[發(fā)明專利]特別是用于風力渦輪機的發(fā)電機的分段定子

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• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112398240A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設計）人: T·T·延森
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源公司
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/16;H02K1/18;H02K3/28;H02K3/12;H02K3/50;H02K15/02;F03D9/25
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;劉茜

本發(fā)明涉及特別是用于風力渦輪機的發(fā)電機的分段定子。描述了特別是用于風力渦輪機的發(fā)電機的分段定子。該定子包括用于線圈繞組的多個齒和槽，其中該齒沿定子的徑向方向從定子的軛延伸。該定子包括至少第一和第二定子段，二者在定子的周向方向上相應地具有第一和第二端表面，其中第一和第二端表面彼此相鄰布置以形成該定子。第一端表面包括在定子的周向方向上突出的第一突起及其間的第一凹部，該第一突起形成沿定子的徑向方向從定子的軛延伸的第一齒。第二端表面包括在定子的周向方向上突出的第二突起及其間的第二凹部，該第二突起形成沿定子的徑向方向從定子的軛延伸的第二齒。第一突起與第二凹部互補地成形，且第二突起與第一凹部互補地成形。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于發(fā)電機的分段定子，特別是用于風力渦輪機的發(fā)電機的分段定子。該風力渦輪機可以是直接驅動式風力渦輪機，即在輪轂和發(fā)電機之間沒有齒輪箱，其中，其發(fā)電機包括這樣的分段定子。本發(fā)明還涉及一種發(fā)電機，特別是用于風力渦輪機的發(fā)電機，該發(fā)電機包括定子；一種包括該發(fā)電機的風力渦輪機；一種構造成用于該定子中的定子段；以及一種制造該分段定子的方法。

背景技術

諸如安裝在風力渦輪機中的發(fā)電機之類的發(fā)電機通常包括相對于定子旋轉的轉子。

該定子通常包括框架主體，該框架主體沿縱向軸線縱向延伸，并且包括定子軛以及從該定子軛按照徑向方向突出的多個齒。在該定子中，還限定了多個槽，每個槽通常由兩個相鄰的齒周向界定，并且在該定子軛和相應的齒徑向端部之間徑向延伸。每個槽收容至少一個線圈繞組的一部分。

在該技術領域中，還已知構建直接驅動式發(fā)電機，特別是待用于風力發(fā)電機組中的大型直接驅動式發(fā)電機，該直接驅動式發(fā)電機包括具有分段結構的定子。定子段可被布置成沿定子的周向方向覆蓋例如30°、60°、90°、120°（或任何其他角度）的弧。這些定子段周向布置成形成定子（例如，定子可包括六個定子段，它們各自覆蓋60°的弧）。這些段可被栓接到端板上，該端板是將這些段連接到支撐結構的大型墊圈狀環(huán)。

分段部具有兩個端線圈，當沿定子的周向方向從一側到另一側計數(shù)時，這兩個端線圈是第一線圈和最后的線圈。

該過程的不便之處在于在每個段的周向端部處固定機械支撐件。根據(jù)線圈設計的拓撲結構，這些端線圈被放置在開放槽（具有一個齒）或封閉槽（具有兩個齒）中。

如果端線圈槽是封閉的，則封閉槽的齒可具有全部或部分寬度，例如半個齒。這些齒的寬度越大，兩個周向相鄰的段的端線圈之間的距離就越大。

兩個周向相鄰的定子段之間的間隙會影響轉矩諧波（torque harmonics）。減小該間隙會減小幅度。然而，機械和熱性能決定了最小容許間隙。

因此，仍然需要提供一種分段定子，其可改善熱性能并減小轉矩諧波。該需要可通過根據(jù)獨立權利要求所述的主題來滿足。本發(fā)明如從屬權利要求中所闡述地進一步得到改進。

發(fā)明內容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于發(fā)電機的分段定子，特別是用于風力渦輪機的發(fā)電機的分段定子，包括用于線圈繞組的多個齒和槽，其中，該齒沿定子的徑向方向從定子的軛延伸。該定子包括至少第一定子段和第二定子段，該第一定子段在該定子的周向方向上具有第一端表面，該第二定子段在該定子的周向方向上具有第二端表面，其中，該第一端表面和第二端表面彼此相鄰布置，以形成該定子。該第一端表面包括在定子的周向方向上突出的第一突起以及處于該第一突起之間的第一凹部，形成第一齒的第一突起沿定子的徑向方向從定子的軛延伸。該第二端表面包括在定子的周向方向上突出的第二突起以及處于該第二突起之間的第二凹部，該第二突起形成沿定子的徑向方向從定子的軛延伸的第二齒。該第一突起與該第二凹部互補地成形，并且該第二突起與該第一凹部互補地成形。換句話說，第二端表面中的一個具有第一端表面的負形狀。該第一突起和第二突起以交錯的方式布置。

在第一方面的實施例中，該第一突起和第二突起在定子的軸向方向上交替地布置。