[发明专利]由发电机和作为驱动装置的活塞式内燃机组成的发电机组

说明书

本发明涉及一种由发电机和作为驱动装置的活塞式内燃机组成的发电机组，尤其是由同步发电机和柴油机组成的发电机组，它包括在发电机转子内用于发电机励磁设在磁极区内的永久磁铁以及在定子内的电枢绕组。

在DE 19721527中介绍了这种与一个泵组相结合的发电机组。

永磁电机通常具有永久磁铁，它们每个极由一件构成。在已知的发电机中，每块永久磁铁有圆柱壳段的形状，它在磁极的区域内和与定子一起构成的气隙相邻。

这种永久磁铁壳几乎不可能经济地制造，其尺寸肯定不适用于功率超过5kVA的发电机。这种整体式永久磁铁的装配只是在未磁化的状态下才有可能进行，因为大的磁性力不允许进行任何一般的操作。然后磁化必须麻烦地在完全装配好的转子上实施。此外在大的永久磁铁运输时，由于其材料的脆性，因而存在断裂的危险。

因此本发明的目的是，在前言所述具有用于发电机励磁的永久磁铁的发电机组中，创造一种安装发电机转子的经济的方案，尤其能克服上述缺点。

本发明的目的不仅在制造永久磁铁方面，而且在永久磁铁在前言所述发电机组转子内的装配方面，均按权利要求1特征部分所述特征达到。

按本发明的建议，令永久磁铁由多个比较小的磁铁元件构成，从而可以经济地制成。它们不仅便于运输和以磁化的形式制备，而且还可以通过简单的方式装配。为此目的，它们以同极定向地逐个沿周向并列安装在转子上适用的安装槽内。沿轴向看，安装槽一侧或两侧设计为开口的，所以它们可以从转子的一个或两个端面配备磁铁元件。沿轴向贯通设计的安装槽可作为优选的实施形式，磁铁元件在安装槽内沿轴向至少可设成两排。在这种情况下存在这种可能性，即，通过磁铁元件有恰当的尺寸、数量和布局，适应所期望的任何为获得磁通量所进行的设计。为此目的，磁铁元件可紧密程度或大或小地并列；它们沿轴向可排成一排或两排或甚至多排。在它们的尺寸方面尤其关注径向厚度，它关键性地决定磁通量密度。相比之下，磁铁元件的长度和宽度对于磁阻却并不那么重要。确切地说，除磁铁元件的径向尺寸外，磁阻还取决于它们的数量，亦即取决于配备磁铁元件的安装槽的弧长。此外，励磁电压的大小还可以轻易地改变，即通过安装数量较少的相同尺寸的磁铁元件，从而在相邻磁铁元件之间形成或大或小的空隙。这些空隙必要时可以用塑料备件充填，它们起定位的作用。

至于磁性元件的形状，恰当的可以是其长度根据转子的轴向尺寸确定，例如转子的轴向宽度相当于一个磁铁元件长度的若干倍，例如大约为两倍。

有关磁铁元件的横截面例如可设计为弓形段或矩形。在后一种情况下有利的是将安装槽沿径向的内表面设计为多边形以与之相匹配，所以长方六面体状的磁铁元件分别以其大的表面贴靠在多边形表面上。

为了更便于装配磁铁元件，一种有利的设计在于，至少在安装槽与圆周壁处于相对位置的内表面上，设确定相邻磁铁元件之间距离的沿轴向延伸的肋。

磁铁元件通过大的磁力固定在其各自的安装位置上。但也可以相宜地将磁铁元件再通过胶粘附加地固定在安装槽内表面上，或用相应的金属或塑料盖封闭安装槽在其沿轴向的相对端侧。

同样为了简化装配或出自于稳定性的考虑，可以相宜地借助沿轴向延伸的隔板将安装槽分成一个个大体与磁铁元件的横截面相应的屉格。

磁铁元件装在发电机转子内。按本发明转子在这里可设计为外转子。但具有磁铁元件的转子也可以反之设计为内转子，在这种情况下电枢绕组便处于设在外部的定子之内。

为了避免在边缘侧的磁铁元件在所谓突然短路的情况下由于反复磁化而成为不可用的，按本发明按这样的方式规定磁通量的转向，即，令安装槽沿周向在两侧从各自最后一个磁铁元件向外延长。由此，永久磁铁不会被去磁。

采用按本发明所设用于磁铁元件的安装槽，提供了简化磁铁元件装配的可能性，它们基于磁接地几乎可以不用力定位。此外在装配时可以相宜地影响磁场；为此，按本发明另一项建议可规定，在装配时将一定子定位在转子内部，定子为了装配按这样的方式通电流，即，使得磁铁元件可以基本上不用力定位。由此避免了由于在磁铁元件之间强烈的排斥力带来装配困难。通过一方面设计安装槽以及另一方面为安装槽配备形式上为小磁铁元件的永久磁铁的这种协同作用，找到了一种实现此类具有永磁同步电机的发电机组的经济方法。

下面根据附图详细描述本发明的实施例，附图中：

图1为沿图2中的剖切线I-I对发动机-发电机组的纵向截面图，

图2为沿图1中的剖切线II-II对发动机-发电机组剖切后得到的对定子和转子的视图，