CN108155738A - 端环结构单元、端环及发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种端环结构单元、端环及发电机。端环结构单元，安装在定子的端部的圆周区域，包括：第一导电组片、第二导电组片和电缆出口部件，第一导电组片的数量为两个，并且两个第一导电组片相对地设置在定子的轴线的两侧，两个第一导电组片分别能够与定子的绕组的两个输出端电连接，第二导电组片至少部分地设置于两个第一导电组片之间的定子的端部的圆周区域，第一导电组片通过第二导电组片与电缆出口部件电连接。本发明实施例的端环结构单元能够减少占用发电机的轴向空间，同时电缆引出方式规整有序，不出现电缆折弯交叉的情况。

Description

端环结构单元、端环及发电机

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种端环结构、端环及发电机。

背景技术

中国海上风电资源丰富，但在海上风电项目推进过程中出现客户海上风电开发海域审批难度增大，而且由于海域面积使用限制的要求，加上小容量机组安装和基础施工成本高、运维费用高等缺点，市场对风力发电机组的功率要求越来越高。由于海上环境的恶劣性，要求机组具有较高的可靠性、安全性，还应具备一定的冗余性设计，以降低运维成本。作为风力发电机组的核心部件—发电机，在以往的设计中，一旦发电机中某一套绕组中的某一部位发生故障，整个电机就停止运行，损失较大。考虑海上环境的恶劣性，电机故障时，有时不能及时赶赴现场进行维修。为了降低电机故障引起的损失，考虑将发电机绕组设计时采用模块化的思想，将电机设计成多套独立的绕组。如其中一套发生故障，剩下的其它绕组仍然可以继续工作，待海上环境允许的情况下，再派运维人员进行故障修复，不至于整台机组停止运行，从而可以减少损失。

如图1所示，发电机定子1电流由绕组2的出线端3经端环输出。图2中端环径向为1排端环，轴向为8层整圆端环，其中两层为中性环1N、2N，6层为相端环1U、1V、1W、2U、2V、2W。整圆端环8通过端环固定座4、垫圈5、螺母6、螺杆7固定在定子支架9上。绕组分2套绕组，第1套绕组与端环1U，1V，1W相连，第2套绕组与端环2U，2V，2W相连。其中一套绕组发生故障，另一套绕组还可以继续运行，实现1/2运行。随着绕组数的增加，端环会占用较多轴向空间，电缆引出方式复杂困难。

发明内容

本发明实施例提供一种端环结构单元，能够减少占用发电机的轴向空间，同时电缆引出方式规整有序，不出现电缆折弯交叉的情况。

一方面，本发明实施例一方面提出了一种端环结构单元，安装在定子的端部的圆周区域，包括：第一导电组片、第二导电组片和电缆出口部件，第一导电组片的数量为两个，并且两个第一导电组片相对地设置在定子的轴线的两侧，两个第一导电组片分别能够与定子的绕组的两个输出端电连接，第二导电组片至少部分地设置于两个第一导电组片之间的定子的端部的圆周区域，第一导电组片通过第二导电组片与电缆出口部件电连接。

根据本发明实施例的一个方面，两个第一导电组片相对于定子的轴线对称设置。

根据本发明实施例的一个方面，第一导电组片、第二导电组片分别呈围绕定子的轴线在周向上布置的弧形，并且分布在两个直径不同的圆周上。

根据本发明实施例的一个方面，两个第一导电组片之间设置有一个第二导电组片时，第二导电组片的一端靠近一个第一导电组片并且电连接，第二导电组片的另一端靠近另一个第一导电组片，第二导电组片的另一端以及另一个第一导电组片分别与电缆出口部件电连接。

根据本发明实施例的一个方面，两个第一导电组片之间设置有两个第二导电组片时，两个第二导电组片之间绝缘设置，两个第一导电组片分别通过一个第二导电组片与电缆出口部件电连接。

根据本发明实施例的一个方面，端环结构单元还包括第一导电连接件，每个第一导电组片包括沿定子的轴向绝缘间隔设置的多层第一导电片，每个第二导电组片包括沿定子的轴向绝缘间隔设置的多层第二导电片，第一导电片的层数与第二导电片层数相等；第一导电组片与第二导电组片之间的电连接，通过第一导电片、第二导电片分别与二者之间的第一导电连接件电连接实现。

根据本发明实施例的一个方面，第一导电连接件是片状结构。

根据本发明实施例的一个方面，电缆出口部件包括第二导电连接件，第二导电连接件包括第一端部和第二端部，第一端部与第一导电片或第二导电片电连接，第二端部朝定子的轴线的方向延伸。

