本發(fā)明涉及一種磁極模塊、轉(zhuǎn)子、電機和風(fēng)力發(fā)電機組，更具體地講，涉及一種能夠簡化生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本的磁極模塊、轉(zhuǎn)子、電機和風(fēng)力發(fā)電機組。

背景技術(shù)：

低速大直徑發(fā)電機(例如，風(fēng)力發(fā)電機)由定子和轉(zhuǎn)子組成。在大型發(fā)電機中，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子磁軛和安裝并緊固到轉(zhuǎn)子磁軛上的充磁的磁體。

由于磁體易于受到環(huán)境條件(例如，濕氣、腐蝕介質(zhì)等)等的損壞，因此通常將磁體設(shè)置在磁體罩中，從而防止磁體受到腐蝕。

在現(xiàn)有技術(shù)中，可通過以下方式來將磁體固定到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁軛上：將磁體設(shè)置在磁體罩中，將磁體罩安裝在載體板上，然后利用壓條將載體板固定到轉(zhuǎn)子磁軛。然而這種固定方式由于使用了成本較高的壓條，導(dǎo)致生產(chǎn)工藝復(fù)雜且生產(chǎn)成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可簡化生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本的磁極模塊、轉(zhuǎn)子、電機和風(fēng)力發(fā)電機組。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種可防止轉(zhuǎn)子中的磁體被腐蝕的磁極模塊、轉(zhuǎn)子、電機和風(fēng)力發(fā)電機組。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種磁極模塊可包括：載體板，所述載體板的兩端中的一端上形成有第一異形部，另一端上形成有第二異形部，所述第一異形部和所述第二異形部具有彼此對應(yīng)以能夠彼此形成配合的形狀；磁極盒，固定到所述載體板的上表面和下表面中的一個表面，所述磁極盒具有朝向所述載體板的所述一個表面敞開的開口；磁體，設(shè)置在所述磁極盒中。

可選地，所述第一異形部可具有倒臺階形，所述第二異形部可具有正臺階形。

可選地，所述第一異形部和所述第二異形部可形成彼此平行的傾斜面。

可選地，所述第一異形部可形成槽部，所述第二異形部可形成與所述槽部對應(yīng)的凸部。

可選地，所述載體板的所述一個表面的兩端可分別形成有臺階部，所述磁極盒可密閉地固定到所述臺階部。

可選地，所述磁極模塊還可包括將磁體密封在所述磁極盒中的密封材料，所述密封材料可填充在所述磁體與所述磁極盒之間以及所述磁體與所述載體板之間。

可選地，所述載體板的所述一個表面可以為平面，所述載體板的所述上表面和所述下表面中的另一表面可以為弧形。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子磁軛和固定在所述轉(zhuǎn)子磁軛的安裝表面上的多個磁極模塊，其中，所述多個磁極模塊中的每個可以為如上所述的磁極模塊，沿所述轉(zhuǎn)子磁軛的安裝表面布置的所述多個磁極模塊的多個載體板通過形成在所述多個載體板的兩端的第一異形部和第二異形部彼此配合。

可選地，所述多個磁極模塊中的每個磁極模塊可通過穿過每個磁極模塊的載體板的一端的緊固件固定到所述轉(zhuǎn)子磁軛，且緊固件可不穿過固定在所述載體板上的磁極盒。

可選地，沿所述轉(zhuǎn)子磁軛的周向布置的所述多個磁極模塊與所述轉(zhuǎn)子的軸向可平行或呈預(yù)定角度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電機可包括定子和如上所述的轉(zhuǎn)子。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種風(fēng)力發(fā)電機組可包括如上所述的電機。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過在磁極模塊的載體板的兩端形成第一異形部和第二異形部，可容易地將磁極模塊固定到轉(zhuǎn)子磁軛，并可省略現(xiàn)有技術(shù)中的壓條，從而可簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。

此外，根據(jù)本發(fā)明，通過形成將磁體密封在磁極盒中的密封材料，可進一步防止磁體受到腐蝕環(huán)境的影響。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沿垂直于轉(zhuǎn)子的軸向方向截取的轉(zhuǎn)子的一部分的截面圖；

