转子组件、电机和风力发电机组的制作方法

本发明涉及电机领域，特别是涉及一种转子组件、包括该转子组件的电机以及包括该电机的风力发电机组。

背景技术：

1、随着风力发电机组的电机转子的转速越来越高，并且转子的直径越来越大，离心力也随着剧增。在这种情况下，如何在大的离心力的作用下保持磁极单元可靠地、有效地固定在转子磁轭上成为重点关注问题。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种具有可靠固定方式、高效降温的转子组件。

2、根据本发明的一方面，提供一种转子组件，所述转子组件包括磁轭、磁极片叠置组件以及紧固组件，其中，所述磁极片叠置组件设置在所述磁轭的圆周上，并形成沿所述磁轭的周向分布的多个磁极单元；所述紧固组件具有连接部，所述连接部用于穿过所述磁极片叠置组件并将所述磁极片叠置组件固定于所述磁轭上，所述磁极片叠置组件包括多个第一磁极片和多个第二磁极片，所述第一磁极片和所述第二磁极片在周向方向上对应于不同数量的磁极单元，且所述第二磁极片在所述周向方向上的长度大于所述第一磁极片的长度；其中，所述磁极片叠置组件的与所述连接部对应的部分，由多个所述第一磁极片叠置而成，并且在轴向上相邻的两个所述第一磁极片布置成在周向上彼此对齐；所述磁极片叠置组件的不与所述连接部对应的部分，由多个所述第二磁极片叠置而成，并且在轴向上相邻的两个所述第二磁极片布置成在周向上彼此错开一个或多个磁极单元。

3、通过在磁极片叠置组件的没有设置紧固组件的连接部的部分或区段处将磁极片错层或错角度叠置，每个磁极片可借助于与其相互错角度叠置的其他磁极片之间的摩擦力来增强抵抗离心力的性能，通过错角度叠片的方式，整个磁极或整个磁极片叠置组件可形成刚性圆周体，能够大幅降低转子在大转速下由于离心力带来的变形。

4、优选地，周向相邻的两个所述第一磁极片的端部之间可相互隔开从而形成用于使所述连接部穿过的避让间隙，并且周向相邻的两个所述第二磁极片的端部可彼此抵接或者间隔距离小于所述避让间隙。

5、通过采用两种不同形式的磁极片，在对应紧固组件的连接部的位置处，采用相对短的磁极片，以使周向相邻的两个磁极片的端部隔开能够使连接部穿过的避让间隙；同时在不设置连接部的位置处，采用相对长的磁极片，以使周向相邻的两个磁极片的端部彼此抵接或间隔距离小于该避让间隙，由此可以有效地通过紧固组件对磁极单元进行固定，这种磁极片设计以及叠压方式能够避免在磁极片叠置完成之后对多个磁极片进行径向冲孔来实现紧固组件(特别是连接部)的设置，另外在不需要连接部的位置处，周向上相邻的磁极片的端部彼此抵靠或接近，可以增强整个磁极片叠置组件在周向上的连续性，加强整个磁极片叠置组件的整体强度。

6、优选地，所述第一磁极片可包括第一主体部和第一突出部，所述第一突出部可在所述第一主体部的靠近所述磁轭的径向侧处从所述第一主体部的周向两侧突出，所述第二磁极片可包括第二主体部和第二突出部，所述第二突出部在所述第二主体部的靠近所述磁轭的径向侧处从所述第二主体部的周向两侧突出，其中，所述第一突出部的周向长度可小于所述第二突出部的周向长度，所述第二突出部与所述第一突出部的周向长度差可小于等于所述避让间隙的1/2。

7、优选地，每个所述第一磁极片可对应于一个磁极单元，每个所述第二磁极片可对应于至少两个磁极单元；所述紧固组件可设置于相邻的两个磁极单元之间。

8、优选地，每个所述磁极单元可包括磁钢容纳部，所述紧固组件可相对于所述磁钢容纳部在径向上更靠近所述磁轭。由此，可以可避免紧固组件对在周向相邻的两个磁极单元中的磁钢或永磁体的磁力线造成干扰，因此无论紧固组件采取何种材料(导磁或不导磁)，都可以有效地避免相邻磁极之间磁力线混乱，减少漏磁现象。

