本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，具體地講，本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼固定方法，采用在轉(zhuǎn)子內(nèi)壁沿轉(zhuǎn)子的軸向安裝壓條或開(kāi)磁鋼槽的形式，將磁鋼大致沿軸向推入壓條之間或磁鋼槽后固定。為了保證固定牢固，還可以進(jìn)一步在磁鋼與轉(zhuǎn)子內(nèi)壁之間設(shè)置粘結(jié)劑層。

現(xiàn)有的磁鋼固定方法，由于壓條或磁鋼槽與轉(zhuǎn)子軸向保持固定角度，同一列磁極中每塊磁鋼與轉(zhuǎn)子軸向形成的角度相同，同一極磁鋼無(wú)法實(shí)現(xiàn)多個(gè)角度排列。這種方法雖然能降低電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩和切向轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)，但是會(huì)在轉(zhuǎn)子或定子上產(chǎn)生軸向電磁力。該軸向電磁力的頻率如果與電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子的軸向固有頻率接近，將會(huì)導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)和噪聲。故現(xiàn)行磁鋼排列方式局限性較大，不能有效降低可能引起電機(jī)振動(dòng)和噪聲的諧波電磁力，電機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

因此，需要提供一種能夠有效降低軸向電磁力并且能夠保證電機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)可包括轉(zhuǎn)子和固定轉(zhuǎn)子內(nèi)壁上磁鋼的縱向壓條，縱向壓條可被分為多個(gè)分段壓條，多個(gè)分段壓條以轉(zhuǎn)子的軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)以不同的方向傾斜排列。

可選地，轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)還可包括安裝在相鄰的兩個(gè)分段壓條之間以固定磁鋼的楔子。

可選地，分段壓條可包括平行布置的至少兩個(gè)子壓條。

可選地，分段壓條可包括至少兩個(gè)分段壓條且沿軸向彼此相鄰排列或相互分離。

可選地，至少兩個(gè)分段壓條中的同一分段壓條所壓緊的磁鋼可按照相同的方向傾斜。

可選地，多個(gè)分段壓條可至少包括第一分段壓條和設(shè)置在第一分段壓條下端的第二分段壓條，第一分段壓條可以向第一方向傾斜，并與軸向之間成第一角度；第二分段壓條可以向與第一方向相反的第二方向傾斜，并與軸向之間成第二角度。

可選地，同一分段壓條所壓緊的磁鋼可以與相應(yīng)的分段壓條垂直。

可選地，分段壓條沿軸向的長(zhǎng)度可以相同且在兩個(gè)傾斜方向上的傾斜距離也可以相同。

可選地，分段壓條上可設(shè)置有孔，分段壓條可通過(guò)螺栓穿過(guò)該孔固定在轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種轉(zhuǎn)子磁鋼固定方法，該方法可包括將第一分段壓條固定在轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上；將磁鋼固定在第一分段壓條之間；將第二分段壓條固定在第一分段壓條的下端；將磁鋼固定在第二分段壓條之間；其中，第一分段壓條和第二分段壓條以轉(zhuǎn)子的軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)向相反的兩個(gè)方向傾斜。

可選地，該方法還可包括在第一分段壓條和第二分段壓條之間安裝楔子。

可選地，固定在第一分段壓條之間的磁鋼的傾斜方向可以相同和/或固定在第二分段壓條之間的磁鋼的傾斜方向可以相同。

可選地，固定在第一分段壓條之間的磁鋼的傾斜方向可以與固定在第二分段壓條之間的磁鋼的傾斜方向不同。

可選地，固定在第一分段壓條之間的磁鋼可以與第一分段壓條垂直和/或固定在第二分段壓條之間的磁鋼可以與第二分段壓條垂直。

可選地，第一分段壓條和第二分段壓條沿軸向的長(zhǎng)度可以相同且在兩個(gè)傾斜方向上的傾斜距離也可以相同。

當(dāng)利用分段壓條設(shè)計(jì)使電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鋼按照不同的方向傾斜時(shí)，電機(jī)的電磁力的軸向分量將會(huì)減小或抵消，由此減小電機(jī)的軸向電磁合力，減小電機(jī)在軸向上的振動(dòng)。在不同的分段壓條之間安裝楔子使磁鋼更加穩(wěn)固，保證電機(jī)的安全性。另外，使同一分段壓條內(nèi)的磁鋼按照相同的方向傾斜，可以便于轉(zhuǎn)子磁鋼的安裝，提高人工操作的安全性。使不同分段壓條內(nèi)的磁鋼按照不同的方向傾斜，可有效降低軸向電磁力，保證電機(jī)的長(zhǎng)期有效的運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3A至圖3D示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁鋼的固定安裝的分步示意圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁鋼固定的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鋼固定，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。

