專利名稱：用于電機(jī)的發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)的發(fā)電機(jī)，其具有定子和轉(zhuǎn)子，其中，該轉(zhuǎn)子能夠圍繞中心軸線相對(duì)于該定子旋轉(zhuǎn)，該定子由包括多個(gè)相鄰設(shè)置的金屬板的定子堆構(gòu)建而成，該定子包括多個(gè)定子繞組，上述多個(gè)定子繞組至少部分地圍繞該金屬板卷繞且相互具有一定距離，由此，利用至少一個(gè)隔板在兩個(gè)或更多相鄰設(shè)置的金屬板之間提供至少一個(gè)徑向管狀通道。
背景技術(shù)：
導(dǎo)致不期望的發(fā)熱的電磁損耗在諸如發(fā)電機(jī)或類似物的電機(jī)的操作過程中呈現(xiàn)出公知的問題。這種加熱可導(dǎo)致效率降低或者甚至損害或減少使用壽命，特別是電機(jī)的絕緣壽命。因此，已提出通過以下方式冷卻定子堆將諸如空氣之類的氣態(tài)冷卻介質(zhì)通過定子繞組的端部(即，端部繞組)吹送進(jìn)定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙中，并且另外還通過常利用所謂隔板設(shè)置的徑向管狀通道。隔板通常具有矩形形狀，并且設(shè)置在兩個(gè)或更多相鄰設(shè)置的金屬板之間，也就是說，當(dāng)考慮定子的俯視圖時(shí)，這些隔板常常布置在兩個(gè)相繼定子繞組的“中間”。由此，隔板在兩個(gè)或不同組的相鄰設(shè)置金屬板之間提供特定間隙，這是因?yàn)樗鼈兲峁┛晒怏w流動(dòng)通過以冷卻定子繞組和周圍定子疊片的自由容積。這樣，一方面，隔板使徑向管狀通道中的氣體流增大，而另一方面，由于所提及的隔板的布置阻礙所期望的氣體流穿過定子，因而管狀通道內(nèi)的壓降增大。通常，這些金屬板可包括環(huán)狀形狀，或者在分段定子的情況下包括環(huán)形分段形狀。另外，所謂的針尖隔板(pinpoint-spacers)可隨機(jī)地分布在定子堆或定子疊片之間以承受定子疊片的軸向壓力。類似地，微細(xì)隔板可進(jìn)一步增大紊流。然而，給出的方式可能不總是確保電機(jī)的合適或充分冷卻，特別是當(dāng)如前所述已知的隔板布置可能對(duì)氣態(tài)冷卻介質(zhì)的流動(dòng)產(chǎn)生不利影響時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于改進(jìn)發(fā)電機(jī)的冷卻性能。這是通過上述發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)的，其中，隔板布置在該定子繞組之下且其布置方式使得該徑向管狀通道沿徑向開放。本發(fā)明提供了一種發(fā)電機(jī)，其由于創(chuàng)新性地將隔板布置在定子繞組之下而具有優(yōu)化的冷卻性能。因此，隔板不延伸到至少一個(gè)徑向管狀通道中，這導(dǎo)致氣體流、特別是在發(fā)電機(jī)、尤其是定子內(nèi)的空氣流有所改善，并且進(jìn)一步使得現(xiàn)有技術(shù)中已知的成問題的壓降減小。根據(jù)本發(fā)明，隔板布置在定子繞組的滑流中，也就是說，隔板不阻礙氣體流并且因而有助于在給定風(fēng)扇功率下提供更強(qiáng)的氣體流，從而由于徑向管狀通道基本上是開放的而實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)電機(jī)氣體冷卻能力。氣體流可按照無干擾方式流動(dòng)通過徑向管狀通道。本發(fā)明的發(fā)電機(jī)優(yōu)選地但非排他地被用作風(fēng)力渦輪機(jī)的電機(jī)。有利的是，該隔板具有空氣動(dòng)力學(xué)形狀。以這種方式，通過發(fā)電機(jī)定子的氣體流可獲得進(jìn)一步增強(qiáng)?？諝鈩?dòng)力學(xué)形狀可按照所期望的方式控制或?qū)б龤怏w流，從而有助于提高發(fā)電機(jī)的整體冷卻能力。