CN106655564B - 定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电机定子的定子铁心单元，包括第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组、第一冷却流体通道和第二冷却流体输送管，各个叠片组沿电机的轴向彼此相邻地接合，并且第一中间叠片组和第二中间叠片组设置在第一叠片组和第二叠片组之间；第一中间叠片组和第二中间叠片组分别具有第一切槽和第二切槽并且第一切槽和第二切槽相对应地连通以形成第一冷却流体通道，以使第一冷却流体能够流过第一冷却流体通道；第二冷却流体输送管穿过第一叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组和第二叠片组并且从第二冷却流体输送管中流过的第二冷却流体能够与第一冷却流体产生热交换。本发明还涉及用于电机的定子、电机和风力发电机组。

Description

定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组

技术领域

本发明涉及电机的定子铁心单元、具有该定子铁心单元的定子、具有该定子的电机以及具有该电机的风力发电机组。

背景技术

电机是电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，在现代社会所有行业和部门中有着广泛的应用并在国民经济中占据着极其重要的地位。

电机在运行过程中会产生热量，热量主要来源于电磁损耗的热损耗，主要包括绕组中由于欧姆阻抗产生的焦耳热，即铜损；铁心中的磁滞损耗和涡流损耗等，即铁耗；以及不可避免的杂散损耗。如果电机是永磁电机的话，热损耗还包括磁钢损耗。这些损耗使电机运行时释放出大量的热量，过高的热量不仅会对电机本身及其绝缘结构造成一定的冲击，带来缩短绝缘寿命甚至绝缘失效的危害，还会导致电机的输出功率不断下降。对于永磁电机而言，还会致使永磁体材料产生退磁的风险，一旦发生退磁，将会使永磁体材料性能有明显的下降，从而导致电机性能低于设计预期目标。因此，需要冷却系统和冷却方法对电机运行时产生的大量热量进行冷却。

现有技术提供了一种通过隔离条构建通风道的电机冷却装置。定子铁心将若干个定子叠片堆叠组通过若干隔离条沿轴向等间距隔开的方式构成，使定子铁心中形成多个允许冷却空气通过的径向通风道，达到使定子铁心得到充分冷却的目的。但是，以空气作为初级冷却介质的冷却方式以及包含隔离条的定子铁心结构存在以下明显的缺陷，与液体冷却介质相比，空气的对流换热系数较低；包含隔离条的定子铁心结构使永磁体无法得到充分利用，并且增加了铜的使用量。

现有技术还提供了一种针对定子铁心的水冷却装置。这种水冷却装置在定子铁心轭部中/上安装蛇形蜿蜒的冷却管，水冷却介质在冷却管中流动以实现对定子铁心的冷却。这种水冷却装置省去了隔离条，并且用对流换热系数较高的水冷介质代替了空气。但是，由于冷却管安装位置的限制，使得定子铁心的主要发热体，即绕组中的热量到冷却管间的热传递路径较长(热阻较大)，导致对端部绕组的冷却效果较差。

因此，需要一种能够克服上述缺陷中的至少一个缺陷的定子铁心单元、具有该定子铁心单元的定子、具有该定子的电机以及具有该电机的风力发电机组。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种换热效率高的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。本发明的另一个目的是提供一种结构简单、紧凑的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。本发明的另一个目的是提供一种能够节省材料和成本的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。

本发明的一个方面提供了一种用于电机的定子的定子铁心单元，包括第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组、第一冷却流体通道和第二冷却流体输送管，其中：第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组和第二中间叠片组沿电机的轴向彼此相邻地接合，并且第一中间叠片组和第二中间叠片组设置在第一叠片组和第二叠片组之间；第一中间叠片组具有第一切槽，第一切槽在第一中间叠片组的径向外表面敞开；第二中间叠片组具有第二切槽，第二切槽在第二中间叠片组的径向内表面敞开并且与第一切槽相对应地连通以形成第一冷却流体通道，以使第一冷却流体能够流过第一冷却流体通道；并且第二冷却流体输送管穿过第一叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组和第二叠片组并且从第二冷却流体输送管中流过的第二冷却流体能够与第一冷却流体产生热交换。

