风轮机旋转电机制造技术

一种风轮机旋转电机，具有：转子(8)，其围绕给定轴线(A1)旋转并且具有旋转体(12)；多个永磁体(15)，其装配于旋转体(12)；多个冷却通道(22)，其靠近永磁体(15)；以及多个导热体(23)，每个导热体定位成部分地接触至少一个永磁体(15)且部分地位于冷却通道(22)内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种风轮机旋转电机。更具体地，本专利技术涉及ー种电机，包括绕给定轴线旋转且包括旋转体的转子以及固定到该旋转体的多个永磁体。
技术介绍
通常安装在风轮机上的上述类型的电机巨大，而且效率与永磁体的温度成反比，永磁体的磁场强度随温度升高而降低。
技术实现思路
本专利技术的ー个目的在于提供ー种被设计为有效地冷却永磁体的旋转电机。根据本专利技术，提供一种风轮机旋转电机，包括转子，其围绕给定轴线旋转且包括旋转体；多个永磁体，其装配于旋转体；多个冷却通道，其靠近永磁体；以及多个导热体，每个导热体定位成部分地接触至少ー个永磁体并且部分地位于冷却通道内。永磁体产生的热由此通过传导而部分地传递到冷却通道内，并通过冷却流体带走。通过靠近永磁体的冷却通道以及导热体两种方式实现热传递。导热体可定位成以各种配置接触永磁体。例如,每个导热体可定位成接触ー个或多个永磁体，或者接触两个轴向或径向对准的永磁体。各种可用的导热体配置使得本专利技术更通用。在本专利技术的一个优选实施方式中，姆个永磁体具有用于容纳导热体的支座。该特征提供了大面积的导热体-永磁体接触面，这通过永磁体与导热体之间的传导改进了热交換。在本专利技术的另ー优选实施方式中，导热体为热管(heat pipe)。已经证明热管作为热交換器而特别适合于此类应用，因此单位时间和面积内传递大量的热。因为结构合理，导热体最好制成为大致直杆的形式并且径向定位，这不会在冷却通道内产生明显的负载损失。冷却翅片还便利地沿着位于冷却通道内的导热体的一部分设置。冷却翅片优选地平行于给定轴线，以在不明显地增加沿着冷却通道的冷却流体流动的负载损失的条件下提高热交换效率。在本专利技术的ー个优选实施方式中，每个冷却通道在旋转体与至少ー个永磁体之间轴向延伸。将冷却通道靠近永磁体定位极大地提高了冷却流体的效能。冷却通道优选地包括第一冷却通道，每个第一冷却通道轴向延伸并由ー排永磁体、转子的旋转体的圆柱壁以及用干支撑永磁体的两个夹片界定。冷却流体与一排永磁体的直接接触使得去除大量的热。在ー个优选实施方式中，冷却通道包括第二冷却通道，每个第二冷却通道由两排径向隔开的永磁体界定。这种配置使得同时冷却两排永磁体。 该电机有利地具有分段结构。更具体地，转子包括多个扇片，每个扇片平行于给定轴线延伸并且与至少ー个冷却通道相关。因此，每个活动扇片独立于其他的活动扇片而被冷却。在本专利技术的ー个优选实施方式中，转子包括多个活动扇片，每个活动扇片包括两 个磁导引(magnetic guide);并且两排径向隔开的永磁体被夹在两个磁导引之间。这还使得有效地冷却磁导引。本专利技术可有利地用于直接驱动式风轮机中，其中，支撑多个叶片的轮毂直接连接至旋转电机转子。在这类大型机械中，转子冷却对机械效率具有重要影响；并且对于给定的风轮机的设计，转子通常难以冷却，尤其是当转子位于定子内吋。附图说明将通过实例并參照附图描述本专利技术的几个非限制性实施方式，附图中图I示出了包括根据本专利技术的旋转电机的风轮机的局部剖视图，为了清楚，去掉了一些部件；图2示出了图I中旋转电机的细节的放大前视图，为了清楚，去掉了ー些部件；图3至图5以立体方式示出了连接永磁体和导热体的各种方式的放大视图，为了清楚，去掉了ー些部件；图6示出了图2的变型的前视图，为了清楚，去掉了ー些部件。具体实施方式 图I中的数字I整体表示用于产生电能的风轮机。风轮机I包括支撑结构2、发动机舱3、旋转电机4、轮毂5、以及三个叶片6 (图I中仅示出了两个)。发动机舱3安装成相对于支撑结构2围绕轴线A转动,并且轮毂5相对于发动机舱3围绕轴线Al转动。旋转电机4包括定子7，其部分地限定发动机舱3或更精确地说是发动机舱3的外売；以及转子8，其刚性连接至轮毂5。轴承9位于定子7与转子8之间，在所示实例中，一个轴承9定位成靠近转子8与轮毂5的连接处。定子7包括管状体10以及围绕轴线Al布置且装配于管状体10的多个活动定子扇片11 ;并且转子8包括旋转管状体12以及围绕轴线Al布置且装配于管状体12的多个活动转子扇片13。