9、优选地，所述紧固组件可包括在轴向上延伸的固定键，所述连接部穿过所述磁轭、所述磁极片叠置组件的所述避让间隙并与所述固定键结合。通过使紧固组件的连接部贯穿磁轭进行紧固，可以借助磁轭的稳定性及其强度和刚性，由此确保紧固组件的紧固强度和可靠性，从而可以使每个磁极单元的紧固力有效地抵抗离心力的作用。另外，由此贯穿磁轭的方式可以明显提高紧固可靠性，因此可以使用径向厚度较小或较薄的磁轭即可满足这种紧固效果，同时还可以增加每个磁极片的径向宽度，以增加每个磁极片的容纳永磁体或磁钢的空间位置。

10、优选地，所述紧固组件还可包括在径向上设置在所述固定键和所述磁极片叠置组件之间的垫板。由于磁极片叠置组件由许多的磁极片在轴向上相互叠置(或叠压)而成，因此，多个磁极片叠置之后形成的表面的平面度可能不足，如果使固定键与磁极片叠置组件直接接触，可能容易导致摩擦力不足，通过在固定键和磁极片叠置组件之间设置垫板，可以增加接触面积，来确保固定键对磁极片叠置组件抵压的可靠性。

11、优选地，所述磁极片叠置组件还可形成有固定键容纳槽以及垫板容纳槽，所述垫板容纳槽在径向上位于所述固定键容纳槽和所述磁轭之间，所述固定键容纳槽用于容置所述固定键，所述垫板容纳槽用于容置所述垫板。通过设置固定键容纳槽和垫板容纳槽，可以确保固定键和垫板的位置，使得垫板与磁极片叠置组件之间的配合更加紧密。此外，在磁极片叠压的工艺过程中，固定键容纳槽或垫板容纳槽还可起到定位的作用。另外，通过将固定键和垫板分别设置在固定键容纳槽和垫板容纳槽中，可以使固定键在径向上相对更靠近磁轭，从而避免对周向上相邻的磁钢或永磁体之间的磁力线造成干扰。

12、优选地，所述垫板容纳槽可由在周向上相邻的两个磁极片的端部上的卡槽拼接形成，所述垫板可被卡在在周向上相邻的两个磁极片的卡槽中；所述固定键可至少部分地设置在在周向上相邻的两个磁极片的突起之间。

13、优选地，对于位于单个磁极片上且在周向上相邻的两个磁极单元之间的垫板，所述垫板容纳槽可由形成在所述单个磁极片的与对应两个磁极单元之间的位置处的凹槽形成。

14、优选地，所述第一磁极片和所述第二磁极片中的每个可在面向所述磁轭的一侧设置有通风槽，所述第一磁极片和所述第二磁极片的所述通风槽可在轴向上彼此对准而在所述磁极单元与所述磁轭之间形成轴向通风通道。传统磁极是通过气隙通风和极间通风来对磁极进行冷却，本发明提出增加极轭间 (磁极与磁轭之间)通风，由此使整个通风量增加，从而增强对磁极的冷却效果。磁钢的温度下降可降低磁钢的矫顽力，进而可节省成本。此外，如果采用同样磁钢的条件下，由于温度较低，磁钢剩磁较大，可压低发电机绕组的电流，继而压低绕组温度，由此使整个发电机的温升降低。

15、优选地，所述转子组件还可包括对应所述磁极单元设置的轴向紧固件，所述轴向紧固件贯穿在轴向上叠置的磁极片，以对相应的磁极单元的所有磁极片进行轴向压紧。该轴向紧固件可对整个磁极片叠置组件进行轴向的压紧，保证叠压系数，另外还保证磁极冲片之间的摩擦力。

16、根据本发明的另一方面，提供一种电机，所述电机可包括如上任一技术方案所述的转子组件，以及与所述转子组件同轴设置的定子组件。

17、根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组可包括如上所述的电机，或者，包括如上任一技术方案所述的转子组件。