根据本发明的实施例，第二冷却流体输送管穿过在第一冷却流体通道中。

根据本发明的实施例，第二冷却流体输送管的外壁与第一冷却流体通道的内壁之间存在间隙。

根据本发明的实施例，第一切槽和第二切槽均为多个，以形成相应的多个第一冷却流体通道。

根据本发明的实施例，第一冷却流体通道沿定子铁心单元的径向延伸。

根据本发明的实施例，第一叠片组和/或第二叠片组分别包括叠压设置的多个第一叠片和/或多个第二叠片。

根据本发明的实施例，第一中间叠片组包括多个第一中间叠片，多个第一中间叠片中的每一个包括第一切口，多个第一中间叠片叠压以形成第一中间叠片组并且每一个第一中间叠片的第一切口彼此对齐以形成第一切槽。

根据本发明的实施例，第二中间叠片组包括多个第二中间叠片，多个第二中间叠片中的每一个包括第二切口，多个第二中间叠片叠压以形成第二中间叠片组并且每一个第二中间叠片的第二切口彼此对齐以形成第二切槽。

根据本发明的实施例，第二冷却流体输送管的外壁上设置有散热结构件，散热结构件包括散热翅片，散热翅片容纳在第一冷却流体通道中。

根据本发明的实施例，散热翅片为棱柱结构。

根据本发明的实施例，散热翅片向第一冷却流体通道的开口方向延伸。

根据本发明的实施例，散热结构件还包括内套筒，内套筒固定在第二冷却流体输送管的外壁上并与第二冷却流体输送管的外壁形成热接触，散热翅片设置在内套筒上。

根据本发明的实施例，散热结构件还包括外套筒，内套筒通过支撑件固定在外套筒的内部以使内套筒和外套筒之间具有空隙，并且外套筒与第一冷却流体通道的内壁形成热接触。

根据本发明的实施例，第二冷却流体输送管与第一叠片组和第二叠片组之间紧密配合。

根据本发明的实施例，第一叠片组和第二叠片组中的至少一者上设置有通孔，第二冷却流体输送管从通孔穿过。

本发明的另一方面提供了一种用于电机的定子，包括：如上所述的定子铁心单元，多个定子铁心单元沿电机的轴向叠置并紧固在一起以形成定子铁心，并且定子铁心具有齿部和轭部；绕组，绕组缠绕在定子铁心的齿部上。

根据本发明的实施例，第一冷却流体通道形成在定子铁心的齿部和轭部中。

根据本发明的实施例，定子还包括夹紧部件，夹紧部件与第二冷却流体输送管从定子铁心的轴向端部伸出的部位接合，以轴向压紧定子铁心。

本发明的另一方面提供了一种电机，包括：转子；和如上所述的定子。

根据本发明的实施例，电机为风力发电机。

本发明的另一方面提供了一种风力发电机组，包括：如上所述的风力发电机和叶轮，叶轮与风力发电机连接并驱动风力发电机的转子转动。

综上，本发明的定子铁心单元、定子、电机和风力发电机组摆脱了传统地通过隔离条将定子叠片堆叠组沿轴向等距隔开以构建内部径向通风道的定子铁心结构，使得整个定子铁心的轴向尺寸更加紧凑，减小了永磁体及铜的用量，降低了成本。本发明的定子铁心单元、定子和电机中的冷却循环回路提高了冷却效率，能够对定子铁心进行无死角的充分冷却。本发明的定子铁心单元、定子和电机的冷却循环回路中的第二冷却流体冷却循环回路对第一冷却流体冷却循环回路进行冷却，使得整个定子铁心单元具备了较高的内聚性。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明。其中：

