用于電機的定子的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于電機的定子（8），包括多個互連的形成大致環(huán)形結(jié)構(gòu)的定子區(qū)段（9），每個定子區(qū)段（9）包括基部構(gòu)件（10）和多個徑向突起（11），所述多個徑向突起（11）從所述基部構(gòu)件（10）徑向向外突出并且適于支撐導電繞組，其中，至少兩個相鄰的定子區(qū)段（9）包括彼此形狀配合地接合的對應(yīng)的連接部分（13），其中，每個連接部分（13）包括至少一個徑向向外突出的徑向元件（14），從而所述定子（8）的徑向突起（11）中的一個由被接合的連接部分（13）的徑向元件（14）形成。
【專利說明】用于電機的定子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及用于電機尤其是用于風力渦輪機的發(fā)電機的定子，包括多個互連的形成大致環(huán)形結(jié)構(gòu)的定子區(qū)段，每個定子區(qū)段包括基部構(gòu)件和多個徑向突起，多個徑向突起從基部構(gòu)件徑向向外突出并且適于支撐導電繞組。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電機尤其是風力渦輪機的發(fā)電機可具有直徑為數(shù)米的巨大尺寸。由于難以通過模制的工藝將這種尺寸的部件作為單件制造，通常從較小的部件來組裝諸如定子之類的結(jié)構(gòu)性構(gòu)件。較小的部件易于從模具制造。
[0003]常規(guī)定子尤其是用于風力渦輪機發(fā)電機的定子的環(huán)形結(jié)構(gòu)通常從多個定子區(qū)段通過螺栓連接來建造。每個定子區(qū)段包括基部構(gòu)件，該基部構(gòu)件在轉(zhuǎn)子的環(huán)形結(jié)構(gòu)的一部分上延伸。多個徑向突起從基部構(gòu)件徑向向外突出。徑向突起適于支撐導電繞組，導電繞組布置在由相繼的徑向突起限定的縫槽或間隙中。
[0004]挑戰(zhàn)性的任務(wù)是提供一種從互連的定子區(qū)段組裝而成的定子，其具有足夠的機械穩(wěn)定性使得可以避免繞組由于機械應(yīng)力尤其是振動而損壞。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的一個目的是提供一種具有改進的機械穩(wěn)定性的定子，尤其是最小化由于振動而引起的繞組損壞。
[0006]根據(jù)本實用新型，該目的通過用于電機的定子而得以實現(xiàn)，所述定子包括多個互連的形成大致環(huán)形結(jié)構(gòu)的定子區(qū)段，每個定子區(qū)段包括基部構(gòu)件和多個徑向突起，所述多個徑向突起從所述基部構(gòu)件徑向向外突出并且適于支撐導電繞組，其特征在于，至少兩個相鄰的定子區(qū)段包括彼此形狀配合地接合的對應(yīng)的連接部分，其中，每個連接部分包括至少一個徑向向外突出的徑向元件，從而定子的徑向突起中的一個由被接合的連接部分的徑向元件形成。
[0007]因此，定子區(qū)段的連接部分設(shè)置有匹配結(jié)構(gòu)，其形狀配合地彼此接合以便增強穩(wěn)定性。相鄰的連接部分中的每一個包括至少一個徑向元件，從而當定子被組裝時，位于接頭處的徑向突起由位于不同定子區(qū)段上的徑向元件的布置而形成。每個徑向元件的寬度對應(yīng)于每個徑向突起的寬度，徑向突起繞定子的圓周以規(guī)則的間隔布置。
[0008]由于形成位于互連定子區(qū)段的聯(lián)接部分附近的徑向突起的徑向元件包括其他徑向突起的寬度，所以徑向元件的彈性尤其是對于振動的彈性得以增大。因此，容納在由連接部分的徑向元件形成的徑向突起附近的間隙中的定子繞組在機械上得到良好地保護，從而可避免損壞。
[0009]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，每個連接部分包括多個徑向元件。每個連接部分的徑向元件沿軸向方向相對于彼此移位。徑向元件被移位成使得當連接部分形狀配合地彼此接合時在接頭處形成基本連續(xù)的徑向突起。[0010]優(yōu)選地，連接部分包括對應(yīng)形狀的齒形輪廓。具體地，連接部分可設(shè)置有匹配結(jié)構(gòu)，其形狀配合地彼此接合從而提供形狀配合，使互連的定子區(qū)段至少沿軸向方向穩(wěn)定。因此，增強了包括互連定子區(qū)段的布置的定子的穩(wěn)定性。
[0011]根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例，徑向元件沿軸向方向彼此間隔開，從而當連接部分形狀配合地彼此接合時在徑向元件之間提供至少一個空氣通道。在定子的操作期間，氣態(tài)冷卻介質(zhì)(特別是空氣)可流動通過空氣通道以改善定子的冷卻。
[0012]每個定子區(qū)段可由多個層壓板制成。層壓板減少磁滯和渦流損耗并且因此還幫助減小定子在電機操作期間的變熱。