這些隔板的特定表面結(jié)構(gòu)也是有利的，這是因?yàn)樗鼈円部芍С职l(fā)電機(jī)(特別是定子徑向管狀通道內(nèi))的氣態(tài)冷卻介質(zhì)的合適傳送。由此，這些隔板的空氣動(dòng)力學(xué)形狀可通過楔狀或錐狀形狀提供。該形狀特別適于控制或?qū)б龤怏w流。不過，不同于楔狀或錐狀形狀的其他隔板形狀當(dāng)然也是可用的。在本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例中，這些隔板由導(dǎo)熱材料制成。由此，這些隔板可從其他定子繞組中吸取熱量，從而額外地增強(qiáng)發(fā)電機(jī)冷卻能力。當(dāng)然，用于更好傳輸熱能的可能需要的物質(zhì)，例如傳熱膏或類似物，可能是有用的。優(yōu)選的是，該導(dǎo)熱材料是金屬，特別是基于銅的金屬。金屬常包括良好的導(dǎo)熱性， 也就是說，具有相對(duì)較高的導(dǎo)熱系數(shù)，并因而有助于隔板的良好傳熱性質(zhì)。由此，銅或銅合金是有益的，這是因?yàn)槠涑尸F(xiàn)突出的導(dǎo)熱能力。應(yīng)理解的是，具有良好導(dǎo)熱性質(zhì)的其他材料，例如高度石墨填充聚合物，也是可用的。可想到的是，另外的針尖隔板與該定子堆一起提供。針尖隔板支撐承受從定子堆施加的壓力或載荷，也就是說，保持由隔板在定子堆的各金屬板之間提供的間隙。換句話說，另外的針尖隔板在原隔板本身不能承受由定子堆施加的載荷時(shí)是有用的。另外，針尖隔板導(dǎo)致流動(dòng)氣體的紊流，這有利地影響氣體流動(dòng)而且還可進(jìn)一步冷卻定子。本發(fā)明還涉及一種包括如前所述發(fā)電機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)。


在下文中參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的發(fā)電機(jī)的原理性正視圖； 圖2示出根據(jù)圖1的發(fā)電機(jī)的原理性剖視圖； 圖3示出圖1中所示定子的原理性俯視圖；和圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的發(fā)電機(jī)的原理性正視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的發(fā)電機(jī)1的原理性正視圖。發(fā)電機(jī)1優(yōu)選地用作風(fēng)力渦輪機(jī)中的電機(jī)，包括定子2和具有多個(gè)轉(zhuǎn)子磁體12的轉(zhuǎn)子3。轉(zhuǎn)子3能夠圍繞中心軸線4相對(duì)于定子2旋轉(zhuǎn)。定子2由包括多個(gè)相鄰設(shè)置的金屬板6 (參見圖2、3)(例如由鋼制成)的定子堆5 (參見圖2、3)構(gòu)建而成。定子繞組7圍繞定子堆5的齒狀突出部卷繞，也就是說，相應(yīng)金屬板6的徑向延伸部分。進(jìn)一步地，利用空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的隔板9，徑向延伸的管狀通道8設(shè)置在成組的相鄰設(shè)置的金屬板6之間，由此，相應(yīng)隔板9的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)可例如通過隔板9的錐狀形狀實(shí)現(xiàn)。因此，徑向延伸的管狀通道8通過以下方式構(gòu)造在定子堆5之間建立多個(gè)間隙，也就是說，使成組的金屬板6相互保持一段距離。如圖3中可見，定子繞組7以特定間隙相鄰設(shè)置，也就是說，相鄰設(shè)置的定子繞組7相互不直接接觸，實(shí)際上，定子繞組7被布置為相互分開特定的距離。