图1是根据本发明的示例性实施例的定子的一部分的示意图；

图2是根据本发明的示例性实施例的定子铁心单元的示意图；

图3是根据本发明的示例性实施例的第一叠片组和第二叠片组的结构示意图；

图4是根据本发明的示例性实施例的第一中间叠片组的结构示意图；

图5是根据本发明的示例性实施例的第二中间叠片组的结构示意图；

图6是根据本发明的示例性实施例的定子铁心单元的装配爆炸图；

图7是根据本发明的示例性实施例的散热结构件的局部示意图；

图8是根据本发明的示例性实施例的定子缺少散热结构件时的局部剖开示意图；

图9是根据本发明的示例性实施例的定子铁心单元的部分冷却回路示意图。

在附图中：

1-定子 2-周向 3-定子铁心

4-齿槽 5-绕组 6-第二冷却流体输送管

7-散热结构件 8-轴向 9-定子铁心单元

10-径向 11a-第一叠片组 11b-第二叠片组

12-第一中间叠片组 13-第二中间叠片组 14-第一冷却流体通道

15-轭部 16-变半径轴向通道 17a-第一叠片

17b-第二叠片 18-齿部 19-轭部

20-圆孔 21-轭部 22a、22b-通孔

23-第一中间叠片 24-齿部 25-轭部

26-第一切口 27-矩形部分 28-弧形部分

29-第一切槽 30-第二中间叠片 31-齿部

32-轭部 33-第二切口 34-第二切槽

35-矩形部分 36-弧形部分 37-间隙

38-内套筒 39-棱柱式散热翅片 40-棱柱式散热翅片

41-外套筒 42-支撑件 43-空隙

44-空气冷却循环回路 45-水冷却循环回路 46-端部绕组

具体实施方式

下文将参照附图描述本发明的实施例，在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。应当理解，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。

图1显示了用于电机，特别是风力发电机的定子1的示意图。为描述方便，在附图中，周向2为电机的旋转方向，轴向8为电机的旋转轴线方向，相应的径向10为垂直于旋转轴线的方向。在图1中，定子1包含定子铁心3、绕组5、第二冷却流体输送管6和散热结构件7。绕组5围绕定子铁心3的齿部缠绕并布置在齿槽4内。需要说明的是，图1所示的绕组5采用的是集中绕组形式，但是，本发明的绕组形式不限于此。第二冷却流体输送管6沿轴向8穿过定子铁心3的轭部以引导第二冷却流体从中流过。在本实施例中，第二冷却流体是水。在其他实施例中，第二冷却流体也可以是其他液体。散热结构件7设置在第二冷却流体输送管6上并延伸穿过第一冷却流体通道(未显示)，第一冷却流体通道沿定子铁心3的径向设置在定子铁心3的内部。定子铁心3为模块化部件，可以由多个形状相同的扇形部件沿周向2依次连接而成。例如，定子铁心3可以包括十二个扇形部件，每个扇形部件的圆心角为30°，十二个扇形部件沿周向2围绕成360°以形成完整的定子铁心3。但是，扇形部件的数量不限于此。扇形部件的形状也可以不相同。进一步地，每个扇形部件由沿轴向8叠置的九个定子铁心单元9构成，但是，定子铁心单元9的数量不限于此。为简明起见，图1只清楚显示了一个(图1中最左边的)定子铁心单元9的结构，其余定子铁心单元9的结构在图1中未显示。