在本专利技术中，管状体12具有重量非常轻的优势，但是可由带有被设计成支撑活动扇片13的面的任何旋转体替代。活动扇片11和13平行于轴线Al延伸，定位成面向且隔开ー气隙，并且可相对于对应的管状体10和12轴向插入和移除。在所示实例中，旋转电机4为同步永磁体类型的，并且每个活动定子扇片11由耦接至线圈(图中未示出)的磁导引限定；并且，如图2所示，每个活动转子扇片13由耦接至永磁体15的磁导引14限定。更具体地，永磁体15以径向叠加的两排布置，并且夹在两个磁导引14之间。參照图2，管状体12包括圆柱壁16 ;以及多个夹片17，其设计为沿着圆柱壁16限定用于容纳多个活动扇片13(为了简便，图2中仅示出了ー个)的多个支座18。用于容纳活动扇片13的每个支座18在两个相対的夹片17之间延伸。用于限定对应支座18的各对相对扇片17围绕轴线Al等间距隔开，且以尺寸允许夹片17周向弯曲的轴向间隙19隔开，以将活动扇片13插入对应的支座18以及从对应支座中抽出，并且回弹至夹紧活动扇片13的位置。夹片17直接作用在两个相対的磁导引14上。每个夹片17包括邻近圆柱壁16的底部20以及被设计成与活动扇片13接合的端部21，以便限定位于每对夹片17、活动扇片13以及圆柱壁16之间的通道22。换句话说，活动扇片13仅占据支座18的一部分且部分地突出到支座之外。通道22被设计为允许冷却流体以与ー排永磁体15直接接触的方式均匀地循环。转子8包括多个导热体23 (为了简便，图2中仅示出了ー个)，每个导热体定位成 部分地接触至少ー个永磁体15并且部分地插入到冷却通道22内。导热体23定位成接触一个或多个永磁体15。在图2中，导热体23的一部分位于两个径向对准的永磁体15内。在图3和图4中，导热体23定位在两个轴向对准的永磁体15之间，并且在图5中，导热体定位成部分地位于ー个永磁体15内。在图4和图5中，永磁体15具有用于导热体23的支座。在图4的实例中，每个永磁体15具有凹槽24 (在这种情况下，通过两个耦接的永磁体15形成支座)；并且在图5的实例中，永磁体15具有孔25。优选地，导热体23通过形状配合连接至永磁体15，以使导热体23与永磁体15之间的接触面积最大；并且可使用导热膏消除导热体23与永磁体15之间的支座内的任何游隙(slack)。在所示实施方式中，导热体23为热管，并且优选地基本上为直的且径向定位，如图2中更清楚地示出。在本专利技术的ー个优选实施方式中，导热体23具有平行于轴线Al的冷却翅片26。在所示实施方式中，冷却翅片26为环形的，容纳于通道22内，并且与通道22内的导热体23的一部分成一体。在一个实施方式中，通道22的壁也具有平行于轴线Al的冷却翅片27，所述冷却翅片从圆柱壁16和夹片17延伸。在图6的变型中，每个活动扇片13包括两排径向隔开的轴向永磁体15，以限定位于两排永磁体15与两个磁导引14之间的另ー个冷却通道28。在这种情况下，空气沿着每排中的永磁体15的两个相对面流动；每排永磁体15与对应的导热体23 (在所示实例中，为热管)相关，导热体定位成部分地接触永磁体15且部分地位于冷却通道22、28内；导热体23的尺寸根据可用空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.10 IT MI2011A0003771.一种风轮机旋转电机(4)，包括转子(8)，其围绕给定轴线(Al)旋转并且包括旋转体(12);多个永磁体(15)，其装配于所述旋转体(12);多个冷却通道(22 ;28)，其靠近所述永磁体(15);以及多个导热体(23)，每个导热体定位成部分地接触至少一个永磁体(15)且部分地位于冷却通道(22 ；28)内。2.根据权利要求I所述的旋转电机,其中，每个导热体(23)定位成接触两个永磁体(15)。3.根据权利要求I所述的旋转电机，其中，所述导热体(23)定位在两个轴向对准的永磁体(15)之间。4.根据权利要求I所述的旋转电机，其中，所述导热体(23)定位成接触两个径向对准的永磁体(15)。5.根据权利要求I所述的旋转电机，其中，每个永磁体(15)具有用于容纳所述导热体(23)的支座(24，25)。6.根据权利要求I所述的旋转电机，其中，所述导热体(23)为热管。7.根据权利要求I所述的旋转电机，其中，所述导热体(23)基本上为直的并且径向定位。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马特奥·卡萨扎，乔治·弗利，
申请(专利权)人：威力克有限公司，
类型：发明
国别省市：