本實用新型涉及發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子及發(fā)電機。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子支架和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子支架和轉(zhuǎn)軸通過螺栓或者過盈配合等方式連接在一起。例如，一種方式是轉(zhuǎn)子支架采用焊接結(jié)構(gòu)的輪輻式結(jié)構(gòu)形式，在轉(zhuǎn)子支架的側(cè)方設有連接法蘭，在轉(zhuǎn)軸上也設有轉(zhuǎn)軸法蘭，通過將連接法蘭與轉(zhuǎn)軸法蘭相連接來將轉(zhuǎn)子支架與轉(zhuǎn)軸相連接；另一種方式是在轉(zhuǎn)子支架上焊接空心軸，空心軸與轉(zhuǎn)軸通過過盈配合連接，進而將轉(zhuǎn)子支架與轉(zhuǎn)軸相連接。

這種傳統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械結(jié)構(gòu)形式，僅適用于中小型發(fā)電機，不適用于大型發(fā)電機，在應用于大型發(fā)電機時存在嚴重問題：大型發(fā)電機的結(jié)構(gòu)尺寸和承受載荷較大，尺寸較大的轉(zhuǎn)子機械部件具有較大的重量，對轉(zhuǎn)動軸承及其支撐帶來較大壓力，嚴重降低轉(zhuǎn)子支架和轉(zhuǎn)軸連接的可靠性，從而降低轉(zhuǎn)子整體機械結(jié)構(gòu)的連接可靠性。

針對這種問題，現(xiàn)有技術(shù)的解決方案是加大轉(zhuǎn)子支架和轉(zhuǎn)軸連接位置的節(jié)圓直徑，以提高連接的可靠性，但這樣會加大轉(zhuǎn)軸及其法蘭的直徑，進一步增加轉(zhuǎn)軸的重量。另一種解決方案是增加連接螺栓的數(shù)量和連接面的數(shù)量，但數(shù)量過多的螺栓會造成螺栓安裝工作，以及后續(xù)螺栓維護工作的工作量較大。因此，現(xiàn)有技術(shù)的方案無法有效解決大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子重量大和連接可靠性差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的實施例提供一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子及發(fā)電機，以解決大型發(fā)電機中轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)重量大、連接可靠性差的問題。

為達到上述目的，本實用新型的實施例提供一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子，包括：第一半部，第一半部包括同軸的第一半軸和第一凸緣，第一凸緣設置在第一半軸的一側(cè)；第二半部，第二半部包括同軸的第二半軸和第二凸緣，第二凸緣設置在第二半軸的一側(cè)并與第一凸緣相對；磁軛，磁軛上設置有磁極，磁軛的兩側(cè)分別與第一凸緣和第二凸緣直接或間接地連接，且磁軛與第一半部和第二半部同軸地設置。

進一步地，磁軛的兩側(cè)分別與第一凸緣和第二凸緣直接地連接包括：磁軛內(nèi)表面分別與第一凸緣的外周面和第二凸緣的外周面固定連接；或者磁軛側(cè)表面分別與第一凸緣的側(cè)表面和第二凸緣的側(cè)表面固定連接；或者磁軛一側(cè)的內(nèi)表面與第一凸緣或第二凸緣中的一個的外周面固定連接，磁軛的另一側(cè)的側(cè)表面與第一凸緣或第二凸緣中的另一個的側(cè)表面固定連接。

進一步地，磁軛的兩側(cè)分別與第一凸緣和第二凸緣間接地連接包括：磁軛兩側(cè)的內(nèi)表面分別固定連接有第一支撐環(huán)和第二支撐環(huán)，第一支撐環(huán)與第一凸緣固定連接，第二支撐環(huán)與第二凸緣固定連接。

進一步地，第一支撐環(huán)的內(nèi)表面與第一凸緣的外周面固定連接；第二支撐環(huán)的內(nèi)表面與第二凸緣的外周面固定連接。

進一步地，第一凸緣的側(cè)面與第一支撐環(huán)的側(cè)面通過第一連接件固定連接，第二凸緣的側(cè)面與第二支撐環(huán)的側(cè)面通過第二連接件固定連接。

