[实用新型]用于永磁电机的永磁体模块、永磁电机和风力涡轮机

说明书

本实用新型描述一种用于永磁电机(10)的永磁体模块(101、102)。永磁体模块(101、102)至少包括永磁体(200)和底板(301、302)，底板(301、302)至少包括第一部分(400)和第二部分(501、502)，第一部分(400)提供用于将永磁体模块(101、102)附接到永磁电机(10)的界面，并且第二部分(501、502)附接到至少一个永磁体(200)，其中第二部分(501、502)具有用于减少涡流损耗的结构或包括用于减少涡流损耗的材料。

技术领域

本实用新型涉及减少永磁电机中的涡流损耗的领域。特定来说，本实用新型涉及一种用于永磁电机的包括支撑件和磁体的永磁体模块。

背景技术

电机（诸如安装在风力涡轮机中的发电机）通常包括转子，该转子相对于定子围绕旋转轴线旋转。定子和转子通过围绕旋转轴线周向延伸的气隙彼此分开。

在永磁电机中，转子包括多个永磁体模块，每一模块包括底板以及附接到底板的一个或多个永磁体。底板附接到转子主体，使得在操作中，底板插置在相应磁体和转子主体之间。在每一磁体模块中，盖板通常设置在（多个）永磁体上方以封装（多个）永磁体。盖板可以由不锈钢或任何其他非磁性材料制成，其通过其他方式焊接或固定到相应底板。定子通常包括具有沿着定子的轴向方向纵向延伸的定子径向槽的主体以及包括容纳在该槽中的多个铜绕组的电路。

在永磁体风力涡轮发电机中，安装在转子主体上的永磁体模块经受具有不同大小和频率的高磁场，这导致任何导电钢部件中的高的铁损耗。特定来说，由于气隙中的异步旋转场而引起涡流。这些损耗增加发电机内部的温度，这降低转矩和功率方面的性能，并且还降低发电机的效率，并且因此降低年发电量(AEP)。

在永磁电机中，为了减少涡流损耗，在底板中可以使用层压材料。然而，此类材料太昂贵并且大大降低磁体模块的机械强度。替代性地，在底板中可以使用软的磁复合(SMC)材料，但是这将防止盖板焊接到底板。在此情况下将需要不同固定解决方案，其可能更昂贵或较不实用。

因此，期望提供有效且具有成本效益的技术，其可以改善永磁体模块的构造特征并且减少永磁电机中的总损耗。

实用新型内容

此目的可以通过根据独立权利要求的永磁体模块来解决。从属权利要求描述本实用新型的有利实施例。

根据本实用新型，提供一种用于永磁电机的永磁体模块。所述永磁体模块至少包括永磁体和底板。所述底板至少包括第一部分和第二部分。所述第一部分提供用于将永磁体模块附接到永磁电机的界面（interface）。所述第二部分附接到至少一个永磁体。所述第二部分具有用于减少涡流损耗的结构或包括用于减少涡流损耗的材料。

根据本实用新型的可能实施例，永磁电机可以是发电机。特别地、但不排他地，发电机可以用于风力涡轮机中。

有利地，本实用新型提出在底板的上部第二部分（即，永磁体所附接到的部分）中使用替代类型的材料。这在其中转子损耗特别高的永磁电机（即，集中式绕组或分数槽发电机）中可能特别有利。第一下部部分（使其附接到永磁电机、例如附接到发电机的转子主体）可以被有效地设计成提供机械强度。

根据本实用新型的一个实施例，层压底板的第二部分。层压片构成底板的第二部分并且（借助于胶合剂或其他方式）固定到底板的实心的第一部分。

根据本实用新型的另一实施例，底板的第二部分包括软的磁复合(SMC)材料。SMC（借助于胶合剂或其他方式）固定到底板的实心的第一部分。SMC材料具有比标准等级钢高得多的电阻率，这通过向涡流提供更高电阻而将铁损耗降低到零。

在两个上述实施例中，底板的下部第一部分保持相同，使得第二部分的材料或结构并不影响模块在转子主体中的组装。特定来说，不影响机械强度。同时，层压或SMC材料显著地有助于减少永磁电机中的涡流损耗。