用于电机的转子制造技术

一种用于电机的转子，所述电机尤其是直驱式风力涡轮机（19）的发电机，该转子包括圆柱形转子壳体（2），该圆柱形转子壳体具有布置在内壳体表面（3）处的若干个磁体器件（4），其中，每个磁体器件（4）包括布置在平行于旋转轴线的排（6）中的若干个磁体元件（5），其中，内壳体表面（3）设置有平行于旋转轴线延伸的至少一个凹槽状凹部（7），其中，每个凹部（7）被排（6）中的磁体元件（5）覆盖，并且其中，至少一些排（6）中的至少两个磁体元件（5）布置有沿周向方向延伸的至少一个间隙（14），该间隙（14）与相应的凹部（7）连通。连通。连通。

【技术实现步骤摘要】
用于电机的转子


[0001]本专利技术涉及一种用于电机（尤其是直驱式风力涡轮机的发电机）的转子，该转子包括圆柱形转子壳体，该圆柱形转子壳体具有布置在内壳体表面（inner housing surface）处的若干个磁体器件。

技术介绍

[0002]如通常所知的，风力涡轮机包括塔架，其中机舱布置在塔架的顶部处。风力涡轮机进一步包括附接到机舱的毂的若干个涡轮叶片。这些叶片与风相互作用，从而使毂旋转。发电机联接到毂，该发电机由旋转的毂驱动。毂联接到发电机的转子，转子以直驱式布置围绕定子旋转。转子包括圆柱形转子壳体。在内壳体表面处，若干个磁体器件以均匀分布的方式沿周向方向布置，其中这些磁体器件通常布置成平行于转子的旋转轴线延伸的单独行。当转子围绕定子旋转时，转子的磁体器件与相应的定子绕组相互作用，由此在定子绕组中感应出电流，如通常所知的。
[0003]另一方面，在磁体器件或（respectively）转子壳体中感应出涡流，这些涡流引起磁体器件的温度上升，特别是在集中绕组发电机中。温度上升可能对磁体器件的磁性质产生负面影响，并由此对电机或发电机的性能产生负面影响。
[0004]为了抵消这种不希望的温度问题，电机或发电机（尤其是用于直驱式涡轮机）使用强制空气冷却系统。气流穿过转子和定子之间的气隙，由此沿着磁体元件流动。虽然在转子的轴向端（气流从这些轴向端处进入转子和定子之间的间隙）处给出了一定的冷却，但随着空气在朝向中心区域流动时温度的上升，冷却效果朝向中心区域而降低。因此，这种强制空气冷却系统并未提供足够的冷却，因为磁体器件在中间或中心区域中仍经历比在轴向侧处更高的温度。因此，每个磁体器件显示出温度梯度，而没有给出均匀的温度分布。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的目的是提供改进的转子以及对磁体器件的改进的冷却。
[0006]为了设法解决该目的，本专利技术提出了一种用于电机、尤其是直驱式风力涡轮机的发电机的转子，该转子包括圆柱形转子壳体，该圆柱形转子壳体具有布置在内壳体表面处的若干个磁体器件，其特征在于，每个磁体器件包括布置在平行于旋转轴线的排中的若干个磁体元件，其中，内壳体表面设置有平行于旋转轴线延伸的至少一个凹槽状凹部，其中，每个凹部被排中的磁体元件覆盖，并且其中，至少一些排中的至少两个磁体元件布置有沿周向方向延伸的至少一个间隙，该间隙与相应的凹部连通。
[0007]转子壳体设计有若干个凹槽状凹部，这些凹槽状凹部沿转子壳体的纵向方向或平行于旋转轴线延伸。这些凹槽状凹部优选地围绕转子壳体的内圆周均匀地分布。也沿壳体纵向方向或平行于旋转轴线延伸的单独的磁体器件各自通过一定数量的单独的磁体元件来实现，这些磁体元件布置成一行从而构建相应排。每排的磁体元件布置成使得沿径向方向看，它们覆盖凹槽状凹部，使得在每个单独的排下方提供通过相应的凹部来实现的单独
的气室或通道。此外，在至少一些排内的至少两个磁体元件布置成在它们之间具有小间隙，同时每排的所有其他磁体元件彼此直接邻接，使得相应排是封闭的，除了沿周向方向延伸的间隙之外。该间隙与这排下方的凹部连通。由于间隙朝向内侧处的转子和定子之间的气隙以及外侧处的凹部开放，因此从定子侧的气隙通过狭缝进入凹槽或反之亦然的气流是可能的。该气流允许空气在凹部中发生一定的气流或对流，因此可经历恒定的变化，使得可通过凹部实现一定的气流，该凹部至少在一个点处通向周围环境。因此，冷却空气可从转子和定子之间的气隙进入到磁体元件之间的间隙中并通过该间隙进入凹部中，流过凹部并在其开口处离开凹部到周围环境。当然气流也可反之亦然，其中冷却空气首先通过开口进入到凹部中，流过凹部并通过磁体元件之间的间隙离开凹部进入转子和定子之间的间隙中。
[0008]因此，有创造性的布置在磁体元件的底侧（即，磁体元件布置在转子壳体处的一侧，在转子壳体处感应出涡流）处提供了用于对磁体元件进行主动气流冷却的器件。由于恒定的气流所致，因此不仅在磁体元件的面向定子的开放侧处给出了适当的冷却，而且在相对侧或布置在转子壳体处或面向转子壳体的底侧处给出了适当的冷却。进一步地，由于实现了通过凹部的一定气流，因此也可能在其中在现有技术布置的情况下不可能冷却的区域中提供主动冷却，尤其是在转子的中间或中心区域中。因此，通过凹部的强制对流允许增加转子壳体或磁体元件和冷却空气之间的热传递，从而导致缓解或防止温度热点或沿着每个磁体元件排的不均匀的温度分布。