如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)包括平行安裝的多個(gè)縱向壓條，多個(gè)縱向壓條通過(guò)螺栓固定在轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上，相鄰的兩個(gè)壓條之間形成磁鋼安裝空間或磁鋼槽，磁鋼固定在磁鋼安裝空間或磁鋼槽中。

參照?qǐng)D1，磁鋼與壓條垂直。具體地，從徑向方向看，磁鋼的長(zhǎng)度方向與壓條的固定方向垂直。壓條方向或壓條的固定方向與轉(zhuǎn)子的軸向之間形成β角。位于相鄰的兩個(gè)壓條之間的每塊磁鋼與旋轉(zhuǎn)方向形成的角度也為β。

壓條方向與轉(zhuǎn)子的軸向成預(yù)定角度有利于降低電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩和切向轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)。然而，由于磁鋼排列方向與軸向形成一定的角度而非重合，因此會(huì)在電機(jī)的軸向上產(chǎn)生軸向電磁力F，如果軸向電磁力F的頻率與電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子的軸向固定頻率接近，將會(huì)導(dǎo)致電機(jī)在軸向上產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲。電機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，采用分段壓條設(shè)計(jì)，使磁鋼按照不同的方向傾斜排列，由此減小電磁力的軸向分量，減小電機(jī)的振動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使不同分段壓條內(nèi)的磁鋼按照不同的方向排列，由此減小或抵消軸向電磁力F，從而降低電機(jī)的振動(dòng)和噪聲，保證電機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行。

下面將結(jié)合圖2A和圖2B對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)可包括轉(zhuǎn)子101、第一分段壓條102和第二分段壓條103。

轉(zhuǎn)子101可以圍繞電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)。為便于說(shuō)明，圖2A僅示出沿周向的轉(zhuǎn)子101的局部，圖2A所示的旋轉(zhuǎn)方向可以是局部定子的旋轉(zhuǎn)圓周的切向方向。

原先安裝在轉(zhuǎn)子101的內(nèi)壁上的縱向壓條可被分為兩段，即第一分段壓條102和第二分段壓條103。第一分段壓條102和第二分段壓條103可通過(guò)螺栓固定安裝在轉(zhuǎn)子101的內(nèi)壁上。第一分段壓條102可以以軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)向第一方向傾斜，因此第一分段壓條102的固定方向可以與軸向形成第一角度(例如，γ1)；第二分段壓條103可以以軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)向第二方向傾斜，因此第二分段壓條103的固定方向可以與軸向形成第二角度(例如，γ2)。

第一分段壓條102和第二分段壓條103可分別包括平行布置的多個(gè)子壓條。磁鋼104可被推入第一分段壓條102之間(例如，磁鋼104被推入第一分段壓條102的相鄰的兩個(gè)子壓條之間)，磁鋼104與第一分段壓條102成預(yù)定角度(例如，垂直)，因此磁鋼104的排列方向也與軸向形成固定的角度。

可選地，磁鋼104可以不與分段壓條垂直，只要保證同一分段壓條之間的磁鋼104按照相同的傾斜方向傾斜即可。

相應(yīng)地，第二分段壓條103之間也被推入磁鋼104，且這些磁鋼104按照相同的傾斜方向傾斜。

如圖2A所述，當(dāng)?shù)谝环侄螇簵l102和第二分段壓條103分別以軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)向相反的兩個(gè)方向(例如，第一方向和第二方向)傾斜時(shí)，可在電機(jī)的軸向上產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的電磁力分量F1和F2，從而使電機(jī)的軸向上的電磁合力減小或抵消，由此減小電機(jī)的振動(dòng)和噪聲，保證電機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

