[發明專利]用于AC電機定子的集中繞組布局

在審

• 申請號: 202080079901.8
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN114667665A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: P·克里斯蒂安森;A·杜克;R·B·索倫森
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源公司
• 主分類號: H02K3/28
• 分類號: H02K3/28;H02K3/18;H02K7/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李雪娜;呂傳奇

一種AC電機（31），包括：定子（20），其具有沿著圓周方向（X）分布的多個齒（101，102，103，104，105，106，107，108，109，110，111，112）和多個槽（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12）；轉子（30），其相對于定子（20）可相反旋轉；集中繞組布局（100），其包括分別纏繞在多個齒（101，102，103，104，105，106，107，108，109，110，111，112）上并且屬于至少六個相位（A1，A2，B1，B2，C1，C2）的多個線圈（201，202，203，204，205，206，207，208，209，210，211，212），線圈被纏繞成使得當考慮三個相鄰線圈時，中間線圈插入在中間線圈的相同方向上纏繞的一個線圈和中間線圈的相反方向上纏繞的另一個線圈之間，其中所述多個槽（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12）包括第一奇/偶槽集合（1，3，5，7，9，11）和第二偶/奇槽集合（2，4，6，8，10，12），在第一槽集合（1，3，5，7，9，11）中的每個線圈（201，202，203，204，205，206，207，208，209，210，211，212）連接到一個相位（A1，A2，B1，B2，C1，C2）的輸入導體（401，402，403，404，405，406）或中性導體（N1，N2），每個互連（301，302，303，304，305，306）在第二槽集合（2，4，6，8，10，12）的兩個相應槽之間延伸。

技術領域

本發明涉及用于AC電機定子的集中繞組布局。特別但不排他地，本發明可以涉及用于風力渦輪機發電機定子的集中繞組布局。本發明進一步涉及一種包括AC電機定子中的集中繞組布局的用于制造AC電機的制造方法。

背景技術

設計帶有每槽具有兩個或更多個線圈的繞組布局的多相位AC電機，需要特別注意提供有效的電絕緣系統。

首先，機器定子磁繞組應當通過通常注釋為接地壁或主壁絕緣的絕緣部件與定子絕緣。如果機器被設計用于單層（即每槽一個線圈）繞組布局，則那么主壁絕緣就足夠了——假設磁線/線股是匝間絕緣的。如果機器被設計具有每槽兩個（雙層繞組布局）或更多個線圈，則那么可能需要在每個槽內部添加相位分離器，以使每個相位彼此絕緣。相位分離器的尺寸、特別是厚度取決于屬于不同相位的線圈之間的最大電壓差，這些線圈彼此相鄰地容納在相同槽中，并且因此這些線圈需要被相位分離器分離。

上面所描述的問題在具有多于三個相位的多相位AC電機中特別相關。對于較大的機器，諸如離岸風力渦輪機的一些發電機，發電機繞組可以拆分成兩個三相位系統（六相位AC電機），從兩個獨立的電壓轉換器饋電，每個電壓轉換器產生三相位正弦波形。這兩個三相位系統通常可以彼此串聯提供，并且電分離達30°或60°的相位角（任何其它相位角移位都是可能的）。移位轉換器系統之一以產生與兩個轉換器系統之間的角度差呈現了減少轉矩脈動的機會。該方法在組合電機的繞組配置以最小化電壓應力方面也給出了很大的靈活性。

然而，在具有集中繞組布局的已知多相位AC電機中，可以改進在相同槽中容納的各相位之間的電壓差。

發明內容

上面所描述的需求可以通過根據獨立權利要求的主題來滿足。從屬權利要求描述了本發明的有利實施例。

根據本發明的第一方面，提供了一種AC電機，其包括：

定子，其具有從第一個齒到最后一個齒沿著圓周方向分布的多個齒和在圓周方向上與多個齒交替的多個槽；

轉子，其相對于定子圍繞旋轉軸線可旋轉，轉子的旋轉方向與圓周方向相反；

集中繞組布局，其包括分別纏繞在多個齒上并且屬于至少六個相位的多個線圈，所述線圈被纏繞成使得當考慮三個相鄰線圈時，中間線圈被插入在中間線圈的相同方向上纏繞的一個線圈和中間線圈的相反方向上纏繞的另一個線圈之間，

多個槽中的每個槽容納所述多個線圈中的至少兩個線圈，所述至少六個相位中的每個相位包括第一線圈和第二線圈，一個相位的第二線圈相對于相同相位的相應第一線圈在相反方向上纏繞，