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Abstract

一种发电机，特别是用于风力涡轮机的发电机，包括：定子，其绕组具有齿和槽；转子，具有多个永磁体且可绕所述定子旋转；用于耗散热量的冷却装置；由此所述冷却装置成形为冷却管，其设置在所述槽的下方。

Description

发电机,特别是用于风力涡轮机的发电机
技术领域
本发明涉及一种发电机，特别是用于风力涡轮机的发电机，包括：定子，其绕组具有齿和槽；转子，具有多个永磁体且可绕定子旋转；以及用于耗散热的冷却装置。
背景技术
风力涡轮机被配置转轴，该转轴是在发电机的转子相对于定子的运动过程中产生电能的发电机的一部分。定子包括许多个线圈或绕组，转子包括许多个永磁体，使得在转子转动时感生电压。
在转子旋转的过程中，在定子中产生一定量的热。对于传统的风力涡轮机，已知有不同的冷却装置。已经提出使用空气冷却通风系统、水冷却系统以及热管。在水冷却系统中，在定子的绕组之间使用冷却管，目的是将发电机的齿从定子上去掉。但是，由于将定子线圈的冷却管和绕组相互分离很困难，这种传统的水冷却系统从制造和可维修性角度讲是复杂、昂贵的。而且，发电机的输出力矩由于填充因素因冷却管的降低而降低。可替代地，定子轭中的磁通密度由于饱和而降低。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种具有有效冷却装置的发电机，该冷却装置不会明显影响发电机的性能。
根据本发明，该目的是在上面定义的发电机中由于冷却装置被成形为设置于定子槽的下方的冷却管来实现的。
本发明基于磁通密度不均匀地分布在定子迭片、轭和齿中的思想。结果，已经发现定子在槽的下方的区域可以用于冷却管，以便得到非常有效的发电机。
根据本发明发电机的一个优选实施例，定子槽可以包括容纳冷却管的空腔。当冷却管容纳于空腔中时，定子以及定子线圈的形状和大小基本是不受影响的，使得发电机可以非常有效地工作。
根据本发明，空腔可以具有基本为半圆或矩形或三角形的横截面。所有这些不同的空腔形状适于容纳冷却管。冷却管的外部形状适应空腔的形状。
具体地，优选本发明的发电机的冷却管直接与定子线圈的绕组接触。由于直接接触，所产生的热量可以被有效地带走。
根据本发明的发电机的一个优选实施例，冷却管可以成形为曲折形，包括在定子槽下方的第一部分和与第一部分连接的弯曲的第二部分。当冷却管具有曲折形状时，冷却流体可以通过多个定子槽。第二部分可以径向地，优选垂直于第一部分弯曲。有利的是，弯曲的第二部分是可接近的，以进行维修。
在本发明的发电机中，可以设想冷却管的第二部分被设置在径向管道中。不增加发电机的尺寸，冷却管的第二部分可以被设置在指板附近。
根据本发明，冷却管可以被配置成覆盖定子绕组的一个相或者多个相。根据所需的能量消散量，冷却管可以覆盖定子绕组的一相、两相或所有三相。
以类似方式，本发明发电机的冷却管可以被配置成覆盖一个或更多个定子槽，以便为定子绕组提供一种有效的冷却。举一个例子，可以设想只通过冷却管每隔一个槽进行覆盖。
优选的是，本发明发电机的冷却部是由塑料或金属制成的。具体地，冷却管可以由铜或不锈钢制成。在冷却管由金属制成的情况下，可以在冷却管和定子迭片之间提供绝缘材料。
本发明发电机的冷却管可以包含流体冷却剂，优选是包含水或油的冷却剂。
附图说明
当考虑下文对优选实施例的详细描述时，会更好地理解本发明及其基本原理。
图1是本发明发电机一个实施例的剖视图；
图2是第二实施例的剖视图；
图3是第三实施例的剖视图；
图4是冷却管的透视图；和
图5是图1的发电机定子的轴剖视图。
具体实施方式
图1是用于风力涡轮机的发电机1的剖视图。发电机1包括定子2和转子3。静止的定子2通常被合并到机舱中，机舱位于风力涡轮机的塔架的顶部。转子叶片被固定到转子3，转子3可绕定子2可旋转地运动。永磁体4被排列在转子3内表面的圆周方向上。
定子2包括定子轭5和从定子轭5的外表面延伸的许多个平行的齿6。齿6相互间隔一定距离排列，对定子绕组提供间隙或槽7，定子绕组在图1中未示出。当转子3旋转时，在绕组中产生电能，并伴随产生热量。为了耗散此热量，在槽7的下方提供冷却管8。类似水、油的冷却剂或包含水或油的冷却剂流过冷却管8，有效地带走热量。在图1中所示的实施例中，冷却管8具有半圆形的横截面。
图2示出了定子9的另一实施例，定子9大致具有与图1的定子2相同的结构。但是，与第一实施例不同的是，在定子9的齿6的下方提供具有矩形横截面的冷却管10。
图3示出了定子11的另一实施例，定子11被配置具有三角形横截面的冷却管12。
图4是冷却管的透视图。可以看出，冷却管8包括在安装状态下被置于定子槽下方的第一部分13。冷却管8包括弯曲的第二部分14，它们相对于第一部分13垂直地弯曲。连接部分20用于耦连第一部分13和第二部分14。冷却管8成形为曲流形，使得它通过圆周方向的多个定子槽。此外，冷却管8包括入口15和出口16。在发电机的制造过程中，在掩盖绕组之前，冷却管首先被插入定子的空腔中。冷却管包括第一部分和弯曲的第二部分使得它们更容易被接近，从而简化了可维护性。
图5示出了图1发电机的定子的轴向剖视图。冷却管8的第一部分13直接接触定子叠片，使得发电机的齿可以直接被冷却。冷却管8的弯曲部分14接触定子的两个侧面上提供的指板18。端部绕组19从定子叠片17的两个侧面突出。间隔件21插入定子叠片17和指板18之间。
从图5中可以看出，冷却管8的各部分的连接是可接近的。在图5的实施例中，冷却管8被配置成覆盖所有的三个相和定子的所有槽。在其它实施例中，根据冷却需要、制造的简化及成本，可以只覆盖一个相，或者隔一个极地进行覆盖。