進一步地，第一連接件和第二連接件的安裝位置距離發(fā)電機轉(zhuǎn)子的軸線的徑向距離不同。

進一步地，第一半軸和第二半軸均為空心軸。

進一步地，在第一凸緣和第二凸緣之間設置有加強筋。

進一步地，第一凸緣和第二凸緣上均設置有減重孔。

根據(jù)本實用新型的另一方面，本實用新型的實施例還提供一種發(fā)電機，包括上述任一項的發(fā)電機轉(zhuǎn)子。

本實用新型的實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，通過將轉(zhuǎn)軸主體分為兩部分，并與磁軛形成一體化結(jié)構(gòu)的形式，省掉了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子支架，簡化了發(fā)電機轉(zhuǎn)子機械結(jié)構(gòu)的形式，降低了整體重量，以及提高了轉(zhuǎn)軸與磁軛連接的可靠性；該發(fā)電機轉(zhuǎn)子適用于大型發(fā)電機，有效地解決了大型發(fā)電機中轉(zhuǎn)子重量大，以及連接可靠性較差的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的第一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的第二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的第三結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的第四結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例的設置有加強筋的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明：

10、第一半部；11、第一半軸；12、第一凸緣；13、第一法蘭面；20、第二半部；21、第二半軸；22、第二凸緣；23、第二法蘭面；30、磁軛；31、第一支撐環(huán)；32、第二支撐環(huán)；40、加強筋；50、連接螺栓。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子及發(fā)電機進行詳細描述。

本實施例中的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，通過簡化傳統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械結(jié)構(gòu)形式，來降低整個轉(zhuǎn)子的重量，以及提高轉(zhuǎn)子機械結(jié)構(gòu)的連接可靠性，來保證發(fā)電機的正常運行。該發(fā)電機轉(zhuǎn)子適用于大型發(fā)電機中，例如，應用至風力發(fā)電機中的轉(zhuǎn)子。

如圖1至圖4所示，根據(jù)本實用新型的實施例，該發(fā)電機轉(zhuǎn)子包括第一半部10、第二半部20和磁軛30。第一半部10包括同軸的第一半軸11和第一凸緣12，第一凸緣12設置在第一半軸11的一側(cè)。第二半部20包括同軸的第二半軸21和第二凸緣22，第二凸緣22設置在第二半軸21的一側(cè)，并與第一凸緣12相對。磁軛30上設置有磁極(圖中未示出)，磁軛30的兩側(cè)分別與第一凸緣12和第二凸緣22直接或間接地連接，且磁軛30與第一半部10和第二半部20同軸地設置。

該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的主體分成兩部分，即同軸相對設置的第一半部10和第二半部20，第一半部10和第二半部20均為帶有凸緣式的轉(zhuǎn)軸，并分別通過第一凸緣12和第二凸緣22與磁軛30連接，組成該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的整體機械結(jié)構(gòu)。此外，磁軛30上設置轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)，以組成該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的完整機構(gòu)。

相對于傳統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械結(jié)構(gòu)的形式，該發(fā)電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，不需要連接轉(zhuǎn)子支架，由該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的主體與磁軛30直接連接為一體化結(jié)構(gòu)，可以有效降低轉(zhuǎn)子的整體重量，以及提高轉(zhuǎn)子整體機械機構(gòu)的連接可靠性，有效地解決了大型發(fā)電機采用傳統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械結(jié)構(gòu)時，造成的轉(zhuǎn)子重量大、轉(zhuǎn)子支架和轉(zhuǎn)軸連接的可靠性較低的問題。

在實際的應用場景中，第一半部10和第二半部20優(yōu)選為整體鍛造而成，以提高第一半部10和第二半部20的機械強度。而且，鍛造而成的第一半部10和第二半部20具有較好的焊接性，方便通過第一凸緣12和第二凸緣22與磁軛30進行焊接，有助于實現(xiàn)磁軛30與第一半部10和第二半部20可靠連接，從而提高該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的整體機械結(jié)構(gòu)的連接可靠性。