图2进一步显示了定子铁心单元9的结构示意图。定子铁心单元9包括第一叠片组11a、第二叠片组11b、第一中间叠片组12和第二中间叠片组13。第一叠片组11a、第二叠片组11b、第一中间叠片组12和第二中间叠片组13沿电机的轴向8彼此相邻地接合，第一叠片组11a和第二叠片组11b结构相同，并且将第一中间叠片组12和第二中间叠片组13夹紧在两者之间。在图2中，第二中间叠片组13夹紧在最右侧的第二叠片组11b与第一中间叠片组12之间。应当理解，第一中间叠片组12和第二中间叠片组13之间并无顺序要求，只要沿轴向8夹紧在第一叠片组11a和第二叠片组11b之间即可。如图2所示，定子铁心单元9可以通过设置在第一中间叠片组12和第二中间叠片组13上的切槽形成沿径向10完全贯穿其本身的第一冷却流体通道14，在定子铁心单元9的轭部15中具有沿轴向8延伸的两端小、中间大的变半径轴向通道16，并且定子铁心单元9的第一冷却流体通道14与变半径轴向通道16相互连通。第二冷却流体输送管6(未显示)沿着变半径轴向通道16穿过第一冷却流体通道14，使得流过第一冷却流体通道14的第一冷却流体(本实施例中为空气)与流过第二冷却流体输送管6的第二冷却流体(本实施例中为水)进行热交换。

图3进一步显示了第一叠片组11a的结构示意图。第一叠片组11a由多个第一叠片17a沿轴向方向8叠压而成，但第一叠片组11a并不局限于图3所示第一叠片17a的叠压数量。第一叠片17a包括齿部18和轭部19，轭部19上具有沿轴向8延伸的圆孔20，多个第一叠片17a沿轴向方向8叠压后形成第一叠片组11a，第一叠片组11a的轭部21具有由多个圆孔20对准后形成的沿轴向8延伸的通孔22a。第二冷却流体输送管6从通孔22a穿过。优选地，通孔22a的尺寸与第二冷却流体输送管6的尺寸大致相同以将第二冷却流体输送管6固定在通孔22a中。例如，在第二冷却流体输送管6为圆管时，通孔22a为圆孔并且直径与第二冷却流体输送管6的直径相同。可选地，在第一叠片17a的轭部19上形成有多个圆孔20，从而使第一叠片组11a的轭部21具有多个通孔22a，以供相应数量的第二冷却流体输送管6从中穿过。第二叠片组11b的结构与第一叠片组11a的结构相同，即第二叠片组11b以与第一叠片组11a相同的方式由多个第二叠片17b叠压形成，并且设置有通孔22b。因此，对第二叠片组11b的结构不再进行描述。

图4进一步显示了第一中间叠片组12的结构示意图。第一中间叠片组12由多个第一中间叠片23沿轴向8叠压而成，但是，第一中间叠片组12并不局限于图4所示的第一中间叠片23的叠压数量。第一中间叠片23包括与第一叠片17a相同的齿部24和轭部25。第一中间叠片23在齿部24上具有第一切口26。可选地，在外定子铁心的情况下，第一切口26也可以形成在轭部上。第一切口26沿径向10延伸并且在第一中间叠片23的径向外表面敞开。多个第一中间叠片23沿轴向8叠压后形成第一中间叠片组12，多个第一中间叠片23的第一切口26彼此对准以形成第一切槽29。第一切槽29形成如图2所示的第一冷却流体通道14的一部分。可选地，第一中间叠片23上可以具有多个第一切口26，当多个第一中间叠片23叠压在一起时形成多个第一切槽29，进而形成多个第一冷却流体通道14的一部分。第二冷却流体输送管6沿变半径轴向通道16穿过第一切槽29，即第一冷却流体通道14。优选地，第二冷却流体输送管6的外壁与第一切槽29的内壁之间留有间隙，以供第一冷却流体围绕第二冷却流体输送管6流动。在图4中，第一切口26包括两部分，分别为贯穿第一中间叠片23的齿部24并沿径向10延伸至轭部25的矩形部分27和位于第一中间叠片23的轭部25的弧形部分28。第一切口26的弧形部分28与第一叠片17a的轭部19的圆孔20同心，用于容纳第二冷却流体输送管6。优选地，弧形部分28的径向尺寸比圆孔20更大，从而在第二冷却流体输送管6穿过弧形部分28时，在弧形部分28与第二冷却流体输送管6之间具有环形间隙。其中，第一中间叠片组12的第一切槽29的弧形部分28的弧长与半径之比可以根据实际需要进行调整，不局限于图4中所示形式。进一步地，除了弧形外，弧形部分28也可以具有其它形状。