根据本发明实施例的一个方面，电缆出口部件包括第二导电连接件，第二导电连接件包括第一端部和第二端部，第一端部与第二导电片电连接，第二端部朝定子的轴线的方向延伸。

根据本发明实施例的一个方面，第二导电连接件是片状结构。

根据本发明实施例的一个方面，电缆出口部件还包括定位支承架，第二导电连接件的第二端部与定位支承架相接合，以使定位支承架定位支承第二导电连接件。

根据本发明实施例的一个方面，定位支承架包括上压板和下压板，下压板上设置有限位槽，第二导电连接件的第二端部卡接到限位槽，上压板和下压板相接合以压紧第二导电连接件的第二端部。

根据本发明实施例提供的端环结构单元，其包括能够与定子的一套绕组的两个输出端分别电连接的两个第一导电组片，第一导电组片通过第二导电组片再与电缆出口部件电连接。由于定子的绕组的输出端分别与相对地设置在定子的轴线两侧的两个第一导电组片电连接，因此减少了对发电机的轴向空间的占用。第一导电组片通过第二导电组片再与电缆电连接，电缆的引出方式可以得到优化，使得电缆引出方式规整有序，不出现电缆折弯交叉的情况。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种端环，包括至少两个上述端环结构单元，任意两个端环结构单元之间相互绝缘，并且全部端环结构单元的第一导电组片围绕定子的轴线在周向上形成第一侧环；全部端环结构单元的第二导电组片围绕定子的轴线在周向上形成第二侧环。

根据本发明实施例的另一个方面，第一侧环设置在第二侧环内，或者第一侧环设置在第二侧环外，第一侧环的第一导电组片围绕定子的轴线的周向间隔分布。

根据本发明实施例的另一个方面，第一侧环与第二侧环同轴设置或者 等间距设置。

根据本发明实施例的另一个方面，第一侧环和/或第二侧环构造成圆形环，或者，第一侧环和/或第二侧环构造成等边多边形环。

根据本发明实施例的另一个方面，端环还包括：第一中性环，第一侧环安装于第一中性环，并且第一侧环与第一中性环相互绝缘；和/或，第二中性环，第二侧环安装于第二中性环，并且第二侧环与第二中性环相互绝缘。

根据本发明实施例的另一个方面，第一中性环具有与第一侧环相同的形状，第二中性环具有与第二侧环相同的形状。

根据本发明实施例的另一个方面，端环还包括固定支承座，固定支承座能够支承固定第一导电组片和/或第二导电组片。

根据本发明实施例的再一个方面，提供一种发电机，包括上述的端环结构单元或上述的端环。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是现有技术的定子和端环连接状态示意图。

图2是图1中的局部放大图。

图3是本发明实施例的端环整体结构示意图。

图4是图3中A处的局部放大图。

图5是图3中B处局部放大图。

图6是本发明实施例的一种端环结构单元的结构示意图。

图7是图1的端环俯视结构示意图。

图8是本发明实施例的第一导电片和第二导电片电连接状态示意图。

图9是图7的端环的沿D-D剖开后的结构展开示意图。

图10是本发明实施例的第一侧环与第二导电连接件直接电连接状态示意图。

图11是本发明实施例的第二侧环与第二导电连接件直接电连接状态 示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、定子；2、绕组；3、出线端；4、端环固定座；5、垫圈；6、螺母；7、螺杆；8、整圆端环；9、支架；10、端环；11、第一侧环；12、第二侧环；13、第一中性环；14、第二中性环；15、支承固定座；16、端环结构单元；17、第一导电组片；171、第一导电片；18、第二导电组片；181、第二导电片；19、电缆出口部件；191、第二导电连接件；192、电缆；193、定位支承架；193a、上压板；193b、下压板；20、第一导电连接件；99、中心线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。

发电机一般包括定子、转子、绕组和电缆。通常发电机的定子上设置有绕组。定子的端部上安装固定有端环，端环与电缆电连接。绕组的输出端引出线与端环电连接。绕组工作状态下产生的电流汇集到端环上，并通过电缆引出发电机。端环通常会占用发电机的轴向空间。在风力发电机领域，发电机通常是大型发电机组，风力发电机的轴向空间是有限的。

本发明实施例的端环10安装固定在定子的端部上时，能够有效减少轴向占用空间，同时也方便引出电缆192。当风力发电机的定子上安装多个独立工作的绕组时，本发明实施例的端环10节省轴向空间的效果更加明显。