其中，第一半部10的鍛造結(jié)構(gòu)可以為，第一半軸11的軸線與第一凸緣12的至少一個側(cè)表面成一定傾斜角度的錐形盤式結(jié)構(gòu)，或者第一半軸11的軸線與第一凸緣12的側(cè)面成90度的垂直盤式結(jié)構(gòu)，以使第一半部10適應多類發(fā)電機結(jié)構(gòu)和強度的需要。第二半部20的鍛造結(jié)構(gòu)形式與第一半部10的相同。

此外，在其他實施例中，在第一半部10和第二半部20也可以根據(jù)實際的施工條件鑄造而成。

優(yōu)選地，第一半軸11和第二半軸21均為空心軸。

如圖1至4所示(圖中示出本實用新型實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)的一半)，第一半軸11和第二半軸21均采用空心軸，以大幅度地降低傳動軸系的重量，進而降低該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的整體重量。

更優(yōu)地，第一凸緣12和第二凸緣22上均設置有減重孔(圖中未示出)。在滿足使用性能要求的情況下，在第一凸緣12和第二凸緣22上開設減重孔，可以進一步地降低該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的整體重量。減重孔的具體形狀可以采用圓形、方形或橢圓形等任意形狀。

本實施例中，磁軛30與第一半部10和第二半部20的連接形式可以采用直接連接或間接連接的形式，即磁軛30的兩側(cè)分別與第一凸緣12和第二凸緣22直接或間接地連接。其中，磁軛30與第一半部10和第二半部20直接連接的形式具體可以采用圖1或圖2所示的形式，磁軛30與第一半部10和第二半部20間接連接的形式具體可以采用圖3或圖4所示的形式。

如圖1所示，磁軛30內(nèi)表面分別與第一凸緣12的外周面和第二凸緣22的外周面固定連接。具體地，可以采用T型焊接的方式，將磁軛30內(nèi)表面的兩側(cè)分別與第一凸緣12的外周面和第二凸緣22的外周面焊接，不僅保證了連接的可靠性，而且省去螺栓連接所需的螺栓，以及螺栓所需的定期維護工作。

如圖2所示，磁軛30側(cè)表面分別與第一凸緣12的側(cè)表面和第二凸緣22的側(cè)表面固定連接。具體地，將磁軛設置在第一凸緣12或第二凸緣22之間，采用角接焊接的方式，將磁軛30兩側(cè)的側(cè)表面分別與第一凸緣12的側(cè)表面和第二凸緣22的側(cè)表面焊接。在焊接過程中，可以磁軛30的外表面分別與第一凸緣12的外周面和第二凸緣22的外周面相平齊。

此外，還可以將磁軛30一側(cè)的內(nèi)表面與第一凸緣12或第二凸緣22中的一個的外周面固定連接，將磁軛30的另一側(cè)的側(cè)表面與第一凸緣12或第二凸緣22中的另一個的側(cè)表面固定連接，以使磁軛30與磁極結(jié)構(gòu)相配合，形成該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的磁性非對稱結(jié)構(gòu)。例如，可以設置第一凸緣12和第二凸緣22的高度為階梯狀，將磁軛30的一側(cè)的內(nèi)表面與第一凸緣12的外周面進行T型焊接，將磁軛30的另一側(cè)的外周面與第二凸緣22的側(cè)表面進行角接焊接。

如圖3和圖4所示，磁軛30兩側(cè)的內(nèi)表面分別固定連接有第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32，第一支撐環(huán)31與第一凸緣12固定連接，第二支撐環(huán)32與第二凸緣22固定連接。

第一支撐環(huán)31用于連接磁軛30與第一凸緣12，第二支撐環(huán)32用于連接磁軛30與第二凸緣22，可以在第一凸緣12和第二凸緣22的尺寸超出鍛造的極限的情況下，將磁軛30分別與第一凸緣12和第二凸緣22固定連接。

例如，第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32可以由鋼板制成，分別與磁軛30焊接固定，并分別與第一凸緣12和第二凸緣22焊接固定?；蛘撸瑢⒌谝恢苇h(huán)31和第二支撐環(huán)32采用螺栓連接的方式，分別與磁軛30連接，以及與第一凸緣12和第二凸緣22連接。由于第一凸緣12和第二凸緣22的尺寸較大，屬于連接螺栓的節(jié)圓半徑較大的情況，可以保證螺栓的連接的可靠性。

