專(zhuān)利名稱(chēng)：補(bǔ)償電機(jī)不均勻空氣間隙的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及補(bǔ)償位于電機(jī)中的不均勻空氣間隙的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明尤其涉及對(duì)處于發(fā) 電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的空氣間隙的補(bǔ)償。優(yōu)選地，所述電機(jī)是發(fā)電機(jī)，如用在風(fēng)力渦輪機(jī)中的“直接驅(qū)動(dòng)”發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
每個(gè)發(fā)電機(jī)呈現(xiàn)出空氣間隙，其被定位成在所述發(fā)電機(jī)的定子元件和轉(zhuǎn)子元件之 間。例如，所述轉(zhuǎn)子元件包含永磁體，而所述定子元件包含堆疊疊層板，其支持所述定子線(xiàn) 圈的至少一個(gè)繞組。所述空氣間隙應(yīng)該相對(duì)小，以確保所述發(fā)電機(jī)高效。因此，所述空氣間隙應(yīng)該處于 僅僅幾個(gè)毫米的范圍內(nèi)。對(duì)于發(fā)電機(jī)，如直接驅(qū)動(dòng)或直接傳動(dòng)發(fā)電機(jī)，由于它們的尺寸使得 這是很難的。直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)呈現(xiàn)出若干米的直徑。轉(zhuǎn)子元件和定子元件被布置彼此相對(duì)，因此所述空氣間隙必須保證在所述發(fā)電機(jī) 操作時(shí)，它們不會(huì)接觸到。因此所述空氣間隙應(yīng)該非常小，以便一方面確保所述發(fā)電機(jī)的效率，同時(shí)保證具 有一定的空氣間隙寬度以防止機(jī)械損傷。尤其是對(duì)于直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)而言，很難將所述空氣間隙保持為在僅僅幾個(gè)毫米的 范圍內(nèi)。因此，對(duì)所述定子元件和對(duì)所述轉(zhuǎn)子元件而言，這需要非常剛性的，大塊的和笨重 的支持結(jié)構(gòu)。發(fā)電機(jī)的空氣間隙由以下因數(shù)決定-永磁體的公差，所述永磁體是轉(zhuǎn)子的一部分，-堆疊疊層板的公差，所述堆疊疊層板是定子的一部分，和/或-線(xiàn)圈繞組的公差，所述線(xiàn)圈繞組是定子線(xiàn)圈的一部分。此外，發(fā)電機(jī)的其他元件對(duì)空氣間隙的大小也有影響。所述空氣間隙可按如下方式設(shè)計(jì)，即使得所述轉(zhuǎn)子和所述定子的元件不會(huì)發(fā)生接 觸，同時(shí)所述轉(zhuǎn)子繞其專(zhuān)用旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。已知有用于直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的不同軸承布置結(jié)構(gòu)。其中之一即所謂的“兩軸承式” 結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)例如因文獻(xiàn)EP 1 641 102 Al或文獻(xiàn)US 6，483，199 B2而為大家所熟知。根據(jù)這些文件，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子被連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的軸。所述軸本身由兩個(gè)軸承 支持。發(fā)電機(jī)的定子經(jīng)由一個(gè)軸承附連到一側(cè)所謂的"固定不動(dòng)的內(nèi)軸"。因此，所述轉(zhuǎn) 子繞所述固定不動(dòng)的內(nèi)軸相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)。由于定子的單側(cè)式支持方式，使得很難保持空氣間隙恒定或至少幾乎恒定。此外， 重力作用在大型發(fā)電機(jī)上，這影響了空氣間隙。轉(zhuǎn)子部件由于其質(zhì)量惰性也會(huì)影響空氣間 隙。作用于發(fā)電機(jī)元件的磁力和發(fā)電機(jī)的振動(dòng)在發(fā)電機(jī)處操作或工作期間也會(huì)影響空氣間 隙的寬度。所述兩軸承式結(jié)構(gòu)被所謂的“單軸承式結(jié)構(gòu)”替代。這種技術(shù)被例如文獻(xiàn)US2006/0152014 Al和文獻(xiàn)WO 02/057624 Al公開(kāi)。固定不動(dòng)的內(nèi)軸承部件被附連到固定不 動(dòng)的內(nèi)軸，旋轉(zhuǎn)的外軸承部件支持著直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。圖3示出了一種典型的公知的“一個(gè)軸承式”布局結(jié)構(gòu)。風(fēng)力渦輪機(jī)401包括直 接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)402，其被布置在風(fēng)力渦輪機(jī)401的塔403的上風(fēng)面上。塔凸緣404被布置在塔403的頂部。臺(tái)板405被附連到塔凸緣404。所述風(fēng)力渦 輪機(jī)401包括搖擺系統(tǒng)(這里未示出)，其被用來(lái)繞軸線(xiàn)Y轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)401的臺(tái)板405。