如图3所示，本实施例的端环10包括互相套接的第一侧环11和第二侧环12，第一侧环11可以设置于第二侧环12外，也可以设置于第二侧环12内，方便根据实际需要调整第一侧环11和第二侧环12的相对位置。定子(图中未示出)的绕组(图中未示出)的输出端能够与第一侧环11直接电连接，也能够与第二侧环12通过第一侧环11间接电连接。为了方便 描述，将图3、图7中示出的端环10通过两条互相垂直的中心线99分为区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ、区域Ⅳ，但该区域的划分并不能对本技术方案的保护范围形成限制。本实施例示出的第一侧环11设置于第二侧环12外，远离中心线99交点的为第一侧环11，靠近中心线99交点的为第二侧环12。第一侧环11和第二侧环12沿径向间隔绝缘布置，这里的径向也可以定子的径向为参照。

本实施例的第一侧环11和第二侧环12可以同轴设置。第一侧环11和第二侧环12同轴设置时，一方面便于将圆环形或等边多边形的端环10安装固定到定子的端部，另一方面便于组装第一侧环11和第二侧环12。尤其是，当第一侧环11和第二侧环12构造成圆形环时，同轴设置的第一侧环11和第二侧环12彼此之间容易组装，并且第一侧环11和第二侧环12与定子的周向轮廓大致相同，容易被安装固定在定子的端面上。本实施例的第一侧环11和第二侧环12还可以等间距设置，即第一侧环11和第二侧环12径向间距相等。当第一侧环11和第二侧环12均构造为圆形环或者等边多边形时，第一侧环11和第二侧环12之间等间距设置的方式有利于提高第一侧环11和第二侧环12的装配精度。第一侧环11和第二侧环12套接的方式能够有效缩短端环10的轴向尺寸，降低端环10对轴向空间的占用率。

如图3、图4所示，本实施例的端环10还包括第一中性环13和第二中性环14。第一侧环11与第一中性环13彼此安装固定，并且第一侧环11与第一中性环13间隔设置，以使彼此之间保持绝缘。本实施例中第一中性环13具有与第一侧环11相同的形状，以方便加工制造。第一中性环13也可以是一个完整的环形，从而第一中性环13能够起到定位支承的作用，方便将第一侧环11与第一中性环13进行组装，也方便绕组的引线与第一中性环13电连接。第二侧环12与第二中性环14彼此安装固定，并且第二侧环12与第二中性环14相互绝缘。本实施例中第二中性环14具有与第二侧环12相同的形状，以方便加工制造。第二中性环14也可以是一个完整的环形，从而第二中性环14能够起到定位支承的作用，方便将第二侧环12与第二中性环14进行组装，也方便绕组的引线与第二中性环14电 连接。本实施例的第一中性环13和第二中性环14均由导电材料加工制造，优选地，导电材料为铜。

如图4所示，本实施例的端环10还包括固定支承座15。第一侧环11、第二侧环12、第一中性环13以及第二中性环14均安装固定在固定支承座15上。固定支承座15包括压块以及螺杆。压块用于安装固定第一侧环11、第二侧环12、第一中性环13以及第二中性环14。在将端环10安装固定到定子的端面上时，压块通过螺杆与定子的端面之间进行安装固定。压块为绝缘材料制成。第一侧环11和第一中性环13、第二侧环12和第二中性环14之间均被压块隔开以实现彼此之间的绝缘。

本发明实施例的端环10包括至少两个端环结构单元16(如图6所示)。至少两个端环结构单元16之间相互绝缘，以保证至少两个端环结构单元16之间互不干扰，避免发生短路情况。至少两个端环结构单元16构造成第一侧环11和第二侧环12。

如图6所示，本实施例的端环结构单元16包括两个第一导电组片17、第二导电组片18以及电缆出口部件19。两个第一导电组片17沿定子的周向间隔绝缘设置，两个第一导电组片17之间形成有周向延伸的间隙。两个第一导电组片17相对地设置在定子的轴线的两侧，这里两个第一导电组片17相对地设置在定子的轴线的两侧指的是两个第一导电组片17分别布置在与定子的轴线垂直的垂直线的两侧，优选地，两个第一导电组片17相对于定子的轴线对称设置。两个第一导电组片17分别用于与定子的绕组的两个输出端电连接，以使绕组工作状态下产生的电流汇集到第一导电组片17上。第二导电组片18至少部分地设置于两个第一导电组片17之间的定子的端部的圆周区域。第一导电组片17和第二导电组片18沿定子的轴线径向布置。