图5进一步显示了第二中间叠片组13的结构示意图。第二中间叠片组13由多个第二中间叠片30沿轴向8叠压而成，但是，第二中间叠片组13并不局限于图5所示的第二中间叠片30的叠压数量。第二中间叠片30包括与第一叠片17a相同的齿部31和轭部32。第二中间叠片30在轭部32上具有第二切口33。可选地，在外定子铁心的情况下，第二切口33也可以形成在齿部上。第二切口33沿径向10延伸并且在第二中间叠片30的径向内表面敞开。多个第二中间叠片30沿轴向8叠压后形成第二中间叠片组13，多个第二中间叠片30的第二切口33彼此对准以形成第二切槽34。第二切槽34与第一切槽29沿径向10具有重合区域，使第二切槽34与第一切槽29连通以共同形成如图2所示的第一冷却流体通道14。优选地，第二切槽34与第一切槽29沿径向10对齐。可选地，第二中间叠片30上可以具有多个第二切口33，当多个第二中间叠片30叠压在一起时形成多个第二切槽34，与形成在第一中间叠片组12上的多个第一切槽29相对应，以共同形成多个第一冷却流体通道14。第二冷却流体输送管6沿变半径轴向通道16穿过第二切槽34，即第一冷却流体通道14。优选地，第二冷却流体输送管6的外壁与第二切槽34的内壁之间留有间隙，以供第一冷却流体围绕第二冷却流体输送管6流动。在图5中，第二切口33包括两部分，分别为沿径向10在第二中间叠片30的轭部32上延伸的矩形部分35和与矩形部分35的末端连接的弧形部分36。第二切口33的弧形部分36与第一叠片17a的轭部19的圆孔20同心，用于容纳第二冷却流体输送管6。优选地，弧形部分36的半径尺寸比圆孔20更大，可以与第一切口26的弧形部分28的尺寸大致相同，从而在第二冷却流体输送管6穿过弧形部分36时，在弧形部分36与第二冷却流体输送管6之间具有环形间隙。其中，第二中间叠片组13的第二切槽34的弧形部分36的弧长与半径之比可以根据实际需要进行调整，不局限于图5中所示形式。进一步地，除了弧形外，弧形部分36也可以具有其它形状。