風(fēng)力渦輪機(jī)401包括固定軸406，而軸406具有中心軸線(xiàn)A。固定軸406的后側(cè)被 附連到保持結(jié)構(gòu)407。固定軸406的前側(cè)上布置有直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)402的定子結(jié)構(gòu)408。定子結(jié)構(gòu)408包括定子支持結(jié)構(gòu)409和疊層堆410。疊層堆410支持繞組411。定子支持結(jié)構(gòu)409包括兩個(gè)支持件412，用于疊層堆410的雙側(cè)支持。所述支持件 412為環(huán)狀。它們被附連到固定軸406的外部。中空?qǐng)A柱形支持件413被附連到環(huán)狀支持件412的外端。中空?qǐng)A柱形支持件413 攜載著環(huán)狀疊層堆410和繞組411。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)414被布置在定子結(jié)構(gòu)408的周?chē)?。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)414包括前端板415和缸 元件417。所述前端板415是環(huán)狀的，而所述缸元件417是中空的。缸元件417包括多個(gè)永磁體418，它們被安裝在中空?qǐng)A柱形元件417的內(nèi)側(cè)。所述永磁體418被布置成與所述疊層堆410和所述支持繞組相對(duì)。具有大致5mm寬度的空氣間隙419被定位在所述永磁體418和所述疊層堆410之 間。前端板415經(jīng)由軸承420被布置在所述固定軸406上。軸承420能夠?qū)⑤S向載荷 變換到在中心軸線(xiàn)A的雙向上。適當(dāng)?shù)妮S承例如被公開(kāi)在DE 201 16 649 Ul中。軸承420的固定部件421被附連到固定軸406。軸承420的旋轉(zhuǎn)部分422連接到 安裝環(huán)423。前端板415和轂似4被附連到安裝環(huán)423。所述轂似4包括用于風(fēng)力渦輪機(jī) 轉(zhuǎn)子葉片的安裝裝置425，這里未示出。這里所示的空氣間隙419是均勻的，其實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的各元件與定子的各元件之間 的恒定距離。這種一個(gè)軸承式的設(shè)計(jì)由于其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單因而非常有吸引力。另一方面，這種 單軸承式結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出上文提到的相同缺陷。兩種提到的軸承布置結(jié)構(gòu)都表現(xiàn)出其各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。如果它們被應(yīng)用到風(fēng)力渦輪機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，那么很有可能使空氣間隙不再 均勻。由于發(fā)電機(jī)部件尺寸方面的原因，使得空氣間隙的橫截面將根據(jù)空氣間隙的長(zhǎng)度變 化。因此可能導(dǎo)致不均勻的空氣間隙。因此發(fā)電機(jī)的效率將降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是要提供一種補(bǔ)償電機(jī)中尤其是像直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)那樣的大 型發(fā)電機(jī)中的不均勻空氣間隙影響的結(jié)構(gòu)。這一目的是通過(guò)權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)選的配置是從屬權(quán)利要求的目的。根據(jù)本發(fā)明，所述電機(jī)包含定子結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)繞縱向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn) 或轉(zhuǎn)動(dòng)。這一軸線(xiàn)可以是所述電機(jī)的縱向軸線(xiàn)。至少所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部分與所述定子結(jié)構(gòu)的部分相互作用以產(chǎn)生電功率?？諝忾g隙由所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部分與所述定子結(jié)構(gòu)的部分之間的距離限定。所述定子結(jié)構(gòu)的部分沿一定長(zhǎng)度與所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部分相對(duì)。所述空氣間隙的橫截面沿這一長(zhǎng)度變化，相對(duì)于參考長(zhǎng)度而言是非均勻的。為了補(bǔ)償不均勻空氣間隙的負(fù)面影響，作為所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一部分的磁體的磁通密 度根據(jù)所述空氣間隙的橫截面而變化。優(yōu)選地，永磁體被使用在所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)處。優(yōu)選地，所述空氣間隙中的磁通密度在離所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的所述部分一特定距離處 根據(jù)所述空氣間隙的橫截面而變化。在本發(fā)明的第一配置中，磁體類(lèi)型可沿所述不均勻空氣間隙變化。