[0013]具體地，層壓板可含有鋁，從而減輕重量并且允許建造適合于用在風力渦輪機的發(fā)電機中的大型定子。
[0014]優(yōu)選地，定子用在構(gòu)造為電動機或發(fā)電機的電機中。
[0015]本實用新型還涉及風力渦輪機，所述風力渦輪機具有發(fā)電機，所述發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子相對于如前文所述的定子可旋轉(zhuǎn)地布置。具體地，位于相鄰定子區(qū)段的接頭處的徑向突起由位于不同定子區(qū)段上的徑向元件形成。定子由定子區(qū)段組裝而成，定子區(qū)段具有形狀配合地彼此接合的連接部分。因此，定子的特征在于增大的機械穩(wěn)定性，尤其是對于振動的增大的彈性，從而容納在徑向突起之間的間隙中的導電繞組和絕緣得到良好的保護。
[0016]增強的機械穩(wěn)定性還允許建造更大的定子。定子可設(shè)置有大間隙，容納大的導電繞組線圈。這進而允許使用便宜的導電材料(尤其是鋁)用于繞組，因為可通過將大的繞組線圈布置在徑向突起之間的間隙中來補償減小的電導率。
[0017]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，風力渦輪機包括安裝多個轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子轂，轉(zhuǎn)子轂牢固地連接到轉(zhuǎn)子。因此，風力渦輪機被直接地驅(qū)動，即不包括被布置成對施加在轉(zhuǎn)子上的機械轉(zhuǎn)矩進行轉(zhuǎn)換的傳動裝置或齒輪箱。直接驅(qū)動的風力渦輪機的特征在于簡單且穩(wěn)健的構(gòu)造，從而降低了對于維護的需求。該風力渦輪機尤其適合于設(shè)置在諸如離岸風力場之類的遠程位置處。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面參照附圖更詳細地描述本實用新型，附圖中:
[0019]圖1在透視圖中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的定子的一部分；
[0020]圖2在透視圖中示出了根據(jù)第一實施例的定子的一部分；
[0021]圖3示出了根據(jù)本實用新型的第一實施例的兩個互連的定子區(qū)段的頂視圖；
[0022]圖4在透視圖中示出了根據(jù)第二實施例的定子的一部分；
[0023]圖5示出了根據(jù)本實用新型的第二實施例的兩個互連的定子區(qū)段的頂視圖。
[0024]在所有附圖中，用相同的參考標記指示相同的元件。
【具體實施方式】
[0025]圖1在示意性透視圖中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于電機的定子I的一部分。定子I從定子區(qū)段2組裝而成，其中，每個定子區(qū)段2在定子I的環(huán)形結(jié)構(gòu)的一部分上延伸。每個定子區(qū)段2包括從基部構(gòu)件3延伸的多個徑向突起4。徑向突起4繞著定子I的圓周以規(guī)則的間隔分布。
[0026]每個徑向突起4具有第一寬度B。定子區(qū)段2經(jīng)由平面形狀的連接部分5彼此連接，當組裝時，連接部分5沿周向方向彼此鄰接。通過多個螺栓(未示出)來固定定子區(qū)段2的布置。徑向突起4的布置提供了繞定子I的圓周布置的多個間隙6。導電繞組(未示出)的線圈被布置在間隙6中。
[0027]包括此類定子的電機(尤其是發(fā)電機或電動機)的工作原理是公知的。因此省略進一步的說明。
[0028]位于連接部分5附近的徑向突起4由徑向元件7形成。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的徑向元件7具有與徑向突起7基本相同的形狀，但是呈現(xiàn)減小的第二寬度D，其等于第一寬度B的一半。
[0029]由于位于不同定子區(qū)段2之間的接頭處的徑向突起4由具有減小的寬度B的兩個徑向元件7構(gòu)成，所以可能發(fā)生機械失效，特別是由于振動的緣故。具體地，容納在連接部分5附近的間隙6中的導電繞組易于被振動損壞。
[0030]在電機的操作期間施加在定子I上的力F由箭頭指示。力F沿周向方向作用，從而徑向元件7可能出現(xiàn)彎曲。
[0031]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，位于連接部分5附近的徑向突起4由兩個徑向元件7形成，其中，每個元件7在定子I的整個軸向長度L上延伸。連接部分5具有基本平面的形狀并且在定子區(qū)段2被彼此連接時彼此鄰接。
[0032]圖2示出了根據(jù)本實用新型的定子8的第一實施例。定子8包括多個互連的定子區(qū)段9。每個定子區(qū)段9具有基部構(gòu)件10和從基部構(gòu)件10徑向向外延伸的多個徑向突起
11。徑向突起11的布置限定了繞定子8的圓周分布的多個間隙12。導電繞組被布置在間隙12中。
