[发明专利]用于在电动机械中进行永磁连接的方法和设备

说明书

技术领域

本发明大体上涉及永磁机械的领域，例如，风力发电机。具体而言，本发明的电机实施例涉及一种用于在永磁电动机或发电机的转子结构内安装和容纳永磁体的固定器。

背景技术

永磁(“PM”)电动机械利用永磁体将旋转输入转换成电或将电输入转换成旋转运动。一个实例是用风能发电的风力发电设备(“WPU”)。通常情况下，PM发电机或电动机具有三个部件。第一部件是定子，它是圆柱形外壳，用于容纳在发电期间保持不动的电绕组。第二部件是转子，它是可旋转组件，包含相对于所述定子自旋的永磁体。转子与定子之间的相对运动会产生运动磁场，从而在定子电绕组中感生电流，进而发电。第三部件，例如轴，相对于定子以旋转的方式支撑转子，从而使这两者相对于彼此旋转。

与使用永磁体的其他电动机械一样，WPU中的永磁体通常在装配过程的相对初期安装。尽管在装配过程的初期安装磁体较为方便，但高强度永磁体的出现会使装配和安装过程的后期变得不方便且危险。这种情况出现的原因是，随后的装配和安装步骤需要使用会受到永磁体强烈吸引的铁磁材料并且在所述铁磁材料附近进行运输。此外，装配定子和转子的过程可能更为困难，因为机械空隙处的间隔紧密，而且转子与定子之间的磁力较高。由于WPU的位置偏远而且定位在高塔架的顶端，因此，磁体的此类装配使WPU的野外维修和保养变得尤为复杂。

永磁体通常使用直接固定到磁体的螺栓或其他类似的机械构件而紧固在PM机械内。尽管用螺栓将磁体固定到转子确实牢固地紧固了磁体，但用螺栓进行固定也使在维护过程中拆卸磁体变得困难，例如，需要拆开发电机才能拆卸螺栓。直接用螺栓固定磁体还会除掉磁性材料。除掉磁性材料会改变磁通量特性，从而改变发电。此外，除掉磁性材料且使用螺栓的风险在于，在发电机装配或维护期间会损坏磁体，因为在磁体上施加有应力。这些因素增加了维护PM电动机械，尤其是野外WPU所需的努力和费用。

发明内容

本发明的示例性实施例包括用于在PM电动机械内固定磁体以及装配发电机，包括在发电机组件以其他方式完成之后在其内固定永磁体的方法、系统和设备。在根据本发明的实施例固定磁体时，可根据需要拆卸和替换所述磁体，从而简化维护过程。在一项示例性实施例中，结合磁体安装表面和磁体来设置安装于PM机械中的磁体固定器的配置和大小，以与所述磁体进行干涉配合。

附图说明

为了说明本发明，附图描绘了本发明的一项或多项实施例的各方面内容。然而，应理解，本发明并不限于附图所示的具体布置和工具，其中：

图1A为WPU的正视图；

图1B为WPU的侧视图；

图2A为可用于WPU的发电机的截面示意图；

图2B为可用于WPU的发电机的示意图；

图3A为磁体固定器的等距视图；

图3B为安装在转子上的磁体固定器的端视图；

图3C为磁体固定器的一项替代性实施例的截面示意图；

图3D为用于安装磁体固定器的一项替代性实施例的局部细节图；

图4为永磁体段的等距视图；

图5为设置于转子表面上的磁体固定器内的永磁体段的局部截面图；

图6为WPU发电机组件的等距视图；以及

图7为用来通过磁体入口小门将磁体插入所装配的WPU发电机的部件的等距视图。

具体实施方式

如下文所示，就装配好机械后永磁体插入电动机械的位置和方式而言，实施本发明的方法、系统和设备的示例性实施例可变化。尽管下文呈现了许多特定实例来说明本发明的宽度，但所属领域的技术人员应了解本发明可具有大量的变化。

仅出于说明的目的，本文参考WPU实施例来描述本发明的实施例。如图1A和图1B所示，WPU 100具有由表面108支撑的塔架104、连接到轮毂116的三个机翼(“叶片”)112A-C、发电机120以及机舱124。塔架104使叶片112A-C升高到表面108以上足够高的位置，以接近风流，所述风流足够强烈和稳定，从而转动叶片以发电。尽管图1A和图1B所示的实例具有三片叶片，但其他设计可具有额外的叶片或更少的叶片。发电的方法是，经由轮毂和旋转支撑结构，例如轴，将转子连接到叶片而且使转子与定子进行相对旋转。