[发明专利]旋转发电机的改进

说明书

一种轴向磁通旋转发电机，包括：两个磁环；线圈环；所述磁环和所述线圈环具有公共轴线；两个磁环限定围绕公共轴线延伸跨越两个磁环之间的间隙的多个磁场，所述线圈环在所述间隙中具有围绕所述公共轴线的线圈顺序，使得当使所述磁环相对于所述线圈环转动时，来自所述磁场的磁通量线切割多匝线圈并因此在所述线圈中感应电流；和在所述线圈环的中心孔处设置或朝向所述线圈环的中心孔设置以抵抗所述线圈环的轴向弯曲的部件。

背景技术

本发明涉及轴向磁通发电机的定子和转子的构造的改进，特别地涉及在专利申请GB 2520516、GB 2532478和GB2538516中公开的类型的发电机的定子和转子的构造的改进。

在这种形式的发电机中，一系列同轴地间隔开的环形转子——两侧布置有永磁体——将一系列共轴地装载线圈的环形定子夹在中间。附接至且居间于转子的内侧部分的环形套管保持转子之间的分离以及转子磁体表面和定子表面之间所需要的最小空气间隙。定子环的内直径足以避让开通过其中的套管。一些列转子通过接合螺栓结合在一起并通过外部部件可旋转地驱动——例如风力机的转子——从而相对于定子旋转，接合螺栓穿过转子以及使各转子分开的套管。从一个转子上的永磁体穿过空气间隙到达对面的转子上的磁体的磁通量对夹在转子之间的多匝定子线圈进行切割，从而产生电磁力。

对于特定的应用，尤其在慢速旋转直接驱动应用中使用这种发电机的情况下，期望转子和定子具有相当大的直径。原因在于根据弗莱明定律，导体内产生的电流与磁通对其切割的速率成正比。因此直径越大，转子提供的磁通切割安装在定子内的多匝线圈的速率越大。通过使用大直径装置，能够弥补在直接驱动装置中传统齿轮箱增大旋转速度的缺失。

发明内容

本发明提供一种轴向磁通旋转发电机，包括：两个磁环；被机械地支撑在外边缘处的线圈环；所述磁环和所述线圈环具有公共轴线；两个磁环限定围绕公共轴线延伸跨越两个磁环之间的间隙的多个磁场，所述线圈环在所述间隙中具有围绕所述公共轴线的线圈顺序，使得当使所述磁环相对于所述线圈环转动时，来自所述磁场的磁通量线切割多匝线圈并因此在所述线圈中感应电流；和设置在所述线圈环的中心孔处以抵抗所述线圈环的轴向弯曲的部件。

因此，根据本发明，在本文所述的类型的发电机的定子(线圈环)的中心孔处或者朝向定子(线圈环)的中心孔设置部件来防止或基本上防止在使用中定子沿着发电机的长度偏离其指定的对准的轴向弯曲的程度。这特别地适用于其中定子(线圈环)直径至少为其轴向厚度(不包括抵抗轴向弯曲的部件)的三十倍或更多倍的发电机。对于其中定子尺寸至少为其轴向厚度的五十倍或更多倍的发电机，在没有本发明的抵抗轴向弯曲的部件的情况下存在更高的轴向弯曲的风险。这解决了定子的轴向弯曲(可能导致损坏)的问题。

根据本发明的第一方面，所述抵抗轴向弯曲的部件为在所述定子的一侧或两侧附接至所述定子的中心部分的一个或多个加强构件的形式，优选地，所述一个或多个加强构件为自身环形，优选地，所述一个或多个加强构件由被设计为抑制所述线圈环轴向弯曲的任何倾向的材料形成。在该第一方面的特征中，可以在转子盘上或者使转子盘分离的套管内设置环形凹部，从而容纳所述加强部件。

在一实施例中，抵抗轴向弯曲的部件包括承载件。这是有利的，尤其在承载件为接触式承载件的优选的实施例中，因为这样的部件与加强构件相比能够抵抗更大的轴向弯曲。

根据本发明的第二方面，所述定子的用于限制轴向弯曲的部件包括位于所述定子上的塑性承载表面，所述塑性承载表面与安装在所述转子上的相似承载表面滑动接触或者接近于滑动接触。所述安装在所述转子上的承载表面在位于所述定子上的所述塑性承载表面的两侧。承载表面的存在使得定子盘任何明显的轴向弯曲在物理上不可能。作为安装在转子上的承载表面的替代，承载表面可以安装在使转子分离的套管上。

对于特别大的定子和转子，优选地采用更耐用且耐磨的对准部件，而不使用塑性承载板。在该示例中，可以使用正式的保持架轴承装置，其中环形轴承的内座圈安装在使转子盘分离的套管的表面上或者套管上的槽内，并且外保持架安装在定子盘的内侧区域，或者安装在限定其内直径的内侧圆周面之内且位于该内侧圆周面上。