如果所述空氣 間隙在所述空氣間隙的第一側(cè)表現(xiàn)出“小”的第一距離，那么專(zhuān)用磁體在那里可表現(xiàn)出第一 磁通密度(或磁場(chǎng)強(qiáng)度)。如果所述空氣間隙在所述空氣間隙的第二側(cè)表現(xiàn)出“較大”的第二距離，那么專(zhuān)用 磁體在那里可表現(xiàn)出第二磁通密度(或磁場(chǎng)強(qiáng)度)，其相對(duì)于所述第一磁通密度增大。在本發(fā)明的第二配置中，磁體尺寸可沿所述不均勻空氣間隙變化。如果所述空氣 間隙在所述空氣間隙的第一側(cè)表現(xiàn)出“小”的第一距離，那么專(zhuān)用磁體的尺寸在那里可表現(xiàn) 出與所述第一距離有關(guān)的第一高度。因此所述磁體將表現(xiàn)出第一磁通密度(或場(chǎng)強(qiáng))。如果所述空氣間隙在所述空氣間隙的第二側(cè)表現(xiàn)出“較大”的第二距離，那么專(zhuān)用 磁體的尺寸在那里可表現(xiàn)出與所述第二距離有關(guān)的第二高度。因此，所述磁體將表現(xiàn)出第 二磁通密度(或場(chǎng)強(qiáng))，其相對(duì)于所述第一磁通密度(磁場(chǎng)強(qiáng)度)增大。為了平衡所述磁體相對(duì)于所述空氣間隙的不同高度，所述磁體被布置在不同的基 底上。所述基底的高度被個(gè)別地選擇且依賴(lài)于所述空氣間隙的橫截面。優(yōu)選地，所述電機(jī)包含單軸承結(jié)構(gòu)。因此，僅僅一個(gè)軸承被用來(lái)單側(cè)地支持所述轉(zhuǎn) 子結(jié)構(gòu)。所述軸承連接所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和所述定子結(jié)構(gòu)，同時(shí)所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相對(duì)于所述電機(jī) 的縱向軸線(xiàn)表現(xiàn)出具有被支持的第一端以及優(yōu)選地未被支持的第二第二端。優(yōu)選地，所述電機(jī)是發(fā)電機(jī)。優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)是直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)用于風(fēng)力渦輪機(jī)。優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)包含外轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子，因此所述轉(zhuǎn)子繞所述定子轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)具有帶中心軸線(xiàn)的固定軸。所述定子結(jié)構(gòu)被布置在所述固定 軸之外。所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)基本上被布置在所述定子結(jié)構(gòu)的周?chē)Ｔ谒霭l(fā)電機(jī)的前側(cè)上，所 述轉(zhuǎn)子通過(guò)主軸承被至少間接地支持或布置在所述固定軸上。所述空氣間隙的寬度在所述電機(jī)操作期間傾向于變化。降低甚至消除了操作期間 所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)撞擊所述定子結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)椴痪鶆蚩諝忾g隙考慮到了所施加的力。另一方面，由于不均勻空氣間隙的負(fù)面影響被降低甚至被消除，因此提高了所述 電機(jī)的效率。


現(xiàn)在將在附圖的幫助下更詳細(xì)地描述本發(fā)明。這些附圖示出了不同的示例，但并 不限制本發(fā)明的范圍。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選配置，圖2示出了圖1的細(xì)節(jié)，和圖3示出了本申請(qǐng)的介紹中已描述的沿用已久的直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的“一個(gè)軸承式 結(jié)構(gòu)”。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選配置。風(fēng)力渦輪機(jī)101包括直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)102，其被布置在風(fēng)力渦輪機(jī)101的塔103的 上風(fēng)面上。塔凸緣104被布置在塔103的頂部。臺(tái)板105被附連到塔凸緣104。所述風(fēng)力渦 輪機(jī)101包括搖擺系統(tǒng)(這里未示出)，其被用來(lái)繞軸線(xiàn)Y轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)101的臺(tái)板105。風(fēng)力渦輪機(jī)101包括固定軸106，而軸106具有中心軸線(xiàn)A。固定軸106的后側(cè)被 附連到保持結(jié)構(gòu)107。固定軸106的前側(cè)上布置有直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)102的定子結(jié)構(gòu)108。定子結(jié)構(gòu)108包括定子支持結(jié)構(gòu)109和疊層堆110。所述疊層堆110支持至少一 個(gè)繞組111。定子支持結(jié)構(gòu)109包括兩個(gè)支持件112，用于疊層堆110的雙側(cè)支持。所述支持件 112為環(huán)狀。它們被附連到固定軸106的外部。所述環(huán)狀支持件112具有相同的直徑，因而具有相同的構(gòu)造高度。