[发明专利]风轮机旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种风轮机旋转电机。

更具体地，本发明涉及一种电机，包括绕给定轴线旋转且包括旋转体的转子以及固定到该旋转体的多个永磁体。

背景技术

通常安装在风轮机上的上述类型的电机巨大，而且效率与永磁体的温度成反比，永磁体的磁场强度随温度升高而降低。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种被设计为有效地冷却永磁体的旋转电机。

根据本发明，提供一种风轮机旋转电机，包括：转子，其围绕给定轴线旋转且包括旋转体；多个永磁体，其装配于旋转体；多个冷却通道，其靠近永磁体；以及多个导热体，每个导热体定位成部分地接触至少一个永磁体并且部分地位于冷却通道内。

永磁体产生的热由此通过传导而部分地传递到冷却通道内，并通过冷却流体带走。通过靠近永磁体的冷却通道以及导热体两种方式实现热传递。

导热体可定位成以各种配置接触永磁体。例如，每个导热体可定位成接触一个或多个永磁体，或者接触两个轴向或径向对准的永磁体。

各种可用的导热体配置使得本发明更通用。

在本发明的一个优选实施方式中，每个永磁体具有用于容纳导热体的支座。

该特征提供了大面积的导热体-永磁体接触面，这通过永磁体与导热体之间的传导改进了热交换。

在本发明的另一优选实施方式中，导热体为热管(heat pipe)。

已经证明热管作为热交换器而特别适合于此类应用，因此单位时间和面积内传递大量的热。

因为结构合理，导热体最好制成为大致直杆的形式并且径向定位，这不会在冷却通道内产生明显的负载损失。

冷却翅片还便利地沿着位于冷却通道内的导热体的一部分设置。冷却翅片优选地平行于给定轴线，以在不明显地增加沿着冷却通道的冷却流体流动的负载损失的条件下提高热交换效率。

在本发明的一个优选实施方式中，每个冷却通道在旋转体与至少一个永磁体之间轴向延伸。

将冷却通道靠近永磁体定位极大地提高了冷却流体的效能。

冷却通道优选地包括第一冷却通道，每个第一冷却通道轴向延伸并由一排永磁体、转子的旋转体的圆柱壁以及用于支撑永磁体的两个夹片界定。

冷却流体与一排永磁体的直接接触使得去除大量的热。

在一个优选实施方式中，冷却通道包括第二冷却通道，每个第二冷却通道由两排径向隔开的永磁体界定。

这种配置使得同时冷却两排永磁体。

该电机有利地具有分段结构。更具体地，转子包括多个扇片，每个扇片平行于给定轴线延伸并且与至少一个冷却通道相关。

因此，每个活动扇片独立于其他的活动扇片而被冷却。

在本发明的一个优选实施方式中，转子包括多个活动扇片，每个活动扇片包括两个磁导引(magnetic guide)；并且两排径向隔开的永磁体被夹在两个磁导引之间。

这还使得有效地冷却磁导引。

本发明可有利地用于直接驱动式风轮机中，其中，支撑多个叶片的轮毂直接连接至旋转电机转子。在这类大型机械中，转子冷却对机械效率具有重要影响；并且对于给定的风轮机的设计，转子通常难以冷却，尤其是当转子位于定子内时。

附图说明

将通过实例并参照附图描述本发明的几个非限制性实施方式，附图中：

图1示出了包括根据本发明的旋转电机的风轮机的局部剖视图，为了清楚，去掉了一些部件；

图2示出了图1中旋转电机的细节的放大前视图，为了清楚，去掉了一些部件；

图3至图5以立体方式示出了连接永磁体和导热体的各种方式的放大视图，为了清楚，去掉了一些部件；

图6示出了图2的变型的前视图，为了清楚，去掉了一些部件。

具体实施方式

图1中的数字1整体表示用于产生电能的风轮机。风轮机1包括支撑结构2、发动机舱3、旋转电机4、轮毂5、以及三个叶片6(图1中仅示出了两个)。发动机舱3安装成相对于支撑结构2围绕轴线A转动，并且轮毂5相对于发动机舱3围绕轴线A1转动。旋转电机4包括：定子7，其部分地限定发动机舱3或更精确地说是发动机舱3的外壳；以及转子8，其刚性连接至轮毂5。轴承9位于定子7与转子8之间，在所示实例中，一个轴承9定位成靠近转子8与轮毂5的连接处。

定子7包括管状体10以及围绕轴线A1布置且装配于管状体10的多个活动定子扇片11；并且转子8包括旋转管状体12以及围绕轴线A1布置且装配于管状体12的多个活动转子扇片13。