[发明专利]大功率永磁电机转子,该转子的安装方法及该转子永磁体的充磁方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种尤其适用于永磁同步风力发电机的大功率永磁电机转子，该转子的装配方法以及该转子永磁体的充磁方法。 

背景技术

永磁电机具有损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，应用越来越广泛。如风机，水泵，压缩机等以连续的，恒定速度和单方向运行的应用场合，普通异步电机由于效率，功率因数等原因造成电能的浪费，正逐渐被永磁电机取代。同时，很多工业机械，其运行速度需要任意设定和调节，但速度控制精度要求不高，永磁同步电机由于体积小，高效节能等优点，正逐渐成为该场合的主要产品。 

目前，大功率永磁同步发电机正成为风力发电机的主流发展方向，与电励磁同步发电机相比，永磁同步发电机不需要励磁绕组和直流励磁电源，取消了容易出故障的转子上的集电环和电刷装置，成为无刷电机，不存在励磁绕组的铜损耗，比同容量的电励磁式的发电机效率高，结构更简单，运行更可靠。 

永磁同步发电机从转子结构上可以分为永磁体表贴式和永磁体内嵌式两种。相对于表贴式永磁同步电动机而言，内嵌式永磁发电机具有使用寿命长，可防止三相突然短路、退磁等效果。 

同时，由于大功率永磁电机的转子的体积较大，在永磁体装配中，由于装 配路径较长，且永磁体属于脆性材料，因此很难保证永磁体的形状完整。装配路径较长，同时又会造成永磁体在装配中难以定位。 

另外，对于目前常用的大功率永磁电机所使用的永磁体大多从永磁体制造商采购时已经充磁，其较强的电磁力给夹具的设计和磁体装配带来的很大困难，制约了永磁电机大型化发展的趋势。 

发明内容

本发明的目的是解决现有转子采用永磁内嵌式的大功率永磁同步风力发电机在运行时，转子相邻两极之间容易产生漏磁以及磁通路容易受到挤压而变形的问题，以及转子装配不便、转子上的永磁体充磁后安装存在较大困难等问题，提供了一种尤其适用于大功率永磁同步风力发电机的永磁电机转子，以及该转子的装配方法，同时基于该永磁电机转子的结构和装配方式，提供了一种可提高转子装配速度的永磁体充磁方法。 

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现： 

本发明的第一方面，一种大功率永磁电机转子，转子采用永磁体内嵌式结构，其特征在于：转子由沿轴向的至少两个转子单元构成，每个转子单元相邻两极永磁体之间的铁芯上开设有沿转子轴向的隔磁凹槽，相邻的转子单元之间设有不导磁材料制成的隔板，转子单元两端设有端板，所述的至少两个转子单元通过轴向定位螺栓进行固定。 

本发明中，所述至少两个转子单元的轴向长度既可以相同，也可以不相同，当每个转子单元的轴向长度均相同时，转子单元成为标准单元结构，对于不同功率等级的转子，只需要采用不同数量的转子单元即可，大大简化了转子的生产工艺。 

本发明中，所述隔磁凹槽至少包含一个延伸至相邻两极永磁体之间的隔磁部，同时，所述隔磁凹槽远离转子轴心一侧，进一步还可以包含沿着转子单元外圆周向外圆周两侧延伸的两翼部，通过调整两翼部的形状可调节电机气隙磁场的形状，以减少气隙磁密的谐波含量，使得磁场尽可能的理想化。 

每个转子单元相邻两极永磁体之间的多个隔磁凹槽的截面形状相同，且均为轴对称图形，对称轴的延长线通过转子单元的轴心，以保证整个转子结构的对称性，避免转子转动时产生振动。 

本发明中，所述轴向定位螺栓设置在转子单元每极的极靴处，每极极靴处的定位螺栓数量相等并位于转子轴心的同一圆周上，每个定位螺栓与对应极的定位螺栓相对转子轴心中心对称。 

为了进一步增强转子单元的固定强度，隔磁凹槽的隔磁部中可设置轴向的定位螺栓，所述轴向定位螺栓贯穿转子单元两端的端板以及转子单元之间的隔板。 

所述定位螺栓均采用导电但不导磁材料制成，多个定位螺栓进行并联，形成并联的鼠笼结构，当发电机故障运行时，鼠笼状定位螺栓产生相对的磁场，可防止电枢电流对永磁体造成不可逆退磁。 

本发明中，由于电机功率较大时，转子单元每极的需要的永磁体体积较大，导致难以直接制造单块的永磁体，或者即使能够制造安装也比较麻烦，本发明中，转子单元永磁体槽内设置多个永磁体，每个永磁体之间通过不导磁材料制成的隔磁导条进行分隔。 

永磁体槽内的每个永磁体在磁化方向采用倒角处理，以最大程度上防止发电机故障运行时，电枢电流对永磁体产生的退磁作用。