具體地，如圖3所示，第一支撐環(huán)31的內(nèi)表面與第一凸緣12的外周面固定連接；第二支撐環(huán)32的內(nèi)表面與第二凸緣22的外周面固定連接。

或者，如圖4所示，第一凸緣12的側(cè)面與第一支撐環(huán)31的側(cè)面通過第一連接件固定連接，第二凸緣22的側(cè)面與第二支撐環(huán)32的側(cè)面通過第二連接件固定連接。

例如，在第一凸緣12和第二凸緣22分別設置第一法蘭面13和第二法蘭面23，第一連接件和第二連接件可以均為連接螺栓50，通過連接螺栓50可以將第一支撐環(huán)31與第一凸緣12固定連接，以及將第二支撐環(huán)32與第二凸緣22固定連接。

優(yōu)選地，第一連接件和第二連接件的安裝位置距離發(fā)電機轉(zhuǎn)子的軸線的徑向距離不同。也就是說，將第一凸緣12和第二凸緣22在高度設置為階梯狀，以方便第一支撐環(huán)31和第二支撐環(huán)32的裝配。其中，發(fā)電機轉(zhuǎn)子的軸線，也是第一半軸11和第二半軸21的軸線。

在這里說明，本實施例中，上述各部件之間采用的焊接為優(yōu)選連接方式，在其他實施例中，還可以根據(jù)各部件的機械結(jié)構(gòu)以及施工條件選擇其他的連接方式，例如，螺栓連接。

本實施例中，為了進一步減輕該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的整體重量，第一半部10和第二半部20間隔地同軸設置。

如圖5所示，第一凸緣12和第二凸緣22之間具有間隙，為了提高該發(fā)電機轉(zhuǎn)子整體機械結(jié)構(gòu)的強度和剛度，又不會過多增加重量，可以根據(jù)計算需要，適當在第一凸緣12和第二凸緣22之間設置加強筋40。加強筋40的具體結(jié)構(gòu)以及分布形式可以采用豎直立筋，或者橫向切筋，也可以同時采用豎直立筋和橫向切筋。

此外，為了使結(jié)構(gòu)對稱，方便該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的運行，可以將第一半部10和第二半部20相對于磁軛30的中心面對稱設置。在該發(fā)電機轉(zhuǎn)子的各部件的實際生產(chǎn)過程中，可以采用同一基準來加工磁軛的外圓周面、轉(zhuǎn)軸面以及其他定位基準面等，以方便達到行為公差要求(例如，同軸度)。

如上所述為本實用新型的實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，該發(fā)電機轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)軸與磁軛一體化結(jié)構(gòu)的形式，省掉了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子支架，簡化了轉(zhuǎn)子的整體機械結(jié)構(gòu)，具有重量較低，連接可靠等優(yōu)點，適用于大型發(fā)電機。在此基礎(chǔ)上，本實用新型的實施例還提供一種發(fā)電機，該發(fā)電機包括上述本實用新型的實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，因此，該發(fā)電機整體機械結(jié)構(gòu)連接可靠，可以為大型發(fā)電機。

本實用新型的實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)子具有如下效果：

該發(fā)電機轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)軸主體分為兩部分，并與磁軛形成一體化結(jié)構(gòu)的形式，省掉了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子支架，提高了轉(zhuǎn)軸與磁軛連接的可靠性，以及降低了整體機械結(jié)構(gòu)的重量；

該發(fā)電機轉(zhuǎn)子各部件為鍛造結(jié)構(gòu)，整體的機械強度較高，而且各部件之間采用焊接的連接方式，連接可靠，并避免了使用螺栓連接帶來的安裝及維護的問題；

該發(fā)電機轉(zhuǎn)子具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、方便制造等優(yōu)點。

需要指出，根據(jù)實施的需要，可將本申請中描述的各個部件拆分為更多部件，也可將兩個或多個部件或者部件的部分操作組合成新的部件，以實現(xiàn)本實用新型的目的。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。