圖2是示出圖1中的轉(zhuǎn)子的磁極模塊的示意圖；

圖3是示出圖2中的磁極模塊的載體板的示意圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的沿垂直于轉(zhuǎn)子的軸向方向截取的轉(zhuǎn)子的一部分的截面圖；

圖5是示出圖4中的載體板的另一示例的示意圖；

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的沿垂直于轉(zhuǎn)子的軸向方向截取的轉(zhuǎn)子的一部分的截面圖；

圖7是示出圖6中的載體板的另一示例的示意圖；

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的沿垂直于轉(zhuǎn)子的軸向方向截取的轉(zhuǎn)子的一部分的截面圖。

在附圖中：100為轉(zhuǎn)子，110為轉(zhuǎn)子磁軛，120為磁極模塊，130為緊固件，140為覆層，10為載體板，20為磁極盒，30為磁體，40為密封膠，11為臺階部，12為第一異形部，13為第二異形部，14為第一固定孔，111為第二固定孔。

具體實施方式

下面，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沿垂直于轉(zhuǎn)子的軸向方向截取的轉(zhuǎn)子的一部分的截面圖；圖2是示出圖1中的轉(zhuǎn)子100的磁極模塊120的示意圖；圖3是示出圖2中的磁極模塊120的載體板10的示意圖。

電機可以由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。其中，電機的結(jié)構(gòu)可以是內(nèi)定子、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(即，轉(zhuǎn)子沿定子的外周設(shè)置)或者是內(nèi)轉(zhuǎn)子、外定子結(jié)構(gòu)(即，定子沿轉(zhuǎn)子的外周設(shè)置)。為了方便描述，以下將以電機的結(jié)構(gòu)為內(nèi)定子、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)作為示例進行描述。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的電機可包括定子(未示出)和沿定子的外周設(shè)置的轉(zhuǎn)子。定子可包括定子鐵芯，轉(zhuǎn)子可包括與定子鐵芯相對地設(shè)置的磁極模塊。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的轉(zhuǎn)子100可包括轉(zhuǎn)子磁軛110和固定到轉(zhuǎn)子磁軛110的安裝表面的多個磁極模塊120。例如，多個磁極模塊120可均勻分布在轉(zhuǎn)子磁軛110的安裝表面上。

在圖1中示出的內(nèi)定子、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機的情況下，轉(zhuǎn)子磁軛110的安裝表面是轉(zhuǎn)子磁軛110的內(nèi)周面。但應(yīng)理解的是，在電機的結(jié)構(gòu)為內(nèi)轉(zhuǎn)子、外定子的情況下，轉(zhuǎn)子磁軛110的安裝表面是轉(zhuǎn)子磁軛110的外周面，以使磁極模塊120設(shè)置為與定子的定子鐵芯相對。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，沿轉(zhuǎn)子100的軸向，可在轉(zhuǎn)子磁軛110的內(nèi)周面上布置至少一個磁極模塊120。根據(jù)本發(fā)明的實施例，沿轉(zhuǎn)子100的周向，可在轉(zhuǎn)子磁軛110的內(nèi)周面上布置(例如，平行地布置)多列磁極模塊120，多列磁極模塊120的布置方向可與轉(zhuǎn)子100的軸向平行或呈預(yù)定角度。在多列磁極模塊120的布置方向與轉(zhuǎn)子100的軸向呈預(yù)定角度的情況下，可減小電機在實際應(yīng)用中的振動及噪聲。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，磁極模塊120可包括載體板10、固定到載體板10的下表面的磁極盒20和設(shè)置在磁極盒20中的磁體30。應(yīng)理解的是，在電機的結(jié)構(gòu)為內(nèi)轉(zhuǎn)子、外定子的情況下，磁極盒20固定到載體板10的上表面。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，例如，載體板10可以由鋼或其它導(dǎo)磁材料形成。另外，載體板10可以由一個整體件構(gòu)成或者由多個薄片/片材壓緊在一起構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，載體板10的下表面可以為平面，以便在載體板10與磁極盒20中的磁體30之間形成密封材料40(稍后將進行描述)。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，如圖2所示，載體板10的上表面可以為弧形，以與轉(zhuǎn)子磁軛110的安裝表面貼合在一起，從而可將載體板10更牢固地固定到載體板10，而不產(chǎn)生安裝間隙。具體地講，在多列磁極模塊120的布置方向與轉(zhuǎn)子100的軸向平行的情況下，載體板10的上表面的曲率對應(yīng)于轉(zhuǎn)子磁軛110的安裝表面(例如，內(nèi)周面或外周面)的曲率。在多列磁極模塊120的布置方向與轉(zhuǎn)子100的軸向呈預(yù)定角度的情況下，載體板10的上表面可因所述預(yù)定角度而呈不規(guī)則的曲面。應(yīng)理解的是，在電機的結(jié)構(gòu)為內(nèi)轉(zhuǎn)子、外定子的情況下，載體板10的上表面可以為平面，載體板10的下表面可以為弧形。

