CN102420468B - 用于电机的发电机 - Google Patents

Abstract

一种用于电机的发电机，其具有定子（2）和转子（3），其中，该转子（3）能够围绕中心轴线（4）相对于该定子（2）旋转，该定子（2）由包括多个相邻设置的金属板（6）的定子堆（5）构建而成，该定子（2）包括多个定子绕组（7），上述多个定子绕组（7）至少部分地围绕该金属板（6）卷绕并且相互具有一定距离，由此，利用至少一个隔板（9）在两个或更多相邻设置金属板（6）之间提供至少一个径向管状通道（8），其中该隔板（9）以该径向管状通道（8）沿径向开放的方式布置在该定子绕组（7）之下。

Description

用于电机的发电机

技术领域

本发明涉及一种用于电机的发电机，其具有定子和转子，其中，该转子能够围绕中心轴线相对于该定子旋转，该定子由包括多个相邻设置的金属板的定子堆构建而成，该定子包括多个定子绕组，上述多个定子绕组至少部分地围绕该金属板卷绕且相互具有一定距离，由此，利用至少一个隔板在两个或更多相邻设置的金属板之间提供至少一个径向管状通道。

背景技术

导致不期望的发热的电磁损耗在诸如发电机或类似物的电机的操作过程中呈现出公知的问题。这种加热可导致效率降低或者甚至损害或减少使用寿命，特别是电机的绝缘寿命。

因此，已提出通过以下方式冷却定子堆：将诸如空气之类的气态冷却介质通过定子绕组的端部（即，端部绕组）吹送进定子与转子之间的空气间隙中，并且另外还通过常利用所谓隔板设置的径向管状通道。

隔板通常具有矩形形状，并且设置在两个或更多相邻设置的金属板之间，也就是说，当考虑定子的俯视图时，这些隔板常常布置在两个相继定子绕组的“中间”。由此，隔板在两个或不同组的相邻设置金属板之间提供特定间隙，这是因为它们提供可供气体流动通过以冷却定子绕组和周围定子叠片的自由容积。这样，一方面，隔板使径向管状通道中的气体流增大，而另一方面，由于所提及的隔板的布置阻碍所期望的气体流穿过定子，因而管状通道内的压降增大。通常，这些金属板可包括环状形状，或者在分段定子的情况下包括环形分段形状。

另外，所谓的针尖隔板（pinpoint-spacers）可随机地分布在定子堆或定子叠片之间以承受定子叠片的轴向压力。类似地，微细隔板可进一步增大紊流。

然而，给出的方式可能不总是确保电机的合适或充分冷却，特别是当如前所述已知的隔板布置可能对气态冷却介质的流动产生不利影响时。

发明内容

因此，本发明的目的在于改进发电机的冷却性能。

这是通过上述发电机实现的，其中，隔板布置在该定子绕组之下且其布置方式使得该径向管状通道沿径向开放。

本发明提供了一种发电机，其由于创新性地将隔板布置在定子绕组之下而具有优化的冷却性能。因此，隔板不延伸到至少一个径向管状通道中，这导致气体流、特别是在发电机、尤其是定子内的空气流有所改善，并且进一步使得现有技术中已知的成问题的压降减小。根据本发明，隔板布置在定子绕组的滑流中，也就是说，隔板不阻碍气体流并且因而有助于在给定风扇功率下提供更强的气体流，从而由于径向管状通道基本上是开放的而实现更好的发电机气体冷却能力。气体流可按照无干扰方式流动通过径向管状通道。本发明的发电机优选地但非排他地被用作风力涡轮机的电机。

有利的是，该隔板具有空气动力学形状。以这种方式，通过发电机定子的气体流可获得进一步增强。空气动力学形状可按照所期望的方式控制或导引气体流，从而有助于提高发电机的整体冷却能力。这些隔板的特定表面结构也是有利的，这是因为它们也可支持发电机（特别是定子径向管状通道内）的气态冷却介质的合适传送。

由此，这些隔板的空气动力学形状可通过楔状或锥状形状提供。该形状特别适于控制或导引气体流。不过，不同于楔状或锥状形状的其他隔板形状当然也是可用的。

在本发明的进一步的实施例中，这些隔板由导热材料制成。由此，这些隔板可从其他定子绕组中吸取热量，从而额外地增强发电机冷却能力。当然，用于更好传输热能的可能需要的物质，例如传热膏或类似物，可能是有用的。

优选的是，该导热材料是金属，特别是基于铜的金属。金属常包括良好的导热性，也就是说，具有相对较高的导热系数，并因而有助于隔板的良好传热性质。由此，铜或铜合金是有益的，这是因为其呈现突出的导热能力。应理解的是，具有良好导热性质的其他材料，例如高度石墨填充聚合物，也是可用的。

