專利名稱：發(fā)電機，特別是用于風力渦輪機的發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機，特別用于風力渦輪機的發(fā)電機，其包括具有多個感應線圈的定子；轉子，其可繞定子旋轉，具有設置在圓周方向上的至少一個永磁體或多個永磁體；和用于將氣流引導到定子的至少一個通風管道。
背景技術：
風力渦輪機配置有轉軸，該轉軸是在發(fā)電機的轉子相對于定子的運動過程中產生電能的發(fā)電機的一部分。定子包括許多個線圈，轉子包括許多個永磁體，使得在轉子轉動時感生電壓。可注意到近年來發(fā)展趨勢趨向于具有增大的功率的風力渦輪機，它要求發(fā)電機有高效的冷卻系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的風力渦輪機中，使用與冷卻源連接的空氣通道以便向定子、定子繞組和轉子的磁體供應氣流。由于風力渦輪機的尺寸的增大，永磁體的數目和大小也在增大，這導致發(fā)電的較高成本。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有降低的制造成本的發(fā)電機。根據本發(fā)明，該目的是在上述限定的發(fā)電機中實現的，其中至少一個永磁體或多個永磁體配置有與定子相對設置的凹槽。優(yōu)選地，所述凹槽位于與定子中的空氣通道相對的位置。本發(fā)明基于這樣的思想，即永磁體的一部分的電磁被不良地使用或者甚至未被使用，所以可以拿掉這些部分。以此方式，需要較少的磁體材料，以便獲得較輕重量和發(fā)電機和較低的制造成本。而且，本發(fā)明產生較低的材料成本。已經發(fā)現，永磁體被設置在定子的空氣通道前面的那些部分由于鄰近空氣通道的定子迭片的相對高的飽和而不能有效地有助于力矩的產生。根據本發(fā)明，永磁體配置有凹槽，以便降低或甚至去掉磁體的這些未使用部分。根據本發(fā)明，所發(fā)明的發(fā)電機可配置有凹槽，這些凹槽被成形為使面對定子這一側的磁體長度小于面對轉子這一側的磁體長度。這意味著在面對徑向空氣通道的那些區(qū)域中，磁體的徑向厚度小于面對定子迭片組件的那些區(qū)域中磁體的徑向厚度?；旧?，至少一個永磁體或多個永磁體在徑向方向被成形為使磁體被配置為不一致的形狀。根據本發(fā)明的發(fā)電機的第一實施例，凹槽可具有梯形形狀，從而使平行的邊緣的較長邊緣面對轉子?？梢允褂镁哂刑菪涡螤畹亩鄠€永磁體，可替代地可使用配置有多個梯形凹槽的一個永磁體塊。根據本發(fā)明的發(fā)電機的另一實施例，凹槽可具有基本為三角形的形狀。與之前的實施例類似，發(fā)電機可包括許多個具有三角形形狀的單獨的永磁體，可使用可替代的具有多個三角形凹槽的一個磁體塊。優(yōu)選地，基本為三角形形狀的凹槽的邊緣可形成凸面或凹面。
通常，凹槽可簡單地形成凹面，這意味著永磁體塊具有與定子相對的凹面凹槽。根據本發(fā)明的進一步的改進，至少一個永磁體或多個永磁體被設置在轉子的基板上或轉子的軛上。根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，永磁體和空氣通道的數目是相同的。在此情況下， 凹槽可正好位于與定子的空氣通道相對的位置。但是，根據本發(fā)明的進一步的改進，在軸向方向永磁體的數目可小于空氣通道的數目。在考慮下方對優(yōu)選實施例的詳細描述時可以更好地理解本發(fā)明及其基本原理。


在附圖中
圖1是本發(fā)明的發(fā)電機的第一實施例的截面視圖； 圖2是本發(fā)明的發(fā)電機的第二實施例的截面視圖； 圖3是本發(fā)明的發(fā)電機的第三實施例的截面視圖；和圖4是本發(fā)明的發(fā)電機的第四實施例的截面視圖。
具體實施例方式圖1以徑向截面視圖顯示用于風力渦輪機的發(fā)電機1的一部分。發(fā)電機1包括具有多個感應線圈3的定子2。轉子4可繞定子2旋轉，轉子4包括轉子軛5和基板6以及許多個永磁體7，永磁體設置在基板6上。轉子4連接到輪轂，輪轂在圖1中沒有示出，轉子葉片連接到輪轂上。定子2被設置在機艙內，機艙安裝在風力渦輪機的塔架頂部。當轉子4旋轉時，在定子2的感應線圈3 中感生電流。在定子2和轉子4之間設置軸向間隙8，該軸向間隙用作空氣通道9。氣流通過風扇(未顯示)產生，氣流通過空氣通道9到達永磁體7和感應線圈3?；旧?，空氣通道9包括由永磁體7和感應線圈3的外邊緣10限定的軸向部分。而且，空氣通道9包括位于相鄰的感應線圈3之間的徑向部分11。圖1中的箭頭顯示通過空氣通道9的氣流。氣流被供應，使得從感應線圈3橫向突出的端部繞組12同樣被冷卻。給空氣通道9供應氣流的風扇連接到冷卻源13。永磁體7配置有三角形形狀的凹槽14，這些凹槽被設置成與定子2相對。在圖1 的實施例中，使用在軸向方向上彼此鄰近設置的多個永磁體7。