磁極盒20可以是例如由薄壁體圍成的盒型結(jié)構(gòu)，磁極盒20具有朝向載體板10的下表面敞開的開口。優(yōu)選地，磁極盒20的尺寸可大于磁體30的尺寸，并具有與磁體30的形狀相類似的形狀，例如，可以為正方形、矩形、梯形或不規(guī)則形狀。優(yōu)選地，磁極盒20可以由不銹鋼形成。

優(yōu)選地，磁極盒20被密閉地固定到載體板10上，以防止設(shè)置在磁極盒20中的磁體30與濕氣、腐蝕介質(zhì)接觸而被腐蝕。例如，可通過焊接工藝將磁極盒20密閉地固定到載體板10。

為了方便將磁極盒20固定到載體板10，可在載體板10的下表面的兩側(cè)(例如，沿載體板10的長度方向上的兩側(cè))分別形成臺階部11(如圖3所示)，并將磁極盒20的兩端分別與臺階部11焊接到一起。

磁體30被設(shè)置在磁極盒20中，從而防止磁體30與濕氣、腐蝕介質(zhì)接觸而被腐蝕。優(yōu)選地，磁體30為永磁體，例如，可包括釹鐵硼(Nd₂Fe₁₄B)。

為了防止?jié)駳?、腐蝕介質(zhì)滲入到磁極盒20內(nèi)而使磁體20腐蝕，根據(jù)本發(fā)明的實施例的磁極模塊120還可包括將磁體30密封在磁極盒20中的密封材料40。

優(yōu)選地，密封材料40可填充在磁體30與磁極盒20之間以及磁體30與載體板10之間，從而包覆磁體30。例如，在制造磁極模塊120時，可首先向磁極盒20內(nèi)注入少量密封材料40，然后放入磁體30，最后向磁體30的上表面注入密封材料40，并確保密封材料40完全填充磁體30與磁極盒20之間的間隙并覆蓋磁體30的上表面。然后，將磁極盒20固定到(例如，焊接到)載體板10的下表面，從而可在磁體30與磁極盒20之間以及磁體30與載體板10之間形成密封材料40。

通過在磁體30與磁極盒20之間以及磁體30與載體板10之間填充密封材料40，即使?jié)駳狻⒏g介質(zhì)滲入到磁極盒20內(nèi)，也可通過密封材料40進一步防止磁體30被腐蝕。此外，密封材料40還可將磁體30牢固地固定到磁極盒20中，從而防止磁體30在磁極盒20內(nèi)晃動。優(yōu)選地，密封材料40可以為密封膠。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，可在載體板10的兩端(例如，沿載體板10的長度方向上的兩端)中的一端形成第一異形部12，在另一端形成第二異形部13。第一異形部12和第二異形部13可具有彼此對應(yīng)以能夠彼此形成配合的形狀。所謂“第一異形部12和第二異形部13可具有彼此對應(yīng)以能夠彼此形成配合的形狀”是指第一異形部12和第二異形部13具有能夠配合(例如，接合或卡合)在一起的形狀，也就是說，第一異形部12和第二異形部13的形狀是能夠彼此配合的。

