[发明专利]具有径向冷却槽的永磁转子及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有复数个分叠片组的电机转子，这些分叠片组在轴向 上彼此间隔一定距离，从而形成径向冷却槽。此外，本发明还涉及一种制造 这种转子的方法。这种转子可应用在电动机或发电机中。

背景技术

目前所用的高速风力发电机一律是带有径向冷却槽的集电环转子电机。 图1以局部剖视图形式对这种电机进行了图示。发电机1具有叠片组沿轴向 分段的转子2。单个的分叠片组3在轴4上组成总叠片组。各分叠片组3彼 此间隔一定距离，从而形成径向冷却槽5。

轴4在其位于驱动端部相对侧的末端部装配有一集电环单元6，以便导 出所产生的电流。图1对相应的集电环7和三个双刷(double brushes)8进 行了图示。

为能进行冷却，发电机1的定子9也配有径向冷却槽。发电机1的散热 通过空气-空气换热器10而实现。外部冷却空气11在换热器作用下沿发电机 1的轴向穿过位于换热器10内部的冷却棒12。冷却棒12内部的冷却空气吸 收发电机1的热量，并从另一末端将这部分热量排出换热器10，图1用热排 出空气13表示。

通过发电机1的内部和空气-空气换热器10的内部实现闭路冷却循环 14。进行这种闭路冷却循环时，冷空气沿轴向进入转子叠片组。冷却空气穿 过转子2和定子9的径向冷却槽，并在此过程中被加热。被加热的空气流入 换热器10，并被冷却管12冷却。这部分空气随后被再度输送至转子2。通 过闭路冷却循环可避免发电机受到灰尘、盐水等物质的污染。

除此之外，现有技术中还存在具有内置磁体的永磁电机。其中，永磁体 位于转子叠片组包层面下方专门设置的凹槽内。安装时可将永磁体沿轴向插 入相应的凹槽中。这类永磁电机的问题在于很难实现转子的有效冷却。

公开案US 2006/0071568A1说明一种用于永磁电机的转子，其中，先将 永磁体安置在转子的插筒中，随后用楔块将插筒封闭。永磁体被楔块以及附 加的导引元件和胶粘剂固定在插筒中，即使在转子转速较高时，永磁体也不 会脱落。

公开案JP 09215235A揭示一种用于电动机转子的永磁体固定方法，即 在插筒内壁涂覆焊料，插入永磁体后将这些焊料熔化。通过这种方式可使永 磁体与环绕在其周围的插筒壁之间产生形状配合连接。

公开案JP 60234450A揭示一种将外置式永磁体固定到电动机转子上的 方法，其中，安装之前先将磁体裹在用合成树脂进行过浸渍处理的绷带中。 随后将永磁体粘在转子上，通过加热使合成树脂硬化。

发明内容

因此，本发明的目的是为电机提供一种结构简单、可高效冷却的转子。

为此，本发明提供一种具有复数个分叠片组和永磁体的电机转子，所述 分叠片组沿轴向彼此间隔一定距离，从而形成径向冷却槽，所述永磁体在每 个分叠片组中均布置在内置凹槽内，其中，每个永磁体沿轴向的尺寸不超过 或仅略微超过相应的分叠片组的轴向尺寸。

此外，本发明还提供一种制造转子的方法，所述方法具体而言是以一定 距离对所述复数个分叠片组进行装配，将用于第一分叠片组的永磁体穿过第 二分叠片组的内置凹槽，沿轴向插入第一分叠片组内。

此外，所述永磁体借助树脂封装在凹槽内。借此可将永磁体永久固定在 凹槽中。

所述永磁体借助无纺材料嵌在其凹槽内。此处特别适用由可压缩无纺材 料构成的预制盒体。作为替代方案，也可沿周向在永磁体和相应凹槽的内壁 之间在永磁体的旁侧安装无纺带。这些无纺带专门用于确保周向上的固定。 所述无纺材料可用树脂进行浸渍处理，借此可使树脂更好地固定在永磁体和 叠片组之间的间隙内。

本发明的转子可有利地继续采用当前的冷却概念(cooling-concept)技 术。因此，冷却所用的风量和流阻相对于图1所示的已知电机而言几乎保持 不变。定子设计也可采用已知电机的设计方案，在此情况下，损耗和制造工 艺都是已知的。本发明具有内置永磁体和径向冷却槽的转子还具有冷却效率 高、电效率高、磁通大、磁体固定可靠等优点。

所述永磁体优选具有与相应的分叠片组相同的轴向尺寸。在此情况下， 永磁体不会伸入绕转子的轴的径向向外呈圆盘状延伸的径向冷却槽内。也不 会对径向流动的冷却流构成阻碍。

在周长方向上可每极设置复数个永磁体。通过这种方式可增大磁通。