本发明专利技术的旋转电机具有永久磁铁型转子(10)，该永久磁铁型转子(10)设为在转子铁心部的外周部设置沿着转子的轴向的楔形槽(15)，使永久磁铁(13)直接或者间接地嵌合固定于上述楔形槽(15)而形成转子磁极，在上述旋转电机中，在上述转子磁极间形成了在上述转子铁心部(12)的轴向上延伸的非磁性区域。
【技术实现步骤摘要】
旋转电机
本专利技术的实施方式涉及具有永久磁铁型转子的旋转电机。
技术介绍
将风力等的自然能(natural energy)作为动力源的风力发电系统(wind forcepower genrat1n system)是通过风车翼(blade)(也叫做润轮(turbine)翼)将自然能转换成旋转能，从发电机取出电力能。风力发电系统的第一形式是经由增速齿轮(speedincreasing gear)将通过风车翼而得到的旋转能传递至发电机并驱动发电机的形式。风力发电系统的第二形式是为了减少在发电机的旋转中增速齿轮产生的噪音、损失，不经由增速齿轮而直接将通过风车翼所得到的旋转能传递至发电机的形式。 在发电机的转速η、磁极数P以及电压频率f之间，以下的关系式⑴成立。设电压频率f为一定时，转速η与磁极数P变成反比例的关系。 n = (120Xf)/p…式(I) 在没有装备增速齿轮的风力发电系统中，将电压频率f设定成商用频率(50Hz或者60Hz)进行发电时，由于风车翼即发电机的旋转速度低，所以需要将磁极数P多极化。该结果是，没有装备增速齿轮的风力发电系统的体积比装备了增速齿轮并高速旋转的相同发电容量的发电机更大型。 在大型的风力发电系统中，以塔架(tower)来支撑风车翼、发电机(generator)以及吊舱(nacelle)。因此，发电机的重量以及体积的大小对吊舱、塔架的制造.建设费用产生影响。如果想要抑制吊舱、塔架的制造费.建设费用，则需要将发电机小型化.轻量化。 图10是表示大型的风力发电系统的概略构成的一例的立体图。该风力发电系统具备基座1、塔架2、吊舱3以及风车翼4作为主要的构成要素。塔架2垂直地设置于基座I之上。吊舱3设置于塔架2的顶部。相对吊舱3水平地设置风车翼4。风车翼4具备水平的翼轴(也叫做叶片轴)4A，以及多个风车翼主体4B。多个风车翼主体4B以等间隔安装于翼轴4A的外周部。 图11是表示图10的风力发电系统中的吊舱3的内部构成的一例的图。该吊舱3收纳发电机6、电力调整部7等。发电机6经由旋转轴5连结于风车翼4的翼轴4A。电力调整部7调整发电机6发电的电压、频率。 在如上述构成的风力发电系统中，风车翼4通过风力旋转时，该旋转力从翼轴4A向设置于吊舱3内的旋转轴5传递。通过该传递，由发电机6进行发电。在发电机6产生的电力，在通过电力调整部7调整了电压以及频率后，利用电缆(cable)8从塔架2的内侧通过而导至下方，从基座I附近朝向塔架2的外侧引导，与未图示的电力系统(包括电源、负荷)互相连接。 另外，在图11的例中，电力调整部7配置于吊舱3内。但是根据吊舱3或者塔架2的构造上的理由，电力调整部7也可以配置于地上。 图12A，图12B以及图12C是将以往的永久磁铁型转子的一部分在水平方向展开并表不的轴向剖视图。 图12、图12B以及图12C示出的永久磁铁型转子共同的是，在环状的转子铁心部12的外周部，在周向上配置多个永久磁铁13而构成。转子铁心部12固定于轮辐11。永久磁铁13的断面形成为梯形形状。 随后，对图12A、图12B以及图12C的不同点进行说明。 图12A示出的永久磁铁型转子10是，通过与转子铁心部12的平坦的外周部相对，以在周向上规定间隔且与轴向平行的方式用环氧树脂Gpoxy resin)等的粘着剂14来固定永久磁铁13，从而构成转子磁极。另外，将永久磁铁13的高度设为(Hl)，将转子铁心部12的从旋转中心开始到外周部表面为止的直径设为(Dl)。 一般，风力发电机的寿命设为20?30年。永久磁铁13受到通常运转时或短路事故时的电磁振动、电磁力的影响。因此，由于粘着剂14的经年变化而粘着力下降，因此，有永久磁铁13从转子铁心部12脱落的可能性，存在长期可靠性低劣的问题。 另外，图12B示出的永久磁铁型转子10是，与图12A的情况相比永久磁铁13的固定方法不同。具体地讲，代替用粘着剂14将永久磁铁13粘帖固定于转子铁心部12，在转子铁心部12的外周部形成与作为永久磁铁13的底部侧的一部分的下半部(例如，从下底部分开始到约一半的高度(H2)为止的部分)的形状相符的楔形槽(slot) 15。楔形槽15是以开口部的宽度比底部的宽度狭小的方式将整体形成为锥形(taper)形状的槽。通过将梯形形状的永久磁铁13与该楔形槽15直接嵌合,从而构成转子磁极(rotator magneticpoles)。 