在這種情況下，當(dāng)將多個磁極模塊120固定到轉(zhuǎn)子磁軛110的安裝表面(例如，內(nèi)周面或外周面)上時，多個磁極模塊120的多個載體板10可通過第一異形部12和第二異形部13互相配合，即，多個磁極模塊120的多個載體板10可首尾相連圍成環(huán)形。具體地講，一個載體板10的第一異形部12可與相鄰的載體板10中的一個載體板10的第二異形部13配合，所述一個載體板10的第二異形部13可與相鄰的載體板10中的另一載體板10的第一異形部12配合，從而多個載體板10可彼此定位并圍成環(huán)形。

如圖2和圖3所示，第一異形部12和第二異形部13可形成臺階形表面。例如，第一異形部12可在載體板10的一個側(cè)表面上形成倒臺階形，第二異形部13可在載體板10的另一側(cè)表面上形成正臺階形。雖然在圖2和圖3中，第一異形部12和第二異形部13均形成了一個臺階，但也可形成多個臺階。從而，多個磁極模塊120的多個載體板10可通過臺階形的第一異形部12和第二異形部13互相配合(如圖1所示)。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的沿垂直于轉(zhuǎn)子的軸向方向截取的轉(zhuǎn)子的一部分的截面圖；圖5是示出圖4中的載體板的另一示例的示意圖。

如圖4和圖5所示，第一異形部12和第二異形部13可形成彼此平行的傾斜面。從而，多個磁極模塊120的多個載體板10可通過形成傾斜面的第一異形部12和第二異形部13互相配合(如圖4所示)。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的沿垂直于轉(zhuǎn)子的軸向方向截取的轉(zhuǎn)子的一部分的截面圖；圖7是示出圖6中的載體板的另一示例的示意圖。

參照圖6和圖7，第一異形部12可形成槽部，且第二異形部13可形成與第一異形部12的槽部對應(yīng)的凸部。例如，第一異形部12為凹入的“凹”字形，第二異形部13為與第一異形部12對應(yīng)的凸出的“凸”字形。雖然在圖6和7中，第一異形部12僅形成一個凹槽，第二異形部13僅形成一個凸起，但第一異形部12可形成多個凹槽，第二異形部13可形成多個凸起。除了圖6和圖7中示出的凹槽和凸起，第一異形部12還可形成為T形槽、燕尾槽、斜面鋸齒槽、曲面鋸齒槽等，相應(yīng)地，第二異形部13可形成為與第一異形部12的T形槽、燕尾槽、斜面鋸齒槽、曲面鋸齒槽等對應(yīng)的形狀。

雖然以上參照圖1至圖7示出了第一異形部12和第二異形部13的形狀示例，但根據(jù)本發(fā)明的第一異形部12和第二異形部13的形狀不限于此，只要能夠保證第一異形部12和第二異形部13具有彼此對應(yīng)以能夠彼此形成配合的形狀即可。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，通過在載體板10的兩端中的一端形成第一異形部12、在另一端形成第二異形部13，由于多個磁極模塊120的多個載體板10可通過第一異形部12和第二異形部13互相配合(例如，卡合、接合)，因此可僅通過簡單的固定工藝就可將磁極模塊120固定到轉(zhuǎn)子磁軛110。例如，可利用簡單的緊固件(例如，螺栓、螺釘?shù)?將磁極模塊120固定到轉(zhuǎn)子磁軛110。具體地講，可在載體板10的一端開設(shè)第一固定孔14，在轉(zhuǎn)子磁軛110的相應(yīng)的位置處開設(shè)第二固定孔111，然后使緊固件130穿過第一固定孔14和第二固定孔111，從而將磁極模塊120固定到轉(zhuǎn)子磁軛110。緊固件130可不穿過磁極盒20。

可理解的是，在形成如圖4和圖5所示的第一異形部12和第二異形部13時，由于載體板10在第二異形部13的一端未被另一載體板10支撐或定位，因此優(yōu)選地將第一固定孔14設(shè)置在靠近第二異形部13的一端，即，在靠近第二異形部13的一端將載體板10牢固地固定到轉(zhuǎn)子磁軛110。并且，可理解的是，在形成如圖6所示的第一異形部12和第二異形部13時，由于載體板10的兩端都被另一載體板10支撐或定位，因此可將第一固定孔14設(shè)置在載體板10的任意一端，即，可在載體板10的任意一端將載體板10牢固地固定到轉(zhuǎn)子磁軛110。

