[发明专利]用于永磁电机的转子的转子扇段

说明书

技术领域

本发明总体上涉及旋转电机。更具体地，本发明涉及用于永磁电机的转子的转子扇段，且本发明涉及永磁电机。

背景技术

大直径电机、例如气隙直径甚至能够大于2000mm的直接驱动风力发电机在许多情况中包括分段定子和/或分段转子。在典型情况中，转子扇段和/或定子扇段在一个地点制造且被运送到另一地点，在该另一地点处将所述扇段组装成电机。永磁电机的转子扇段典型地包括支撑结构和附接至该支撑结构的永磁体。永磁体被布置成在转子扇段的气隙表面上提供磁极。所述气隙表面是当转子扇段被用作永磁电机的一部分时、面向永磁电机的定子的转子扇段的表面。组装上述类型的转子扇段的永磁转子的挑战之一涉及将相邻的转子扇段紧固在一起。在易受损坏的永磁体附近进行紧固的事实限制了与紧固相关的装置和方法。另外一个挑战涉及转子扇段的运输，这是因为特别地结合具有表贴式永磁体的结构，最接近转子扇段的侧面的永磁体在运输期间可能容易受到损坏。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种新型永磁电机。在根据本发明的永磁电机中，包括有转子扇段的永磁转子的磁极以如下方式定位，即：在属于相邻转子扇段的相邻磁极的磁轴之间的切向间距大于在属于同一转子扇段的相邻磁极的磁轴之间的切向间距的平均值。因此，能够增大从转子扇段的侧面到最接近的永磁体的切向距离，因此能够为用于将转子扇段紧固在一起的布置提供更多空间。另外，特别地结合具有表贴式永磁体的结构，因为永磁体距离所述侧面更远，所以降低了在运输期间的易损性。磁极的上述定位降低了永磁体和永磁电机的定子绕组之间的磁耦合，但是，在另一方面，也可降低齿槽转矩。

根据本发明的第二方面，提供了一种新型的用于永磁电机的转子的转子扇段。根据本发明的转子扇段的第一侧面和第二侧面之间的圆心角最大是π弧度，即180°，且所述转子扇段包括支撑结构以及附接至所述支撑结构的永磁体。该永磁体被布置成在转子扇段的气隙表面上提供磁极，当该转子扇段被用作永磁电机的一部分时，所述气隙表面面向永磁电机的定子。所述磁极被定位在所述气隙表面上，使得：

并且

其中：

α₁是在转子扇段的第一侧面和最接近所述第一侧面的磁极的磁轴之间的圆心角，

α₂是在转子扇段的第二侧面和最接近所述第二侧面的磁极的磁轴之间的圆心角，

p是转子扇段的磁极的数目，

R_ag是转子扇段的气隙半径，并且

B₁和B₂是切向长度，所述切向长度被选择成使得当转子扇段被用作永磁电机的一部分时、获得在相邻转子扇段的永磁体之间的足够的切向间距。适合B₁和B₂的数值在具体情况中取决于转子扇段的机械构造和尺寸和/或取决于定子绕组的几何形状。在实际情况中，5mm是B₁和B₂的下限。项B₁/R_ag和项B₂/R_ag表明了弧度角是弧长除以半径的通则。

在所附的从属权利要求中描述了本发明的多个示范性实施例。

当结合附图阅读对于具体示范性实施例的如下说明时，将最好地理解本发明的关于结构和操作方法的各种示范性实施例以及本发明的另外的目的和优点。

在本文中，动词“包括”用作开放式限定，其既不排斥、也不要求未列举的特征的存在。除非另外明确声明，从属权利要求中列举的特征能够相互自由组合。

附图说明

下面参照附图并通过举例更详细地解释本发明的示范性实施例以及它们的优点，在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的永磁电机的横截面，并且

图2示出了根据本发明的另一个实施例的永磁电机的横截面。

具体实施方式