中空?qǐng)A柱形支持件113被附連到所述環(huán)狀支持件112的外端。中空?qǐng)A柱形支持件 113攜載著環(huán)狀疊層堆110和繞組111。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)114被布置在定子結(jié)構(gòu)108的周?chē)＾D(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)114包括前端板115和缸 元件117。所述前端板115是環(huán)狀的，而所述缸元件117是中空的。缸元件117包括多個(gè)永磁體118，它們被安裝在中空?qǐng)A柱形元件117的內(nèi)側(cè)。所述永磁體118被布置成與所述疊層堆110和所述支持繞組相對(duì)。具有大致5mm平均寬度的不均勻空氣間隙119被定位在所述永磁體318和所述疊 層堆110之間。前端板115經(jīng)由軸承120被布置在所述固定軸106上。軸承120能夠?qū)⑤S向載荷 變換到在中心軸線(xiàn)A的雙向上。適當(dāng)?shù)妮S承例如被公開(kāi)在DE 201 16 649 Ul中。軸承120的固定部件121被附連到固定軸106。軸承120的旋轉(zhuǎn)部分122連接到 安裝環(huán)123。前端板115和轂IM被附連到安裝環(huán)123。所述轂IM包括用于風(fēng)力渦輪機(jī) 轉(zhuǎn)子葉片的安裝裝置125，這里未示出。根據(jù)本發(fā)明，所述永磁體118具有不同尺寸，因而相對(duì)于所述不均勻空氣間隙119 的橫截面具有不同高度Hll，H21。所述空氣間隙119的第一側(cè)81鄰近前端板115。所述空氣間隙119在這一側(cè)81
顯示出第一寬度W1。第一寬度Wl必須保證如果發(fā)電機(jī)102在操作中的話(huà)，那么必須防止定子結(jié)構(gòu)108 和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)114各自部件之間發(fā)生接觸?？諝忾g隙119的第二側(cè)82與第一側(cè)81相對(duì)。所述空氣間隙119在這一側(cè)82顯 示出第二寬度W2。
7
由于軸承元件120，122，123的位置，使得第二寬度W2比第一寬度Wl大。第二寬度W2必須保證如果發(fā)電機(jī)102在操作中的話(huà)，那么必須防止定子結(jié)構(gòu)108 和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)114各自部件之間發(fā)生接觸。所述不均勻空氣間隙允許補(bǔ)償和吸收-作用于轉(zhuǎn)子部件的重力，-從轂IM經(jīng)由軸106引發(fā)到發(fā)電機(jī)102的空氣動(dòng)力學(xué)載荷，-由發(fā)電機(jī)102的旋轉(zhuǎn)元件形成的質(zhì)量惰性，-作用于發(fā)電機(jī)元件的磁力，或-振動(dòng)。必須說(shuō)明的是，用于疊層堆110雙側(cè)支持的兩個(gè)支持件112優(yōu)選具有相等長(zhǎng)度。圖2示出了圖1的細(xì)節(jié)。磁體118的尺寸沿所述不均勻空氣間隙119變化。如果所述空氣間隙119在所述 空氣間隙119的第一側(cè)81處表現(xiàn)出“小”的第一距離或?qū)挾萕1，那么專(zhuān)用磁體表現(xiàn)出與所 述第一寬度Wl有關(guān)的第一高度H11。因此，磁體118在這一側(cè)81表現(xiàn)出第一磁場(chǎng)強(qiáng)度(或 磁通密度)。如果所述空氣間隙119在所述空氣間隙119的第二側(cè)82處表現(xiàn)出“較大”的第二 距離或?qū)挾萕2，那么專(zhuān)用磁體表現(xiàn)出與所述第二寬度W2有關(guān)的第二高度H21。因此，所述 磁體118在這一側(cè)82顯示出第二磁場(chǎng)強(qiáng)度(磁通密度)，而且這一側(cè)82處的場(chǎng)強(qiáng)(磁通密 度)相對(duì)于側(cè)81處的第一磁場(chǎng)強(qiáng)度(磁通密度)增大。為了平衡磁體118的與空氣間隙119的變化的橫截面有關(guān)的不同高度Hll和H21， 磁體118被布置在不同的基底BM上。所述基底BM的高度被個(gè)別地選擇且依賴(lài)于所述空氣間隙119的橫截面。必須注意的是，本發(fā)明特別適用于包含區(qū)段化定子和/或區(qū)段化轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)。 這種發(fā)電機(jī)包含多個(gè)區(qū)段，這些區(qū)段例如在生產(chǎn)設(shè)施或場(chǎng)所處連接到定子/轉(zhuǎn)子。這種結(jié)構(gòu)特別適用于風(fēng)力渦輪機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，因?yàn)樗鼈兂尸F(xiàn)出的典型直徑 為4米或更大。由于所述不均勻空氣間隙由轉(zhuǎn)子旁邊的調(diào)整補(bǔ)償，因此在各區(qū)段被集合起來(lái)形成 整個(gè)發(fā)電機(jī)之前能夠容易地進(jìn)行調(diào)整。也可以選擇基底BM的高度來(lái)增加甚至產(chǎn)生不均勻空氣間隙?？諝忾g隙的橫截面和磁體的高度/厚度可以階梯式方式變化，以便實(shí)現(xiàn)有效的補(bǔ) 償