可想到的是，另外的针尖隔板与该定子堆一起提供。针尖隔板支撑承受从定子堆施加的压力或载荷，也就是说，保持由隔板在定子堆的各金属板之间提供的间隙。换句话说，另外的针尖隔板在原隔板本身不能承受由定子堆施加的载荷时是有用的。另外，针尖隔板导致流动气体的紊流，这有利地影响气体流动而且还可进一步冷却定子。

本发明还涉及一种包括如前所述发电机的风力涡轮机。

附图说明

在下文中参照附图详细描述本发明，其中：

图1示出根据本发明示例性实施例的发电机的原理性正视图；

图2示出根据图1的发电机的原理性剖视图；

图3示出图1中所示定子的原理性俯视图；和

图4示出根据本发明另一示例性实施例的发电机的原理性正视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明示例性实施例的发电机1的原理性正视图。发电机1优选地用作风力涡轮机中的电机，包括定子2和具有多个转子磁体12的转子3。转子3能够围绕中心轴线4相对于定子2旋转。定子2由包括多个相邻设置的金属板6（参见图2、3）（例如由钢制成）的定子堆5（参见图2、3）构建而成。定子绕组7围绕定子堆5的齿状突出部卷绕，也就是说，相应金属板6的径向延伸部分。

进一步地，利用空气动力学性质的隔板9，径向延伸的管状通道8设置在成组的相邻设置的金属板6之间，由此，相应隔板9的空气动力学性质可例如通过隔板9的锥状形状实现。因此，径向延伸的管状通道8通过以下方式构造：在定子堆5之间建立多个间隙，也就是说，使成组的金属板6相互保持一段距离。如图3中可见，定子绕组7以特定间隙相邻设置，也就是说，相邻设置的定子绕组7相互不直接接触，实际上，定子绕组7被布置为相互分开特定的距离。

如图2、3中可见，隔板9（在图3中以点表示）在不阻碍诸如空气之类的气态冷却介质流动通过管状通道8的方式下设置在定子绕组7之下，也就是说，在定子绕组7的滑流中。这样，本发明的隔板9的布置导致发电机1或至少定子2内的气体流增强，从而分别使发电机1或定子2的冷却能力更好。换句话说，本发明中的隔板9的布置避免或至少减少了现有技术中已知的成问题的压降。本发明的隔板9的布置使得在风扇（未示出）的给定风扇功率下由箭头10所指示的气体流更强，并最终使得发电机1的整体空气冷却能力得到提高。

由于隔板9优选地由诸如铜之类的高导热材料制成，因此，隔板9进一步能够利用热传导将多余的热量吸离定子绕组7。此外，隔板9的具体创新布置有助于使定子绕组7的换热表面增大，这是因为隔板9构建了定子绕组7沿径向向内的伸长部，特别地如图1、2中可见。

图4示出了根据本发明另一示例性实施例的发电机1的原理性正视图。与根据图1至3的实施例的基本差别在于，提供与定子堆5一起提供的另外的针尖隔板11。针尖隔板11用于在承受载荷（也就是说，主要是源自定子堆5叠片金属板6的轴向压力）方面支撑隔板9。而且，针尖隔板11增加气体流的紊流。

Claims (5)

1.一种用于电机的发电机（1），具有定子（2）和转子（3），其中，所述转子（3）能够围绕中心轴线（4）相对于所述定子（2）旋转，所述定子（2）由包括多个相邻设置的金属板（6）的定子堆（5）构建而成，所述定子（2）包括多个定子绕组（7），所述多个定子绕组（7）至少部分地围绕所述金属板（6）卷绕且相互具有一定距离，由此，利用至少一个隔板（9）在两个或更多相邻设置的金属板（6）之间提供至少一个径向管状通道（8），其中所述隔板（9）以如下方式布置在所述定子绕组（7）之下，即使得所述径向管状通道（8）沿径向开放，其中，所述隔板具有空气动力学形状，其中所述隔板是圆头锥状形状并且圆头部分朝向所述中心轴线延伸，并且其中，另外的针尖隔板（11）与所述定子堆（5）一起提供。

2.根据权利要求1所述的发电机，其中，所述隔板（9）由导热材料制成。

3.根据权利要求2所述的发电机，其中，所述导热材料是金属。

4.根据权利要求2所述的发电机，其中，所述导热材料是基于铜的金属。

5.一种风力涡轮机，包括：根据前述权利要求之一所述的发电机（1）。