另外，在这种情况下，楔形槽15的高度(H2)设为永久磁铁13的高度(Hl)的一半以下。永久磁铁13中的从该永久磁铁13的高度(Hl)减去楔形槽15的高度(H2)的部分(H1- H2)从转子铁心部12的外周部表面突出。另外，转子铁心部12的从旋转中心部开始到外周部表面为止的直径(Dl)是与图12A示出的直径相同的。 这样构成的永久磁铁型转子10具有:发生由电磁振动、电磁力的影响引起的永久磁铁13的脱落的可能性比图12A示出的永久磁铁型转子10低的优点。 进而，代替如图12B所示那样，使永久磁铁13直接嵌合于在转子铁心部12的外周部形成的楔形槽15而固定，图12C示出的永久磁铁型转子10是，预先将永久磁铁13的下半部(Hl的约一半的高度H2)嵌合固定于磁铁基底(base) 16的构成。进而,在该永久磁铁型转子10中，将磁铁基底16嵌合固定于楔形槽15而构成转子磁极。另外，磁铁基底16例如通过SS400等的压延钢材将下底部分以及两侧部形成为厚度(t)。 另外，在这种情况下，楔形槽15按磁铁基底16的厚度量(t)在深度方向、宽度方向上较大地形成，以使永久磁铁13中的从转子铁心部12的外周部突出的高度(H3)变成与图12B的永久磁铁型转子10相同尺寸。 采用了该磁铁基底16的永久磁铁型转子10具有图12B的永久磁铁型转子10具有的优点。进而，若用该永久磁铁型转子10，则在转子的组装时能够分成将永久磁铁13嵌合固定于磁铁基底16的操作，以及将磁铁基底16嵌合固定于楔形槽15的操作。因此，该永久磁铁型转子10具有组装时的操作性高的优点。 在上述的图12B或者图12C示出的永久磁铁型转子10的情况下，与图12A那样，用粘着剂14将永久磁铁13粘贴于转子铁心部12的外周部的情况相比，永久磁铁13的防脱落效果提高。其反面是，永久磁铁13的下半部被埋入于转子铁心部12的外周部设置的楔形槽15,永久磁铁13的磁通的一部分成为漏磁通,所以具有与定子的电枢线圈(armaturecoil)交链的主磁通下降的缺点。 为了弥补该主磁通的下降，增加在转子铁心部12的外周部安装的永久磁铁的数量时，产生发电机的体积(Di2XL, D1:定子铁心内径，L:定子轴长)变大的缺点。另外，具有永久磁铁13间的位于漏磁通流动的路线上的转子铁心部12的铁损增加的缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种具有永久磁铁型转子的旋转电机，使漏磁通减少，使与电枢线圈交链的主磁通量增加，发电机体积以及重量减少，能够减少转子磁极间的铁损。 根据实施方式，旋转电机具有这样的永久磁铁型转子:该永久磁铁型转子设为在转子铁心部的外周部设有沿着转子的轴向的楔形槽，使永久磁铁直接或者间接地本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有永久磁铁型转子(10)的旋转电机，该永久磁铁型转子(10)在转子铁心部(12)的外周部沿着转子的轴向设置有楔形槽(15)，将永久磁铁(13)嵌合固定于上述楔形槽(15)而形成多个转子磁极，该旋转电机的特征在于，在上述多个转子磁极之间，形成有在上述转子铁心部(12)的轴向上延伸的非磁性区域。
【技术特征摘要】
2013.07.25 JP 2013-1547791.一种具有永久磁铁型转子(10)的旋转电机，该永久磁铁型转子(10)在转子铁心部(12)的外周部沿着转子的轴向设置有楔形槽(15)，将永久磁铁(13)嵌合固定于上述楔形槽(15)而形成多个转子磁极， 该旋转电机的特征在于， 在上述多个转子磁极之间，形成有在上述转子铁心部(12)的轴向上延伸的非磁性区域。2.根据权利要求1记载的旋转电机，其特征在于， 上述永久磁铁(13)经由以磁性材料构成的磁铁基底(16)而被嵌合固定于上述楔形槽(15)。3.根据权利要求1记载的旋转电机，其特征在于， 上述楔形槽(15)被形成为将上述永久磁铁(13)的下方的一部分嵌合固定的宽度。4.根据权利要求2记载的旋转电机，其特征在于， 上述楔形槽(15)被形成为将上述磁铁基底(16)的下方的一部分嵌合固定的宽度。5.根据权利要求2记载的旋转电机,其特征在于， 上述楔形槽(15)是被形成为嵌合固定楔形榫(19)的宽度的狭小的楔形槽(20)，该楔形榫(19)比上述磁铁基底(16)的底部的宽度狭，并且，该楔形榫(19)从上述磁铁基底(16)的底面朝向上述转子铁心部一...
【专利技术属性】
技术研发人员：上田隆司，新政宪，广濑孝明，中山真哉，中村英之，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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