[0033]定子區(qū)段9經(jīng)由連接部分13連接，連接部分13包括對應(yīng)形狀的齒形輪廓。當定子8被組裝時，連接部分13彼此形狀配合地接合。每個連接部分13包括沿軸向方向彼此移位的多個徑向元件14。徑向元件14的布置提供了當定子8被組裝時位于連接部分13附近的徑向突起11。
[0034]如圖3的透視圖最佳示出的，根據(jù)本實用新型第一實施例的定子8的徑向元件14分布在定子8的軸向長度L上并且彼此間隔開，從而提供用于冷卻目的的空氣通道15。
[0035]定子區(qū)段9由多個含鋁的層壓板制成。
[0036]圖4和圖5示出了定子8的替代的第二實施例。第一和第二實施例的基本特征彼此對應(yīng)。具體地，如本文前面已經(jīng)參照圖2和3描述的，第二實施例的定子8包括經(jīng)由連接部分13彼此連接的定子區(qū)段9，連接部分13呈現(xiàn)齒形輪廓。
[0037]然而，當連接部分13彼此接合時，第二實施例的徑向元件14緊貼地配合在一起，從而形成連續(xù)的結(jié)構(gòu)而沒有中間的空氣通道15或間隙。
[0038]圖4在透視圖中示出了本實用新型的第二實施例的定子8的一部分。當定子區(qū)段9被互連時，位于不同的定子區(qū)段9的連接部分13上的徑向元件14彼此鄰接。定子區(qū)段9可通過合適的安裝裝置尤其是螺栓被固定到彼此。
[0039]圖5在頂視圖中示出了第二實施例的定子8。徑向元件14以規(guī)則的間隔分布在定子8的軸向長度L上。當連接部分13彼此形狀配合地接合時，在互連的定子區(qū)段9的接頭處形成了具有第一寬度Wl的連續(xù)結(jié)構(gòu)。
[0040]如下面可以看到的，圖2至5所示的定子8的構(gòu)造提供了增強的機械穩(wěn)定性。如圖1所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的徑向突起4具有減小的第二寬度D。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的徑向突起4可被看作是具有寬度D和長度L的簡單梁。因此，截面慣性矩之一 J12計算為
【權(quán)利要求】
1.用于電機的定子(8)，包括多個互連的形成大致環(huán)形結(jié)構(gòu)的定子區(qū)段(9)，每個定子區(qū)段(9)包括基部構(gòu)件(10)和多個徑向突起(11)，所述多個徑向突起(11)從所述基部構(gòu)件(10)徑向向外突出并且適于支撐導電繞組，其特征在于，至少兩個相鄰的定子區(qū)段(9)包括彼此形狀配合地接合的對應(yīng)的連接部分(13)，其中，每個連接部分(13)包括至少一個徑向向外突出的徑向元件(14),從而所述定子(8)的徑向突起(11)中的一個由被接合的連接部分(13)的徑向元件(14)形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于電機的定子(8)，其特征在于，每個連接部分(13)包括多個徑向元件(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于電機的定子(8)，其特征在于，所述連接部分包括對應(yīng)形狀的齒形輪廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于電機的定子(8)，其特征在于，被接合的連接部分(13)的徑向元件(14)沿軸向方向彼此間隔開，從而提供至少一個空氣通道(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于電機的定子(8)，其特征在于，每個定子區(qū)段(9)由多個層壓板制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于電機的定子(8)，其特征在于，每個定子區(qū)段(9)由多個含鋁的層壓板制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的用于電機的定子(8)，其特征在于，所述電機是風力渦輪機的發(fā)電機。
8.風力渦輪機，所述風力渦輪機具有發(fā)電機，所述發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子相對于根據(jù)前述任一權(quán)利要求的定子(8)可旋轉(zhuǎn)地布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的風力渦輪機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子牢固地連接到轉(zhuǎn)子轂，轉(zhuǎn)子轂安裝多個轉(zhuǎn)子葉片。
【文檔編號】H02K1/14GK203445706SQ201320193319
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月17日
【發(fā)明者】A.J.馬德森 申請人:西門子公司