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補(bǔ)償電機(jī)不均勻空氣間隙的結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號(hào):7443473閱讀:416來(lái)源:國(guó)知局
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。
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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
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