如圖2B所示，在第一分段壓條102與第二分段壓條103之間可安裝/固定有楔子105。具體地，可在第一分段壓條102的下端安裝楔子105，或者在第二分段壓條103的上端安裝楔子105，使得相鄰的分段壓條以及其中的磁鋼104緊密貼合，使得分段壓條內(nèi)的磁鋼104保持穩(wěn)固?？蛇x地，楔子105可以與相鄰的兩個(gè)分段壓條以及相鄰的兩個(gè)分段壓條內(nèi)的磁鋼104貼合。另外，在圖2B中，為便于描述楔子105的安裝位置，沒(méi)有示出第二分段壓條103內(nèi)的磁鋼104。

第一分段壓條102和第二分段壓條103在軸向上的長(zhǎng)度L1和L2可以相同，第一分段壓條102向第一方向偏移與軸向的距離b1(即，傾斜距離)可以與第二分段壓條103向第二方向偏移的距離b2(即，傾斜距離)相同。

在這種情況下，可以最大程度地減小電機(jī)的軸向上的電磁合力(例如，電磁合力為零)，由此使電機(jī)的振動(dòng)和噪聲最小，保證電機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

另外，分段壓條的數(shù)量不限于兩個(gè)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼固定結(jié)構(gòu)可包括更多個(gè)分段壓條，只要其中的分段壓條以軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)向不同的方向傾斜，使得固定安裝在各段的磁鋼按照不同的方向傾斜，即可使在電機(jī)的軸向上產(chǎn)生的電磁合力減小。

可選地，可以使每相鄰的兩個(gè)分段壓條以軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)向相反的兩個(gè)方向傾斜。另外，當(dāng)分段壓條的數(shù)量為四時(shí)，可以使固定在最上端的第一分段壓條與固定在最下端的第四分段壓條以軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)向相反的兩個(gè)方向傾斜，而使中間的第二分段壓條和第三分段壓條的固定方向與軸向重合。

為使在電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸向上產(chǎn)生的電磁合力盡可能小，分段壓條的數(shù)量可以為2N(N為正整數(shù))，其中每相鄰的兩個(gè)分段壓條以軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)向相反的方向傾斜。另外，分段壓條的數(shù)量也可以是2N+1(N為正整數(shù))，只要不同的分段壓條內(nèi)的磁鋼104的傾斜方向不同即可減小軸向電磁合力。

下面將結(jié)合圖3A至圖3D對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁鋼固定安裝過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的描述。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，首先在電機(jī)的轉(zhuǎn)子101的內(nèi)表面上固定安裝第一分段壓條102。

如圖2A和3A所示，為了降低齒槽轉(zhuǎn)矩和切向轉(zhuǎn)矩，第一分段壓條102可以向第一方向傾斜，從而與電機(jī)的轉(zhuǎn)子101的軸向形成第一角度(例如，γ1)。

接著，如圖3B所示，將磁鋼104安裝(例如，固定)在第一分段壓條102之間。例如，可以沿第一分段壓條102的固定方向?qū)⒋配?04從下往上推入第一分段壓條102之間。

可選地，磁鋼104可以與第一分段壓條102垂直。例如，從電機(jī)的徑向方向看，磁鋼104的長(zhǎng)度方向與第一分段壓條102的固定方向彼此垂直。然而，磁鋼104可以不與第一分段壓條102垂直，只要保證磁鋼104的長(zhǎng)度方向與轉(zhuǎn)子101的軸向不垂直即可。

在圖3A和圖3B中，示出了第一分段壓條102包括4個(gè)子壓條的示例。然而，本發(fā)明不限于此，第一分段壓條102所包括的子壓條的數(shù)量可根據(jù)需安裝的磁鋼的列數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性改變。

可選地，為使推入分段壓條內(nèi)的磁鋼104更加穩(wěn)固，彼此貼合的更加緊密，可以在第一分段壓條102的下端安裝楔子105。

楔子105可安裝(例如，固定)在第一分段壓條102與第二分段壓條103之間(如圖3D所示)。具體地，可安裝在第一分段壓條102與第二分段壓條103的交界處，以保證不同分段壓條處的磁鋼緊密貼合，保證整個(gè)磁鋼列的穩(wěn)固。

接著，將第二分段壓條103安裝(例如，固定)在轉(zhuǎn)子101的內(nèi)壁上。為保證分段壓條之間的緊密連接，第二分段壓條103可固定在第一分段壓條102的下端，并且可首尾相接。