图6是定子铁心单元9、第二冷却流体输送管6和散热结构件7的装配爆炸图。第二冷却流体输送管6插入定子铁心单元9的变半径轴向通道16内，其中第二冷却流体输送管6的外径尺寸与第一叠片组11a的轭部19的轴向圆孔20的径向尺寸相同，使第二冷却流体输送管6与位于定子铁心单元9的两端的第一叠片组11a、第二叠片组11b之间形成良好的热接触和机械固定。第二冷却流体输送管6的外径尺寸小于第一中间叠片组12的第一切槽29的弧形部分28以及第二中间叠片组13的第二切槽34的弧形部分36的径向尺寸，使第二冷却流体输送管6的外表面与第一切槽29的弧形部分28和第二切槽34的弧形部分36(共同构成定子铁心单元9的变半径轴向通道16的大直径部分)之间具有间隙37，使得冷却空气可以围绕第二冷却流体输送管6的外表面在间隙37中流动。散热结构件7套装在第二冷却流体输送管6的管壁上并且容纳在第一中间叠片组12的第一切槽29和第二中间叠片组13的第二切槽34中。结合图7，散热结构件7通过内套筒38套设在第二冷却流体输送管6的外壁上，实现与第二冷却流体输送管6的机械固定及热连接，内套筒38的轴向长度为第一中间叠片组12和第二中间叠片组13的轴向长度之和。内套筒38对应于第一中间叠片组12的第一切槽29的部分上设置有棱柱式散热翅片39，棱柱式散热翅片39沿着第一切槽29的径向开口方向延伸。内套筒38对应于第二中间叠片组13的第二切槽34的部分上设置有棱柱式散热翅片40，棱柱式散热翅片40沿着第二切槽34的径向开口方向延伸。其中，棱柱式散热翅片39、40的数量可以是一个，也可以是多个。棱柱式散热翅片39、40的形状也不限于棱柱形，而是包括任何其他形状，例如片状。在内套筒38的外侧固定连接有外套筒41，外套筒41可以由两个内外径尺寸相同的弧形板件拼接而成并且通过支撑件42连接固定在内套筒38上。内套筒38与外套筒40同心布置并且轴向长度一致，两者之间借助于支撑件42形成一定的空隙，如环形空隙43。优选地，外套筒41的外径尺寸与第一中间叠片组12的第一切槽29的弧形部分28以及第二中间叠片组13的第二切槽34的弧形部分36的径向尺寸一致，使得外套筒41分别与第一切槽29的弧形部分28和第二切槽34的弧形部分36形成接触，使散热结构件7为第二冷却流体输送管6和第一中间叠片组12以及第二中间叠片组13之间建立起热桥接，从而提高了热交换效率。另外，散热结构件7的外套筒41还可以对定子铁心单元9中的第一中间叠片组12和第二中间叠片组13起到限位作用，确保定子铁心单元9的轭部15的变半径轴向通道16中的径向尺寸不同的部分始终与第二冷却流体输送管6同心对齐。可选地，当多个定子铁心单元9沿轴向8叠置在一起时，在第二冷却流体输送管6从定子铁心单元9的轴向端部伸出的部位设置夹紧部件(未显示)，夹紧部件与第二冷却流体输送管6的外表面接合并且轴向压紧多个定子铁心单元9。例如，夹紧部件包括固定件和紧固件，固定件(未显示)设置在第二冷却流体输送管6从由多个定子铁心单元9叠置在一起构成的定子铁心3的一个轴向端面伸出并紧贴该端面的部位上，紧固件(未显示)设置在第二冷却流体输送管6从定子铁心3的另一个轴向端面伸出并紧贴该端面的部位上，从而借助于第二冷却流体输送管6即可实现对定子铁心3沿轴向8的压紧和定位。

图7是散热结构件7的局部示意图。外套筒41同心地套设在内套筒38的外部并且具有在分别对应于第一切槽29和第二切槽34的位置处具有矩形切口。棱柱形散热翅片39、40分别从两个矩形切口伸出。外套筒41的其他部分的内表面通过支撑件42固定连接在内套筒38的外表面上。支撑件42可以是圆柱形部件或者其他形状的部件，通过焊接、一体成型等手段连接到内套筒38的外表面和外套筒41的内表面上。支撑件42可以有多个，均匀布置在内套筒38和外套筒41之间的空隙内，使冷却空气可以在空隙内流动，与第二冷却流体输送管6内流动的第二冷却流体进行换热。棱柱形散热翅片39、40可以为多个，均匀布置在从两个矩形切口露出的内套筒38的外表面上。棱柱形散热翅片39、40的外形可以为椭圆形，也可以是矩形、圆形等。另外，棱柱形散热翅片39、40的长度可以延伸达到相应的第一切槽29和第二切槽34的径向长度，也可以短于相应切槽的长度。