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如圖2、3中可見，隔板9 (在圖3中以點(diǎn)表示)在不阻礙諸如空氣之類的氣態(tài)冷卻介質(zhì)流動(dòng)通過管狀通道8的方式下設(shè)置在定子繞組7之下，也就是說，在定子繞組7的滑流中。這樣，本發(fā)明的隔板9的布置導(dǎo)致發(fā)電機(jī)1或至少定子2內(nèi)的氣體流增強(qiáng)，從而分別使發(fā)電機(jī)1或定子2的冷卻能力更好。換句話說，本發(fā)明中的隔板9的布置避免或至少減少了現(xiàn)有技術(shù)中已知的成問題的壓降。本發(fā)明的隔板9的布置使得在風(fēng)扇(未示出)的給定風(fēng)扇功率下由箭頭10所指示的氣體流更強(qiáng)，并最終使得發(fā)電機(jī)1的整體空氣冷卻能力得到提尚ο由于隔板9優(yōu)選地由諸如銅之類的高導(dǎo)熱材料制成，因此，隔板9進(jìn)一步能夠利用熱傳導(dǎo)將多余的熱量吸離定子繞組7。此外，隔板9的具體創(chuàng)新布置有助于使定子繞組7的換熱表面增大，這是因?yàn)楦舭?構(gòu)建了定子繞組7沿徑向向內(nèi)的伸長部，特別地如圖1、2中可見。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的發(fā)電機(jī)1的原理性正視圖。與根據(jù)圖 1至3的實(shí)施例的基本差別在于，提供與定子堆5 —起提供的另外的針尖隔板11。針尖隔板11用于在承受載荷(也就是說，主要是源自定子堆5疊片金屬板6的軸向壓力)方面支撐隔板9。而且，針尖隔板11增加氣體流的紊流。
權(quán)利要求
1.一種用于電機(jī)的發(fā)電機(jī)(1)，具有定子(2)和轉(zhuǎn)子(3)，其中，所述轉(zhuǎn)子(3)能夠圍繞中心軸線(4)相對(duì)于所述定子(2)旋轉(zhuǎn)，所述定子(2)由包括多個(gè)相鄰設(shè)置的金屬板(6)的定子堆(5 )構(gòu)建而成，所述定子(2 )包括多個(gè)定子繞組(7 )，所述多個(gè)定子繞組(7 )至少部分地圍繞所述金屬板(6)卷繞且相互具有一定距離，由此，利用至少一個(gè)隔板(9)在兩個(gè)或更多相鄰設(shè)置的金屬板(6)之間提供至少一個(gè)徑向管狀通道(8)，其中所述隔板(9)以如下方式布置在所述定子繞組(7 )之下，即使得所述徑向管狀通道(8 )沿徑向開放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其中，所述隔板(9)具有空氣動(dòng)力學(xué)形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)，其中，所述空氣動(dòng)力學(xué)形狀由楔狀或錐狀形狀提供。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)電機(jī)，其中，所述隔板(9)由導(dǎo)熱材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)，其中，所述導(dǎo)熱材料是金屬，特別是基于銅的金屬。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)電機(jī)，其中，另外的針尖隔板(11)與所述定子堆 (5)—起提供。
7.一種風(fēng)力渦輪機(jī)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)電機(jī)(1)。
全文摘要
一種用于電機(jī)的發(fā)電機(jī)，其具有定子(2)和轉(zhuǎn)子(3)，其中，該轉(zhuǎn)子(3)能夠圍繞中心軸線(4)相對(duì)于該定子(2)旋轉(zhuǎn)，該定子(2)由包括多個(gè)相鄰設(shè)置的金屬板(6)的定子堆(5)構(gòu)建而成，該定子(2)包括多個(gè)定子繞組(7)，上述多個(gè)定子繞組(7)至少部分地圍繞該金屬板(6)卷繞并且相互具有一定距離，由此，利用至少一個(gè)隔板(9)在兩個(gè)或更多相鄰設(shè)置金屬板(6)之間提供至少一個(gè)徑向管狀通道(8)，其中該隔板(9)以該徑向管狀通道(8)沿徑向開放的方式布置在該定子繞組(7)之下。
文檔編號(hào)H02K1/12GK102420468SQ20111028544
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者勒貝納雷 J. 申請(qǐng)人:西門子公司