ο在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，空氣間隙示出為在第一側(cè)Sl處具有的距離值為 6mm，在該側(cè)Sl處第一磁體的高度或厚度為20mm。第二側(cè)處的空氣間隙優(yōu)選為9mm，籍此所述磁體那里的相應(yīng)高度或厚度為30mm。 因此，所述空氣間隙從第一側(cè)Sl到第二側(cè)S2增大了 1.5倍，而不均勻空氣間隙的影響是通 過(guò)類(lèi)似的增加磁體的高度/厚度1. 5倍來(lái)補(bǔ)償?shù)?。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述不均勻空氣間隙的補(bǔ)償通過(guò)結(jié)合增大磁體 強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。磁體強(qiáng)度可在1. 1特斯拉到1. 2特斯拉之間變化，和/或通過(guò)所述磁體的不
同高度/厚度變化。
權(quán)利要求
1.一種補(bǔ)償電機(jī)(102)中不均勻空氣間隙(119)的結(jié)構(gòu)， -其中所述電機(jī)包含定子結(jié)構(gòu)(108)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(114)， -其中所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(114)繞縱向軸線(xiàn)(A)旋轉(zhuǎn)，-其中至少所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部件(118)與所述定子結(jié)構(gòu)的部件(111)相互作用，以產(chǎn)生 電功率，-其中所述空氣間隙由所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部分與所述定子結(jié)構(gòu)的部分之間的距離限定， -其中所述定子結(jié)構(gòu)的部分沿一定長(zhǎng)度與所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部分相對(duì)， -其中所述空氣間隙的橫截面沿這一長(zhǎng)度變化，因此所述空氣間隙相對(duì)于所提及的一 定長(zhǎng)度而言是不均勻的，-其中所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包含多個(gè)磁體，而且-其中所述空氣間隙中的磁通密度根據(jù)所述空氣間隙的橫截面而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述磁體是永磁體(118)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，其中所述磁通密度因如下因素而變化 -磁體尺寸相對(duì)于所述空氣間隙的變化，和/或-磁體高度相對(duì)于所述空氣間隙的變化，和/或 -所述磁體相對(duì)于所述空氣間隙的強(qiáng)度或磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其中磁體類(lèi)型沿不均勻空氣間隙變化，以 根據(jù)所述空氣間隙的橫截面來(lái)調(diào)整磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度或磁通密度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，其中-所述磁體(118)的尺寸或高度(H11，H21)沿所述不均勻空氣間隙(119)變化， -所述空氣間隙(119)在第一側(cè)(81)上表現(xiàn)出第一寬度(Wl)，在第二側(cè)(8 上表現(xiàn) 出第二寬度(W21)，-所述磁體(118)在所述第一側(cè)(81)處表現(xiàn)出相對(duì)于所述第一寬度(Wl)的第一高度 (Hll)，-所述磁體(118)在所述第二側(cè)(8 處表現(xiàn)出相對(duì)于所述第二寬度(M)的第二高度 (H21)，而且所述第一高度(Hll)低于所述第二高度(H21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)，其中-所述磁體(118)被布置在基底(BM)上，以平衡所述磁體與所述空氣間隙(119)有關(guān) 的不同高度(H11，H21)，和-接近所述空氣間隙(119)的第一側(cè)(81)的所述磁體(118)的基底(BM)低于接近所 述空氣間隙(119)的第二側(cè)(82)的所述磁體(118)的基底(BM)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中電線(xiàn)圈被用作所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)旁的磁體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中-所述定子結(jié)構(gòu)(108)包含疊層堆(110)，其被構(gòu)造成支持定子線(xiàn)圈的至少一個(gè)繞組 (111)，和-所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(114)包含多個(gè)永磁體(118)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述定子結(jié)構(gòu)(108)和所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(114)經(jīng)由 單一主軸承(120-123)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的結(jié)構(gòu)，其中-所述定子結(jié)構(gòu)(108)包括定子支持結(jié)構(gòu)(109)和疊層堆(110)，-將所述疊層堆(110)被構(gòu)造成支持所述定子線(xiàn)圈的繞組(111)，-所述定子支持結(jié)構(gòu)(109)包括兩個(gè)支持件(112)，用于所述疊層堆(110)的雙側(cè)支持，-所述支持件(11 