图8是根据本发明的示例性实施例的定子1缺少散热结构件时的局部剖开示意图，示意性地显示了冷却循环回路。整个冷却循环回路包含两条冷却循环回路：一条为电机腔体内部封闭循环的第一冷却流体冷却循环回路，如实线箭头44所示；另一条为在第二冷却流体输送管6内循环流动的第二冷却流体冷却循环回路，如虚线箭头45所示。在本实施例中，第一冷却流体为空气，第二冷却流体为水。具体地如图8所示，空气冷却循环回路44中的冷却气流经由安装在电机内部的驱动装置(未显示)驱动，流动掠过端部绕组46后进入构成定子铁心3的定子铁心单元9中的第一冷却流体通道14内，再经过绕流通过散热结构件(未显示)后从第一冷却流体通道14排出。在绕流通过第一冷却流体通道14内的散热结构件时，冷却气流将从定子1中吸收的废热利用散热结构件传递给第二冷却流体输送管6内的水，最终由第一冷却流体通道14排出的经冷却的冷却气流在驱动装置的驱动下再次流动至端部绕组46处，并如此反复循环。水冷却循环回路45中的水由与第二冷却流体输送管6的一端连接的电机外部管路(未显示)流入第二冷却流体输送管6中，并沿轴向8流至第二冷却流体输送管6的另一端，最终由与第二冷却流体输送管6的另一端连接的电机外部管路排出。水在流经第二冷却流体输送管6的过程中既可以借助第二冷却流体输送管6与定子1的热接触，或第二冷却流体输送管6通过散热结构件与定子1之间建立的热桥接来对定子1进行冷却，又可以借助散热结构件增大与空气冷却循环回路44中的冷却气流的接触面积，进而更多地吸收冷却气流中的废热，使冷却气流得到充分冷却后进入下一次的循环中。因此，两条冷却循环回路44、45发挥各自的优势，共同对定子1进行充分且有效的冷却。另外，水冷却循环回路45又可以对空气冷却循环回路44中的冷却空气进行冷却，从而为两条冷却循环回路44、45建立了紧密联系，使得两个冷却循环回路具有较高的内聚性。

图9进一步显示了流经散热结构件7的部分冷却回路的示意图。当空气冷却循环回路44中的冷却气流在驱动装置驱动下进入定子铁心3的第一冷却流体通道14(如图8所示)内后，将分三个阶段从散热结构件7流过，最后排出第一冷却流体通道14。在第一阶段，冷却气流绕流经过棱柱式散热翅片39，将从定子1中吸收的废热通过与棱柱式散热翅片39间的对流换热传递给第二冷却流体输送管6内的水；在第二阶段，冷却气流进入散热结构件7中内套筒38和外套筒41之间的空隙43，此时冷却气流与第二冷却流体输送管6内的水的流动方向相反，并同样与水之间伴随着逆流换热；在第三阶段，冷却气流绕流经过棱柱式散热翅片40，并继续保持与棱柱式散热翅片40间的对流换热，从而将冷却气流中的残余热量传递给第二冷却流体输送管6内的水。应当理解，空气冷却循环回路44中的冷却空气以及水冷却循环回路45中的水的循环方向可以沿与上述方向不同的方向流动。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。

Claims (18)

1.一种用于电机的定子的定子铁心单元(9)，包括第一叠片组(11a)、第二叠片组(11b)、第一中间叠片组(12)、第二中间叠片组(13)、第一冷却流体通道(14)和第二冷却流体输送管(6)，其中：

所述第一叠片组(11a)、所述第二叠片组(11b)、所述第一中间叠片组(12)和所述第二中间叠片组(13)沿所述电机的轴向(8)彼此相邻地接合，并且所述第一中间叠片组(12)和所述第二中间叠片组(13)设置在所述第一叠片组(11a)和所述第二叠片组(11b)之间；

所述第一中间叠片组(12)具有第一切槽(29)，所述第一切槽(29)在所述第一中间叠片组(12)的径向外表面敞开；

所述第二中间叠片组(13)具有第二切槽(34)，所述第二切槽(34)在所述第二中间叠片组(13)的径向内表面敞开并且与所述第一切槽(29)相对应地连通以形成所述第一冷却流体通道(14)，以使第一冷却流体能够流过所述第一冷却流体通道(14)；并且