在一个实施例中，第一导电组片17、第二导电组片18分别呈围绕定子的轴线在周向上布置的弧形，并且分布在两个直径不同的圆周上。在实际应用中，本实施例的电缆出口部件19会与外部的电缆192电连接。在发电机处于发电状态时，第一侧环11上汇集的电流会最终汇集到电缆出口部件19并通过外部的电缆192输出。电缆出口部件19的位置是根据实际需要进行选定的，例如根据定子绕组的输出端的位置来选定。电缆出口部件19的数量也需要根据定子的绕组数量进行选定。如图6所示的端环结构单元16的一种结构，两个第一导电组片17、两个第二导电组片18以及电缆出口部件19组成端环结构单元16。

本实施例的两个第一导电组片17之间设置有一个或者两个第二导电组片18而与电缆出口部件19电连接。在其他实施例中，也可以根据需要设置三个以上的第二导电组片18。两个第一导电组片17之间设置有一个第二导电组片18时，第二导电组片18的一端靠近一个第一导电组片17并电连接，第二导电组片18的另一端靠近另一个第一导电组片17，第二导电组片18的另一端以及另一个第一导电组片17分别与电缆出口部件19电连接。两个第一导电组片17之间设置有两个第二导电组片18时，两个第二导电组片18之间绝缘设置，两个第一导电组片17分别通过一个第二导电组片18与电缆出口部件19电连接。

本实施例的至少两个端环结构单元16中的第一导电组片17形成圆环形或等边多边形的第一侧环11，至少两个端环结构单元16中的第二导电组片18形成圆环形或等边多边形的第二侧环12。本实施例中，至少两个端环结构单元16中的第一导电组片17围绕定子的轴线在周向上形成第一侧环11，至少两个端环结构单元16中的第二导电组片18围绕定子的轴线在周向上形成第二侧环12。

如图8所示，本实施例的端环结构单元16还包括第一导电连接件20。第一导电组片17的一端通过第一导电连接件20与第二导电组片18靠近第一导电组片17的一端电连接。第一导电组片17的一端与第二导电组片18靠近第一导电组片17的一端存在重叠区域，第一导电连接件20将处于重叠区域的第一导电组片17和第二导电组片18电连接。

基于本领域技术人员对本发明技术方案的理解，端环结构单元16可以单独使用在定子的端部，即两个第一导电组片17分别用于与定子的绕组的两个输出端电连接，以使绕组工作状态下产生的电流汇集到第一导电组片17上，然后电流再经过电缆出口部件19引出发电机。端环结构单元16单独使用时，可以在定子的端部设置第一中性环13和第二中性环14来 配合使用。端环结构单元16原理与上述端环10实施例的工作原理大致相同。

本实施例的多个第一导电组片17围绕定子的轴线周向间隔设置且两个第一导电组片17之间绝缘设置，从而在与定子的轴线相垂直的一个平面内，相对设置的两个独立的第一导电组片17就可以接入一套绕组的两个输出端，缩小了端环10的轴向尺寸，降低了端环10对轴向空间的占用率。第一导电组片17和第二导电组片18沿定子的径向方向布置的方式，第一导电组片17、第二导电组片18分别呈围绕定子的轴线在周向上布置的弧形，并且分布在两个直径不同的圆周上，能够缩小端环10的轴向尺寸，降低了端环10对轴向空间的占用率。

如图4、图9所示，本实施例的第一导电组片17包括至少三层第一导电片171，各层第一导电片171之间绝缘。至少三层第一导电片171与第一中性环13沿定子的轴向绝缘间隔设置。第二导电组片18包括至少三层第二导电片181，各层第二导电片181之间绝缘。至少三层第二导电片181与第二中性环14沿定子的轴向间隔设置。

第一导电片171与第二导电片181在轴向方向上的层数相等。第一导电组片17与第二导电组片18之间的电连接，通过第一导电片171、第二导电片181分别与二者之间的第一导电连接件20电连接实现。

本实施例的电缆出口部件19包括第二导电连接件191。第二导电连接件191包括第一端部和第二端部，第一端部能够与第一导电片171或第二导电片181电连接，第二端部朝定子的轴线的方向延伸。外部电缆与第二导电连接件的191的第二端部直接连接，由于第二端部是朝定子的轴线方向延伸的，因此电缆的端部不需要折弯，而是呈直线状直接与第二端部固定连接，避免电缆的端部弯折交叉。本实施例的第一导电片171、第二导电片181、第一导电连接件20和第二导电连接件191的加工制造材料为导电性能良好的导电金属材料，优选地，加工制造材料为铜或铝。本实施例的第一导电连接件20和第二导电连接件191是片状结构。本实施例的第一导电连接件20和第二导电连接件191为铜片或铝片，但也可以是其他导电性能满足要求的导电金属材料，例如银片、铁片或铜合金片等。