Claims (14)

1.一种发电机，特别是用于风力涡轮机的发电机，包括：
定子（2，9，11），其具有用于绕组的齿（6）和槽；
转子（3），具有多个永磁体（4）且可绕所述定子（2，9，11）旋转；
用于耗散热量的冷却装置；
其特征在于，所述冷却装置成形为冷却管（8，10，12），其设置在所述槽（7）的下方。
2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述定子槽（7）包括容纳所述冷却管（8，10，12）的空腔。
3.根据权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述空腔具有基本为半圆或矩形或三角形的横截面。
4.根据前述权利要求中任一项所述的发电机，其特征在于，所述冷却管（8，10，12）与所述绕组直接接触。
5.根据前述权利要求中任一项所述的发电机，其特征在于，所述冷却管（8，10，12）成形为曲折形，其包括在所述定子槽（7）下方的第一部分（13）和连接到所述第一部分（13）的弯曲的第二部分（14）。
6.根据权利要求4所述的发电机，其特征在于，所述第二部分（14）是径向弯曲的，优选相对于所述第一部分（13）垂直。
7.根据权利要求5或6所述的发电机，其特征在于，所述冷却管（8，10，12）的第二部分（14）被设置在所述定子（2，9，11）的径向管道中。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的发电机，其特征在于，所述冷却管（8，10，12）的所述第二部分（14）设置在指板附近。
9.根据权利要求8所述的发电机，其特征在于，指板（18）和定子叠片（17）之间弯曲的第二部分（14）上方设置有间隔件（21）。
10.根据前述权利要求中任一项所述的发电机，其特征在于，所述冷却管（（8，10，12））被配置成覆盖定子绕组的一个相或多个相。
11.根据前述权利要求中任一项所述的发电机，其特征在于，所述冷却管（8，10，12）被配置成覆盖一个或更多个定子槽（7）或每隔一个槽进行覆盖。
12.根据前述权利要求中任一项所述的发电机，其特征在于，所述冷却管（8，10，12）由塑料或金属制成，特别是由铜或不锈钢制成。
13.根据权利要求12所述的发电机，其特征在于，在所述冷却管（8，10，12）和定子迭片之间提供绝缘材料。
14.根据前述权利要求中任一项所述的发电机，其特征在于，所述冷却管（8，10，12）充有流体冷却剂，优选是含有水或油的冷却剂。
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