所述第二冷却流体输送管(6)穿过所述第一叠片组(11a)、所述第一中间叠片组(12)、所述第二中间叠片组(13)、所述第一冷却流体通道(14)和所述第二叠片组(11b)并且从所述第二冷却流体输送管(6)中流过的第二冷却流体能够与所述第一冷却流体产生热交换，所述第二冷却流体输送管(6)的外壁与所述第一冷却流体通道(14)的内壁之间存在间隙(37)，所述第二冷却流体输送管(6)与所述第一叠片组(11a)和所述第二叠片组(11b)紧密配合。

2.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一切槽(29)和所述第二切槽(34)均为多个，以形成相应的多个所述第一冷却流体通道(14)。

3.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一冷却流体通道(14)沿着所述定子铁心单元(9)的径向(10)延伸。

4.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一叠片组(11a)和/或所述第二叠片组(11b)分别包括叠压设置的多个第一叠片(17a)和/或多个第二叠片(17b)。

5.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一中间叠片组(12)包括多个第一中间叠片(23)，所述多个第一中间叠片(23)中的每一个包括第一切口(26)，所述多个第一中间叠片(23)叠压以形成所述第一中间叠片组(12)并且所述每一个第一中间叠片(23)的第一切口(26)彼此对齐以形成所述第一切槽(29)。

6.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第二中间叠片组(13)包括多个第二中间叠片(30)，所述多个第二中间叠片(30)中的每一个包括第二切口(33)，所述多个第二中间叠片(30)叠压以形成所述第二中间叠片组(13)并且所述每一个第二中间叠片(30)的第二切口(33)彼此对齐以形成所述第二切槽(34)。

7.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第二冷却流体输送管(6)的外壁上设置有散热结构件(7)，所述散热结构件(7)包括散热翅片(39,40)，所述散热翅片(39,40)容纳在所述第一冷却流体通道(14)中。

8.根据权利要求7所述的定子铁心单元(9)，其中，所述散热翅片(39,40)为棱柱结构。

9.根据权利要求7所述的定子铁心单元(9)，其中，所述散热翅片(39,40)向所述第一冷却流体通道(14)的开口方向延伸。

10.根据权利要求7所述的定子铁心单元(9)，其中，所述散热结构件(7)还包括内套筒(38)，所述内套筒(38)固定在所述第二冷却流体输送管(6)的外壁上并与所述第二冷却流体输送管(6)的外壁形成热接触，所述散热翅片(39,40)设置在所述内套筒(38)上。

11.根据权利要求10所述的定子铁心单元(9)，其中，所述散热结构件(7)还包括外套筒(41)，所述内套筒(38)通过支撑件(42)固定在所述外套筒(41)的内部以使所述内套筒(38)和所述外套筒(41)之间具有空隙(43)，并且所述外套筒(41)与所述第一冷却流体通道(14)的内壁形成热接触。

12.如权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一叠片组(11a)和所述第二叠片组(11b)中的至少一者上设置有通孔(22a，22b)，所述第二冷却流体输送管(6)从所述通孔(22a，22b)穿过。

13.一种用于电机的定子(1)，包括：

多个如权利要求1-12中任意一项所述的定子铁心单元(9)，所述多个定子铁心单元(9)沿所述电机的轴向(8)叠置并紧固在一起以形成定子铁心(3)，并且所述定子铁心(3)具有齿部和轭部；和

绕组(5)，所述绕组(5)缠绕在所述定子铁心(3)的齿部上。

14.如权利要求13所述的定子(1)，其中，所述第一冷却流体通道(14)形成在所述定子铁心(3)的齿部和轭部中。

15.如权利要求13所述的定子(1)，其中，还包括夹紧部件，所述夹紧部件与所述第二冷却流体输送管(6)从所述定子铁心(3)的轴向端部伸出的部位接合，以轴向压紧所述定子铁心(3)。

16.一种电机，包括：

转子；和

如权利要求13-15中任意一项所述的定子(1)。

17.根据权利要求16所述的电机，其中，所述电机为风力发电机。

18.一种风力发电机组，包括：

如权利要求17所述的风力发电机；

叶轮，所述叶轮与所述风力发电机连接并驱动所述风力发电机的转子转动。