[发明专利]同步磁阻机器

说明书

本发明涉及一种同步磁阻机器(20)、尤其是具有大于300kW功率的电动机或发电机，该同步磁阻机器具有定子(1)和由气隙(19)间隔开的、能围绕轴线(18)转动地支承的转子(3)，所述转子的轴向依次布置的叠片分别具有各向异性的磁性的结构，该结构由磁通阻止部段(14、15、16)和磁通传导部段(8)形成，并且其中磁通阻止部段(14、15、16)和磁通传导部段(8)形成转子(3)的极，其中磁通阻止部段(14、15、16)形成轴向伸展的通道，其中在至少一些磁通阻止部段(14、15、16)中设有永磁体，永磁体不完全占据相应的磁通阻止部段(14、15、16)进而在全部磁通阻止部段(14、15、16)中实现轴向的气流，其中转子(3)的叠片组沿轴向划分成至少两个子叠片组(30、31、32、33)，其中分别沿环周方向观察在q轴的区域中在极之间以及沿轴向观察在子叠片组(30、31、32、33)之间存在径向的冷却间隙(6)。

技术领域

本发明涉及一种同步磁阻机器、尤其是风力发电设备的电动机或发电机，该同步磁阻机器具有定子和由气隙间隔开的、能围绕轴线转动地支承的转子，转子具有由基本上轴向依次布置的磁通阻止部段形成的、各向异性的磁性结构。

本发明还涉及一种具有这样构造的发电机的风力发电设备。

背景技术

通常将具有笼式转动件的异步机器或同步机器用作为电机、即具有超过几百千瓦功率的电动机或发电机。然而，这种机器具有需高耗费制造的转子，该转子具有鼠笼式笼架或极绕组。

该功率等级中的机器通常需要冷却转子，因为在那里形成的损耗不再能仅仅通过对流耗散。因此，通常通过冷却空气进行转子的冷却，该冷却空气通过自身通风或外界通风来产生。此外，也必须对这种机器的定子在整个轴向长度上均匀地供应冷却空气。在上述这种机器中通常需要高的功率因数，以便将必须提供用于机器运行的无功功率份额最小化。

在该功率等级的电机中基本上区分为用空气进行初级冷却的两种类型。一方面存在如下机器，该机器仅沿轴向方向由空气穿流，例如在DE 10 2009 051 651 B4中所描述的。其中，将这种循环与定子的叠片组的水套冷却组合。

此外存在如下电机，其中冷却空气也径向地流动经过机器，具体地经过定子。为了实现这种情况，由径向的冷却槽中断定子和转子叠片组。由此能够显著地扩大气流的流通的表面。

为此，DE 10 2012 210 120 A1描述一种电机，其具有在定子和转子中的径向的冷却槽和用于绕组头的单独的冷却循环。

在EP 2 403 115 A1中示出具有用于永磁激励的同步机器的、径向的冷却槽的设计。

与之前描述的机器相比，同步的磁阻机器具有的缺点是：功率因数相对小并且为大约0.7至0.75。由于该原因，该机器类型主要在超过数百千瓦的功率等级中几乎无法应用。

在EP 2 589 132 B1中例如描述具有较小尺寸和功率的磁阻机器的冷却装置。冷却空气在该装置中轴向地流动经过转子的磁通阻止部。定子沿轴向方向被完全地分层。

此外，该冷却装置不适用于较大功率的机器，因为体积与表面的比例过小进而没有足够的冷却表面。

发明内容

由此，本发明所基于的目的是：实现一种同步的磁阻机器，尤其是用于超过数百千瓦的较高功率等级的同步的磁阻机器，该磁阻机器在充分冷却的情况下在不同负载下提供相对高的功率因数。此外，这种同步的磁阻机器适合于在风力发电设备中使用。