技术领域 本发明涉及一种风力发电机的双层转子磁片， 特别涉及风力发电机的双层转子上 的磁片的间距结构。

背景技术

【专利文献 1】 CN 101572453 A

【专利文献 2】 CN 102570667 A

传统的风力发电机通常由一组转子和一组定 子来构成，转子在风力的带动下旋转， 线圈切割磁力线产生电流。上述专利文献提出 一种双层转子风力发电机的磁片结 构，希望通过改善转子和定子的形状和相互间 的距离分布，来提高通过线圈的磁 通量， 从而提高发电机的效率。 内外相对的一组磁片的形状和相互间不同位置 的距离关系对磁场强度的分布有 直接的影响， 这也就影响到线圈在切割磁力线运动轨迹上的 磁场强度分布状况。 首先，风力发电机的双层转子上的每对内外磁 片之间的径向距离，在越靠近磁片 两边的位置越大。 图 1和图 2显示的是一种双层转子风力发电机的内部结� �。 图 3和图 4分别显 示的是两种不同的磁片间距情形。 图 3中， 外层磁片 20和内层磁片 40之间各 个位置的相对于机轴 5为中心的径向间距是相等的， SP : d0 = d1 = d2 _; 而图 4 中的关系则为： d2≥d1≥d0, d2 > d0 使磁片间各个位置的间距不同有许多实现方法 。在上述专利文献中介绍了采用圆 弧形、 平面形和椭圆面进行组合的几种方案。 上述专利文献披露了一种通过曲线函数来描述 磁片的截面外形。 极化变形处理 图 7的上半部分的平面坐标系 （X, y) 中的曲线 L是椭圆的长轴 V左边的一半， L上的点 P的坐标是 （a, b)。 专利文献中对曲线 L做了如下极化变形处理： 所谓的极化变形，是以发电机的机轴中心为圆 点， 以椭圆的中心距离机轴中心的 距离为半径的变形。图 8的下半部分显示了变形后的情形，圆心 0是机轴中心， 椭圆的长轴 V变形为圆弧 V， 曲线 L变形为 L'， L上的点 P (a, b)对应到极坐 标系中的点 P'(a, ω)， 这里的 a是点 P'到点 0的距离， 它与点 P (a, b) 中的 a 相等； ω是角度， 且满足下面的关系式 ω = b / a 曲线 L'就是变形后的内弯的优化曲线，在实际加工� ��作磁片时，并不一定需要采 用完整的曲线 L'，可以只采用曲线 L'的一部分，以 z轴为中心左右对称就可以了。 图 8显示了椭圆的长轴 V右边的一半进行同样的极化变形前后的对应� �形。 平 面坐标系（X, y)中的曲线 L变形为极坐标系中的 L'， 点 P (a, b )对应到点 P'(a, ω)， 它们的坐标值仍然满足关系式 ω = b / a 对于具体的外层磁片来说，它的径向截面的朝 向内层磁片的边线就是图 8中的曲 线 L'， 或者是其一部分； 而对于内层磁片来说， 它的径向截面的朝向外层磁片的 边线就是图 9中的曲线 L'， 或者是其一部分。 这里所说的一部分是以轴 z为中 心两边对称的。 发明内容 本发明试图在上述极化变形的基础上，进一步 调整磁片外表面的曲线形状， 以期 获得更好的磁力场分布。 如图 9所示， 把图 7的上下两部分重叠在一起， 使得 X轴和 z轴重合。 那么， 每个 P(a, b)，就有一个 P'(a, ω) 与之对应。将 Ρ和 P'两点相连成一个直线线段； 在这个线段上选取一个点 U; 点 U与 P(a, b)的距离 (UP^P P、 P'两点之间的距 离 (ΡΡ')的比例为 3; 那么 d = ( UP) I ( ΡΡ ' ) 那么， 满足上述比例关系的点 U可以表示为 L ; 3的取值范围为：

1 > a≥o 当 3 = 0时， U点和 P(a, b)重合； 当 3 = 1时， U点和 P'(a, ω)重合。 这就是专利文献 1所描述的技术方案。 一般来说， 3的优选取值范围为： 0.75 > a > 0.25 本发明要求保护的极化变形磁片，其特征在于 ，所述磁片的边线是由点 L 组成。 点 U ₃ 位于点 P(a, b)和点 P'(a, ω)之间， 3的取值范围为：

1 > a≥o 具体来说， 同样数目的外层磁片 20和内层磁片 40， 它们成对匹配， 围绕发电机 的机轴环行均匀分布， 它们的径向间距在中部最小， 越靠近两侧越大； 其特征在 于： 所述内外磁片的相对的边线是由点 L 组成； 3的取值范围为：

1 > a≥o 附图说明 图 1是专利文献 1所披露的双层转子风力发电机的内部结构示� �图。 图中， 各部件标示如下： 1 .转子； 12.转子外层； 14.转子内层； 20.外层磁片； 40. 内层磁片； 3.定子； 30.线圈； 5.机轴。 图 2 是图 1沿 A-A向的剖视图。 图中， 1 1为转子外层上的突起。 图 3是内外层磁片间距相等情形示意图。其中， do, d1 , d2为内外层磁片间不同 位置的径向间距。 图 4 是内外层磁片的间距不一致的情形示意图。 图 5 是在线圈相对运动轨迹上的内外层磁片间的磁 场强度分布状况示意图。 图 6 显示的是采用不等距内外层磁片的发电机内部 部分结构示意图。 图 7 是曲线 L做内弯极化变形示意图。其中， P (a, b)是在平面坐标系（x, y) 中的曲线 L上的任一个点； Ρ'(3,ω)是极坐标系中的曲线 L'上的点， 它与点 Ρ存 在极化变形前后的对应关系。 图 8 是曲线 L做外弯极化变形示意图。 图 9是本发明所提出的极化变形后再优化示意图� �

实施方式 图 10显示了一种实施方式， 其中外层磁片 20的内侧表面是平面， 作为径向剖 面示意图， 在图中显示的是直线； 而内层磁片 40的外侧表面是个曲面， 在图中 显示的是一条曲线， 该曲线以图 9中的点 L 组成的。 这里 3的优选取值为 0.5。 同时， 在磁片的两端做了进一步优化。 在内层磁片 40的外侧表面的两端做了小 的圆弧处理， 使得两个边缘距离线圈的相对运动轨迹更远一 些。 当采用椭圆形极化变形的方案时，通过调整椭 圆的轴长和偏心率，可以调整两个 磁片之间各个位置的间距。 当内外磁片都采用椭圆形极化变形的方案时， 内外层磁片所属的两个椭圆的长轴 的长度与所述两个椭圆的中心各自到发电机机 轴轴线的距离成正比。 作为优选的方案， 上述两个椭圆的偏心率相同。 同时， 作为优选方案， 所述两个椭圆极化变形的值 3的优选取值都为 0.25。