[發明專利]具有混合齒設計的電機

有效

• 申請號: 201911044674.0
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN111130234B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: Z.阿扎爾;A.杜克
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源公司
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K1/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 任霄;譚祐祥

描述一種用于電機(10)的定子(11)或轉子(12)的定子節段(100)，其包括在兩個周向端部(23)之間圍繞定子節段(100)的縱向軸線(Y)周向延伸的節段主體(22)。節段主體(22)包括：根據正交于縱向軸線(Y)的徑向方向突出的多個齒(15、16)，每一齒(15、16)在兩個相應側部面(25、26)之間周向延伸，多個齒(15、16)周向分布在多個齒(15、16)中的兩個端部齒(15)之間，多個齒(15、16)包括周向包括在端部齒(15)之間的至少一個中間齒(16)；多個槽(17、18)，多個槽(17、18)包括周向包括在兩個端部槽(17)之間的多個中間槽(18)，其中，兩個端部齒(15)的側部面(25)相對于彼此傾斜或彼此平行，并且至少一個中間齒(16)的側部面(26)分別彼此平行或相對于彼此傾斜。

技術領域

本發明涉及一種具有帶有分段的幾何結構的定子或轉子（即，包括周向接合在一起的多個定子節段的定子或轉子）的電機。

背景技術

在大型電機中，需要定子和/或轉子結構的分段以易于制造和和運輸。對于其中設置繞組的定子或轉子，這是特別需要的。由于制造公差和限制，通常在節段之間設計公差周向間隙。

所述節段周向間隙通常導致電機的轉矩和輸出功率的不期望諧波的問題，這可能導致高水平的振動和聲音噪聲以及損失和復雜控制。因此，為了最小化對性能的不利影響，控制周向間隙的形狀和尺寸很重要。

對于在節段的周向端部處具有半齒的電機（通常，帶有分布式繞組的整數槽電機），可以通過方便地成形和定尺寸所述半齒來控制節段周向間隙的形狀和尺寸。這對用于容納銅繞組的槽的面積沒有不利影響，并且因此，電機的轉矩和輸出功率不受影響。

對于其中半槽存在于節段的每一周向端部處的電機（通常，帶有集中式繞組的分數槽機器），無法例如通過減小其寬度來修改槽，因為這將減小繞組的面積。繞組面積的減小將增加此特定線圈中的電阻，并且因此增加損失。通過在線圈之間具有不平衡的損失，將預期在周向端部線圈中形成熱點，因此從熱角度來看限制整個機器的操作點。

發明內容

本發明的范圍是提供一種新的節段設計，用于控制在節段的周向端部處具有半槽的分段的定子或轉子中的周向間隙的形狀和尺寸，以便最小化上述不利影響。

此范圍由根據獨立權利要求的主題滿足。本發明的有利實施例由從屬權利要求描述。

根據本發明，提供一種用于電機的定子或轉子的節段，其包括在兩個周向端部之間圍繞定子節段的縱向軸線周向延伸的節段主體。所述節段主體包括：

- 根據正交于所述縱向軸線的徑向方向突出的多個齒，每一齒在兩個相應側部面之間周向延伸，所述多個齒在所述多個齒的兩個端部齒之間周向分布，所述多個齒包括周向包括在所述端部齒之間的至少一個中間齒，

- 周向插置在定子的齒之間的多個槽，所述多個槽周向分布在兩個端部槽之間，每一端部槽周向包括在相應端部齒和相應周向端部之間，所述多個槽包括周向包括在所述兩個端部槽之間的多個中間槽，

其中所述兩個端部齒的側部面相對于彼此傾斜或彼此平行，并且所述至少一個中間齒的側部面分別彼此平行或相對于彼此傾斜。

上述節段可以有利地集成在電機（發電機或電動馬達）的分段的定子或轉子中。例如，上述節段可以有利地集成在用于風力渦輪機的發電機的定子中。

根據本發明，齒設計的混合結合了兩種設計的優點，以便減小由所需的節段公差周向間隙的添加引起的轉矩和功率諧波，而不修改半槽存在于節段的每一周向端部處。

根據本發明的一個實施例，所述兩個端部齒的側部面相對于彼此傾斜，并且所述至少一個中間齒的側部面彼此平行。特別地，所述兩個端部齒的側部面可以相對于縱向軸線徑向取向。