在圖1的截面視圖中，每一永磁體7具有梯形形狀，由此平行邊緣中的較長邊緣面對轉子4。凹槽14位于與定子2中的空氣通道9相對的位置，具體地，凹槽14中的每一個被設置在空氣通道9的徑向部分11 之前。在該區(qū)域，由于定子迭片的高度飽和，永磁體不會幫助產生力矩。因此，忽略如圖1 中描述的導致永磁體7的梯形形狀的磁材料。相比于傳統(tǒng)發(fā)電機中使用的在軸向方向上具有一致形狀的永磁體，磁材料的量和發(fā)電機的重量更低。另一優(yōu)勢是由于凹槽14，在氣流中產生湍流，這導致發(fā)電機1的更好的冷卻。圖2顯示發(fā)電機的第二實施例，其中對于相同組件，使用相同的附圖標記。通常， 圖2的發(fā)電機具有與圖1的發(fā)電機1相同的結構。與第一實施例相比，永磁體15配置有類似弧形或凸面形狀的凹槽。如圖2中所示的發(fā)電機的磁材料量相比圖1實施例的磁材料的量稍微高一些。與第一實施例一致，凹槽14被提供成與空氣通道9的徑向部分11相對。圖3顯示發(fā)電機的第三實施例，其中轉子4包括形式為磁體塊的一個永磁體16，其配置有多個凹槽17。凹槽17具有梯形形狀，與空氣通道9的徑向部分11相對的磁材料被省略。凹槽17位于與空氣通道9的徑向部分11相對的位置。由于磁體塊的增大的表面， 通過空氣通道獲得磁體塊的更加高效的冷卻。圖4顯示發(fā)電機的第四實施例，其中轉子4包括具有多個凹槽19的永磁體18，凹槽之間設置有一定距離。凹槽19成形為類似弧形，使得永磁體18靠近空氣通道9的徑向部分11的部分更小，在中間更大，與定子2的感應線圈3相對。凹槽19位于與空氣通道9 的徑向部分11相對的位置。在圖1-圖4的實施例中，磁體的數目或磁體塊的截面的數目與感應線圈3的數目相同。
權利要求
1.發(fā)電機(1)，特別是用于風力渦輪機的發(fā)電機，包括具有多個感應線圈(3)的定子(2)；轉子(4)，其可繞所述定子(2)旋轉，且具有設置在圓周方向上的至少一個永磁體或多個永磁體(7，15)；用于將氣流引導到所述定子(2)的至少一個通風管道(9)；其特征在于，所述至少一個永磁體(16)或所述多個永磁體(7，15)配置有凹槽(14，17，19)，所述凹槽與所述定子(2)相對設置。
2.根據權利要求1所述的發(fā)電機，其特征在于，所述凹槽(14，17，19)位于與所述定子 (2)中的所述通風管道(9)相對的位置。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的發(fā)電機，其特征在于，所述凹槽(14，17，19)被成形為使磁體面對所述定子(2) —側的長度小于磁體面對所述轉子(4) 一側的長度。
4.根據前述權利要求中任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述凹槽(17)具有梯形形狀，從而使平行邊緣中的較長邊緣面對所述定子(2 )。
5.根據權利要求1-3中任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述凹槽(14)具有基本為三角形的形狀。
6.根據權利要求5所述的發(fā)電機，其特征在于，所述凹槽(14)的邊緣形成凸面或凹
7.根據權利要求1-3中任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述凹槽(19)形成凹面。
8.根據前述權利要求中任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述至少一個永磁體(16) 或所述多個永磁體(7，15)被設置在所述轉子(4)的基板(6)上。
9.根據前述權利要求中任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述永磁體(7，15)和所述感應線圈(3)的數目是相同的。
10.根據前述權利要求中任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述永磁體的數目小于所述空氣通道的數目。
全文摘要
一種發(fā)電機(1)，特別用于風力渦輪機的發(fā)電機(1)，包括具有多個感應線圈(3)的定子(2)；轉子(4)，其可繞所述定子(2)旋轉，具有設置在圓周方向上的至少一個永磁體或多個永磁體(7，15)；用于將氣流引導到所述定子(2)的至少一個通風管道(9)；從而給所述至少一個永磁體(16)或所述多個永磁體(7，15)配置與所述定子(2)相對設置的凹槽(14，17，19)。
文檔編號H02K1/28GK102299577SQ20111017282
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權日2010年6月25日
發(fā)明者基米亞貝吉 M. 申請人:西門子公司