[0009]如所提到的，每个凹部在至少一个点处通向周围环境，使得凹部的至少一个开口通向周围环境。该开口可以是径向开口，使得凹部朝向定子开放。这可通过磁体元件的适当布置来实现，这些磁体元件不覆盖完整的凹部，而是在凹部的至少一个轴向端处留下一定的小开口或狭缝。当然，可提供在凹部的两个轴向端处的两个相应的径向开口，使得冷却空气可在两个纵向端处进入或离开凹部。在优选实施例中，作为这些开口的替代方案，本专利技术提出，每个凹部在一个或两个纵向端处通向周围环境。因此，凹槽状凹部设置有一个或两个轴向开口，这些轴向开口沿轴向方向在一个或两个相对的轴向凹部端处开放，使得空气从转子壳体或磁体元件的布置的轴向侧进入或离开凹部。这种布置是有利的，因为冷却空气优选地从两个轴向侧流入转子和定子之间的气隙中，使得空气从两个轴向侧并行进入到相应的凹部中是完全可能的。在穿过凹部之后，空气通过相应排的至少这对磁体元件之间的至少间隙或狭缝离开，并且流到定子或流过定子。因此，实现了循环气流，其中冷却空气同步进入到转子和定子之间的间隙中以及从相同侧进入到所有凹部中。
[0010]这种强制对流或气流是可能的，因为磁体元件的布置内的所述至少一个间隙或狭缝实现了凹部与转子和定子之间的间隙之间的流动通道，因此允许气流从凹部的被隔开（distanced）的开口循环到磁体元件排中的间隙或狭缝。由于在转子壳体或每个纵向磁体器件的中心区域中给出了已知布置中的温度热点，因此本专利技术进一步提出，沿纵向方向看，所述至少一个间隙布置在该排的中心区域中。这确认如下：优选地从两端进入到凹部中的冷却空气完全流过凹部并在中心区域间隙或狭缝中离开，由此也允许对中心区域进行适当的冷却。
[0011]虽然利用设置在相应的磁体元件排中的仅一个间隙或狭缝就已经认识到积极冷却效果（这需要将仅一对相邻的磁体元件隔开以实现间隙），但当然，也可能在相应排中提供多于一个间隙。根据该实施例，例如两个或三个间隙或狭缝设置在相应排中的不同纵向
位置处，使得冷却空气可在不同位置处离开凹部，从而允许流量更大。在相应排内提供更多间隙需要将更多相邻的数对磁体元件隔开以实现相应的间隙或狭缝。最后，当然有可能在相应排的每对磁体元件之间提供这种间隙或狭缝。
[0012]根据本专利技术的优选实施例，在每排中提供至少一个间隙或狭缝。虽然当然有可能例如仅在每个第二排中提供这种间隙或狭缝（这已经对转子的整体冷却或回火产生积极影响），但在每排中提供至少一个间隙或狭缝当然是有利的，使得布置在转子壳体内圆周处的所有磁体元件都可通过穿过凹部的强制气流循环进行主动冷却。当然，同样根据该实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电机的转子，所述电机尤其是直驱式风力涡轮机（19）的发电机，所述转子包括圆柱形转子壳体（2），所述圆柱形转子壳体具有布置在内壳体表面（3）处的若干个磁体器件（4），其特征在于，每个磁体器件（4）包括布置在平行于旋转轴线的排（6）中的若干个磁体元件（5），其中，所述内壳体表面（3）设置有平行于所述旋转轴线延伸的至少一个凹槽状凹部（7），其中，每个凹部（7）被排（6）中的磁体元件（5）覆盖，并且其中，至少一些所述排（6）中的至少两个磁体元件（5）布置有沿周向方向延伸的至少一个间隙（14），所述间隙（14）与相应的凹部（7）连通。2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，每个凹部（7）在一个或两个纵向端处通向周围环境。3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，沿纵向方向看，所述至少一个间隙（14）布置在所述排（6）的中心区域中。4.根据前述权利要求中任一项所述的转子，其特征在于，在相应的排（6）中实现多于一个的间隙（14）。5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，在相应的排的每对磁体元件（5）之间提供间隙（14）。6.根据前述权利要求中任一项所述的转子，其特征在于，在每排（6）中提供至少一个间隙（14）。7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，沿所述纵向方向看，所有排（6）的所述间隙（14）都布置在相同的纵向位置处。8.根据前述权利要求中任一项所述的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：