在現(xiàn)有技術(shù)中，載體板10的兩端沒有形成第一異形部12和第二異形部13，而是形成為平直的表面。在這種情況下，需要在兩個相鄰的載體板10的對接處設(shè)置壓條，然后利用螺栓將壓條固定到轉(zhuǎn)子磁軛110，從而將載體板10固定到轉(zhuǎn)子磁軛110?？梢姡诂F(xiàn)有技術(shù)中，由于使用了壓條，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、工藝復(fù)雜。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，通過在載體板10的兩端形成第一異形部12和第二異形部13，使得多個載體板10之間通過第一異形部12和第二異形部13能夠相互配合(卡合或接合)，因此僅需通過簡單的固定工藝(例如，利用緊固件130)即可將載體板10固定到轉(zhuǎn)子磁軛110，從而可省略壓條。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的沿垂直于轉(zhuǎn)子的軸向方向截取的轉(zhuǎn)子的一部分的截面圖。

圖8中示出的轉(zhuǎn)子200與圖1中示出的轉(zhuǎn)子100的區(qū)別僅在于，圖8中示出的轉(zhuǎn)子200還可包括覆蓋磁極模塊120的覆層140。

如圖8所示，覆層140可在磁極模塊120的下方一體地覆蓋在轉(zhuǎn)子200的整個安裝表面(例如，下表面)上，也就是說，覆層120可覆蓋磁極模塊120的下表面、側(cè)表面以及磁極模塊120之間的部分(包括固定件130的暴露在磁極模塊120之間的端部)。此外，應(yīng)理解的是，在電機的結(jié)構(gòu)為內(nèi)轉(zhuǎn)子、外定子的情況下，覆層140可在磁極模塊120的上方一體地覆蓋在轉(zhuǎn)子200的整個外周面上。

通過形成覆蓋磁極模塊120的覆層140，可進一步防止?jié)駳狻⒏g介質(zhì)等滲入到磁極盒20中而與磁體30接觸。此外，覆層140還可強化磁極模塊120的機械性能，以滿足電機實際運轉(zhuǎn)過程中的機械疲勞要求。

可選地，覆層140可包括樹脂。形成覆層140的方法不受具體限制，可通過本領(lǐng)域已知的任意方法來形成覆層140。優(yōu)選地，可根據(jù)授權(quán)公告號為CN204160781U的實用新型專利中公開的真空輔助樹脂灌注方法來形成根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的覆層140。

此外，雖然圖8中示出的載體板10具有圖3中所示出的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)理解的是，也可將圖5和圖7中示出的載體板10應(yīng)用于圖8中示出的轉(zhuǎn)子200。

雖然以上為了方便描述，以電機的結(jié)構(gòu)為內(nèi)定子、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)作為示例進行了描述，但應(yīng)理解的是，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的磁極模塊、轉(zhuǎn)子同樣適用于電機的結(jié)構(gòu)為內(nèi)轉(zhuǎn)子、外定子的結(jié)構(gòu)。

此外，根據(jù)以上所述的示例性實施例的磁極模塊、轉(zhuǎn)子和電機可被應(yīng)用到各種需要設(shè)置電機的設(shè)備中，而不受具體限制。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，可將如上所述的磁極模塊、轉(zhuǎn)子和電機應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電機組中。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，通過在磁極模塊的載體板的兩端形成第一異形部和第二異形部，可容易地將磁極模塊固定到轉(zhuǎn)子磁軛，并可省略現(xiàn)有技術(shù)中的壓條，從而可簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。利用現(xiàn)有技術(shù)中的不銹鋼壓條來安裝磁極模塊時，例如，對于風(fēng)力發(fā)電機組的電機而言，使用壓條的成本可高達4萬至5萬。此外，通過省略壓條，還可簡化轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，方便轉(zhuǎn)子的維護。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，通過形成將磁體密封在磁極盒中的密封材料，可進一步防止磁體受到腐蝕環(huán)境的影響。

盡管已經(jīng)參照其示例性實施例具體描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。