是環(huán)狀的，-所述支持件(112)經(jīng)由所述單一主軸承(120-123)連接到所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(104)， -所述環(huán)狀支持件(11 的外端被附連到中空?qǐng)A柱形支持件(113)，而且 -所述中空?qǐng)A柱形支持件(11 承載著所述環(huán)狀疊層堆(110)和所述繞組(111)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的結(jié)構(gòu)，其中-所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(114)包含前端板(115)和缸元件(117)， -所述前端板(11 是環(huán)狀的，而所述缸元件(117)是中空的， -所述缸元件(117)承載著所述永磁體(118)，這些永磁體被安裝在所述中空?qǐng)A柱形元 件(117)的內(nèi)側(cè)，-所述永磁體(118)被布置成與所述疊層堆(110)和被支持的繞組(111)相對(duì)， -所述空氣間隙(119)被定位在所述定子線(xiàn)圈的被支持繞組(111)和永磁體(118)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，其中-所述空氣間隙(119)的第一側(cè)(81)鄰近所述前端板115，-定位在所述第一側(cè)(81)處的所述永磁體(118)表現(xiàn)出相對(duì)于所述縱向軸線(xiàn)(A)的預(yù) 定的第一高度(Hll)，-定位在所述第二側(cè)(8 處的所述永磁體(118)表現(xiàn)出相對(duì)于所述縱向軸線(xiàn)(A)的預(yù) 定的第二高度(H21)，而且-而且所述第二高度(H21)低于所述第一高度(Hll)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的結(jié)構(gòu)，其中所述環(huán)狀支持件(112)表現(xiàn)出相同的直徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述電機(jī)是發(fā)電機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中-所述發(fā)電機(jī)包含外轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子，因此所述轉(zhuǎn)子繞所述定子轉(zhuǎn)動(dòng)，和/或 -所述發(fā)電機(jī)是直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，其優(yōu)選位于風(fēng)力渦輪機(jī)中。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中-所述發(fā)電機(jī)具有帶中心軸線(xiàn)的固定軸， -所述定子結(jié)構(gòu)被布置在所述固定軸之外， -所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)基本上被布置在所述定子結(jié)構(gòu)的周?chē)?-所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)通過(guò)單一主軸承支持在所述固定軸上，和 所述主軸承被定位在所述發(fā)電機(jī)的前側(cè)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及補(bǔ)償位于電機(jī)中的不均勻空氣間隙的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明尤其涉及對(duì)處于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間空氣間隙的補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明，所述電機(jī)包含定子結(jié)構(gòu)(108)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(114)。所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(114)繞縱向軸線(xiàn)(A)旋轉(zhuǎn)。至少所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部件(118)與所述定子結(jié)構(gòu)的部件(111)相互作用，以產(chǎn)生電功率。所述空氣間隙由所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部分與所述定子結(jié)構(gòu)的部分之間的距離限定。所述定子結(jié)構(gòu)的部分沿一定長(zhǎng)度與所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的部分相對(duì)。所述空氣間隙的橫截面沿這一長(zhǎng)度變化，因此所述空氣間隙相對(duì)于所提及的一定長(zhǎng)度而言是不均勻的。作為所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一部分的磁體的磁通密度根據(jù)所述空氣間隙的橫截面而變化。
文檔編號(hào)H02K1/12GK102088212SQ20101058373
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者H·斯蒂斯達(dá)爾 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司