如圖2A和圖3C所示，第二分段壓條103可以向與第一方向相反的第二方向傾斜，以與轉(zhuǎn)子101的軸向形成第二角度(例如，γ2)。接著，如圖3D所示，將磁鋼104裝入第二分段壓條103之間。具體地，沿第二分段壓條103的固定方向?qū)⒋配?04從下往上(例如，第二分段壓條103的安裝方向)推入第二分段壓條103。

在圖3C和圖3D中，第二分段壓條103包括四個(gè)子壓條。然而，本發(fā)明不限于此，第二分段壓條103所包括的子壓條的數(shù)量可根據(jù)需安裝的磁鋼的列數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性改變。

優(yōu)選地，上述第一角度(γ1)和第二角度(γ2)可以相同，以抵消或最大程度地減小軸向電磁合力。如圖2B所示，當(dāng)?shù)谝唤嵌群偷诙嵌认嗤曳侄螇簵l的長(zhǎng)度相同時(shí)，軸向力F1等于軸向力F2，軸向電磁合力為零。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將位于同一列的磁鋼104分為兩個(gè)部分(即，利用兩段分段壓條安裝位于同一列的磁鋼104)，由此減小或抵消軸向電磁合力。然而，本發(fā)明不限于此，可以將位于同一列的同極磁鋼104分為更多個(gè)部分。即，可利用多個(gè)分段壓條安裝位于同一列的磁鋼104，只要多個(gè)分段壓條中的至少兩個(gè)分段壓條內(nèi)的磁鋼104傾斜方向不同，即可減小軸向電磁合力，由此降低電機(jī)的振動(dòng)和噪聲，保證電機(jī)的長(zhǎng)期有效運(yùn)行。

下面將結(jié)合圖4對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁鋼104固定安裝過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖4所示，在S401，將第一分段壓條102安裝(例如，固定)在電機(jī)的轉(zhuǎn)子101的內(nèi)壁上。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可將第一分段壓條102安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)子101的內(nèi)壁上，使得第一分段壓條102向第一方向傾斜(如圖3A所示)。

在S402，將磁鋼104安裝(例如，固定)在第一分段壓條102內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可將磁鋼104沿第一分段壓條102的安裝方向安裝在第一分段壓條102之間(如圖3B所示)。

在S412，為保證同一段分段壓條內(nèi)的磁鋼104固定的更加牢固或使相鄰的分段壓條貼合的更加緊密，可在第一分段壓條102和第二分段壓條103之間安裝楔子105。

在S403，將第二分段壓條103安裝(例如，固定)在電機(jī)的轉(zhuǎn)子101的內(nèi)壁上。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可將第二分段壓條103安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)子101的內(nèi)壁上，使得第二分段壓條103向與第一方向相反的第二方向傾斜(如圖3C所示)。例如，可緊貼第一分段壓條102的下端安裝第二分段壓條103，使其首尾相接。

在S404，將磁鋼104安裝(例如，固定)在第二分段壓條103內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可將磁鋼104沿第二分段壓條103的固定方向安裝在第二分段壓條103之間(如圖3D所示)。

同理，當(dāng)分段壓條為更多個(gè)(例如，四個(gè))時(shí)，可依次安裝剩余各個(gè)分段壓條，并相應(yīng)安裝楔子105，每個(gè)分段壓條與轉(zhuǎn)子軸向的固定角度不同，且每個(gè)分段壓條與上一段楔子105完全貼合。因此，可通過(guò)分段壓條和楔子105實(shí)現(xiàn)對(duì)一列磁極形狀的靈活排布。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使磁鋼按照不同的方向傾斜，由此減小電機(jī)的軸向電磁合力，降低電機(jī)的振動(dòng)和噪聲。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在不同的分段壓條之間安裝楔子，使磁鋼更加穩(wěn)固，保證電機(jī)的安全性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，采用分段壓條設(shè)計(jì)，將磁鋼分段裝入分段壓條，提高磁鋼安裝的安全性。

另外，上述固定結(jié)構(gòu)及方法不僅可適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)，還適用于其他各種類(lèi)型發(fā)電機(jī)以及電動(dòng)機(jī)。

上面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)描述，雖然已表示和描述了一些實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行組合、修改和完善，這些組合、修改和完善也應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。