁体可嵌入永磁模块中。如果基底和极片在轴向横截面中整体地形成(即，它们形成整体件)，可减少用于模块的制造公差。替代地，磁体可胶合和/或螺旋连接至基底或极片的顶部。 在一些实施方式中，转子可包括用于将永磁模块固定至转子磁轭的多个锚，其中永磁模块包括基底，该基底具有适合于安装至转子磁轭的内圆周或外圆周的底面和两个轴向延伸的侧面，永磁模块的基底的两个侧面分别包括轴向延伸的凹槽，其中锚具有符合相邻的永磁模块的轴向延伸的凹槽的形状。可选地，锚可以基本上为T形。 在这些实施方式中提供了将模块安装在转子磁轭上的特别容易的方式。首先锚可以宽松地附接至转子磁轭。在放置模块之后，可拧紧锚并与模块的基底接合。 在其他实施方式中，永磁模块中的每个可包括布置在不同轴向位置处的多个径向孔，并且永磁模块可由插入径向孔中的多个螺栓固定至转子磁轭。 在又一方面，本公开提供了一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括具有基本上如上所述的转子的发电机。在一些实现中，风力涡轮机可以是直驱风力涡轮机。特别地，风力涡轮机可以是海上直驱风力涡轮机。 当查阅说明书时，本专利技术的实施方式的其他目标、优点和特征对本领域技术人员将是显而易见的或者可以通过本专利技术的实践得知。 【专利附图】【附图说明】 下面将参照附图通过非限制性示例的方式描述本专利技术的【具体实施方式】，其中: 图1不出了根据本专利技术的第一实施方式的永磁模块的轴向横截面图； 图2示出了根据本专利技术的另一实施方式的永磁模块的轴向横截面图； 图3a_3b示意性示出了根据本专利技术的其他实施方式的转子； 图4a_4b示意性示出了根据本专利技术的又一些其他实施方式的转子；以及 图5a_5c示意性示出了根据本专利技术的另一些其他实施方式的转子。 【具体实施方式】 图1不出了根据本专利技术的第一实施方式的永磁模块的轴向横截面图。永磁模块10包括基底13、第一轴向行的永磁体11和第二轴向行的永磁体12。轴向行的磁体可以是单个磁体，或者轴向定位在彼此之后的多个磁体。 永磁体的南北极在图1中示出。磁体具有圆周磁取向(有时也称作“横向”或“切向”取向)，即每个磁体的南北极在圆周(或“切向”)方向彼此相邻地设置在转子中。 磁体可朝向模块的中央径向平面2倾斜。如图1中所示，磁体不沿着局部径向平面4和6(通过磁体中央的径向平面)延伸，而是关于这些平面倾斜。从第二磁体12的北极至第一磁体11的南极的磁通线将基本上是直的，即水平的。两个磁体一起可形成单极，并且从第一磁体的北极至第二磁体的南极的磁通线将围绕设置在定子(未示出)上的绕组。极片14a和14b用作通量集中器。 永磁模块可具有基本上恒定的横截面并且可包括堆叠的金属片。堆叠的金属片可通过焊接彼此粘接，或者可以通过例如粘合剂接合。 该层叠结构可减小或避免涡流。金属片可通过冲压或者例如激光切割形成并且可胶合在一起。矩形通孔可在金属片中形成从而嵌入矩形永磁体。这些孔也可通过例如冲压或激光切割形成。在替代的实施方式中，可使用整体件代替堆叠的金属片。以此方式嵌入磁体减少了零件数并且由于待装配的部件的减少，容差可自动减小。 可使用适当的粘合剂将磁体牢固地固定。可使用例如端板和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种永磁转子，包括转子磁轭和多个永磁模块，所述多个永磁模块布置在所述转子磁轭的外圆周或内圆周上，所述永磁模块大体沿轴向方向延伸并且具有基本上恒定的轴向横截面，其包括适合于固定至所述发电机转子的磁轭的基底、一个或多个永磁体、以及一个或多个极片，其中所述永磁体中的每个具有圆周磁取向并且轴向横截面基本上为矩形，并且其中所述永磁体中的每个关于所述磁体的径向平面倾斜。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：赛萨尔·穆尼兹凯撒斯，圣地亚哥·克莱拉穆恩特伊斯特查，格伦·阿尔德雷，
申请(专利权)人：西班牙阿尔斯通可再生能源有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES
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