如图5所示，本实施例的电缆出口部件19还包括定位支承架193。定位支承架193用于固定第二导电连接件191的第二端部，保证第二端部的位置稳定，避免第二导电连接件191发生摆动而导致第二导电连接件191的第一端部发生松动而从第一导电片171或者第二导电片181上脱落。本实施例的定位支承架193包括上压板193a和下压板193b。上压板193a和下压板193b通过螺钉紧固接合到一起，从而将第二端部压紧在上压板193a和下压板193b之间。进一步地，下压板193b上设置有与第二端部形状相配合的限位槽(图中未示出)，第二端部卡接到限位槽中并从限位槽中伸出一部分，方便与电缆192电连接。限位槽对第二端部形成限位，防止第二端部摆动，进一步提升第二端部的位置稳定性。当第二导电连接件191设置有多个时，下压板193b上设置有相同数量的限位槽，多个限位槽沿下压板193b的延伸方向并排间隔设置，以将每个第二导电连接件191的第二端部进行固定，使得多个第二端部整齐排列，进而保证与第二端部电连接的电缆192排列整齐有序无交叉。

以下描述一个实施例来进一步理解本发明方案的端环10，但该实施例并不能对本发明的技术方案所保护的范围形成限制。

在一个实施例中，本发明实施例的端环10用于安装固定在三相发电机的定子的端部上。本实施例的三相发电机的定子上设置有各自独立的四套绕组。独立的四套绕组能够各自单独工作，每套绕组能够输出1/4功率，因此发电机可以分别实现1/4、2/4、3/4、4/4功率的运行，当独立的四套绕组中有至少一套绕组可以正常工作，就可以保证发电机继续输出电能，不需要发电机停止运行，降低运行成本，提高发电机利用率。

如图3、图9所示，图3和图9示出了本实施例的端环10的一个实施例的结构。在本实施例中的端环10包括四个端环结构单元16、两个第一中性环13以及两个第二中性环14。每个端环结构单元16的第一导电组片17包括三个第一导电片171，第二导电组片18包括三个第二导电片181，电缆出口部件19包括六个第二导电连接件191。第一侧环11包括八个独立布置的第一导电组片17，如图9所示，每个区域内包括两个第一导电组片17，同一区域的两个第一导电组片17沿定子的轴向堆叠。第二侧环12 包括六个独立布置的第二导电组片18，六个独立布置的第二导电组片18沿定子的轴向布置为两层，每层包括独立布置的三个独立布置的第二导电组片18。

本实施例的三相发电机的绕组分别用U、V、W来进行区分。

如图9所示，本实施例的端环10包括八层。第一侧环11包括六层第一导电片171以及与第一侧环11对应地设置的两层第一中性环13。第二侧环12包括六层第二导电片181以及与第二侧环12对应地设置的两层第二中性环14。

参照图9，第一侧环11的六层第一导电片171各自独立。为了确保发电机可以实现1/4、2/4、3/4、4/4发电量的运行，针对第一侧环11，各个区域包括的两组第一导电组片17分别独立布置。各个区域包括的六层第一导电片171分别与对应相位的绕组引线接头搭接。如图9所示，将本实施例的端环10示意性地分为四个区域：区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ、区域Ⅳ。在绕组连线时把区域Ⅰ的上三层第一导电片171与区域Ⅲ的上三层第一导电片171组成一套独立绕组，把区域Ⅱ的上三层第一导电片171与区域Ⅳ的上三层组成一套独立绕组，区域Ⅰ的下三层第一导电片171与区域Ⅲ的下三层第一导电片171组成一套独立绕组，把区域Ⅱ的下三层第一导电片171与区域Ⅳ的下三层第一导电片171组成一套独立绕组，这样，本实施例的端环10共接入四套独立绕组。本实施例的电缆出口部件19的位置布置在图9中的区域Ⅰ和区域Ⅳ，但也可以根据实际情况选择电缆出口部件19的位置。

为了描述方便，如图9所示，第一侧环11和第一中性环13的展开结构，将区域Ⅰ第一侧环11中六层第一导电片171从上至下命名为11U1、11V1、11W1、12U1、12V1、12W1；把区域Ⅱ第一侧环11中六层第一导电片171从上至下命名为21U1、21V1、21W1、22U1、22V1、22W1；把区域Ⅲ第一侧环11中六层第一导电片171从上至下命名为31U1、31V1、31W1、32U1、32V1、32W1；把区域Ⅳ第一侧环11中六层第一导电片171从上至下命名为41U1、41V1、41W1、42U1、42V1、42W1。11U1-31U1、11V1-31V1、11W1-31W1分别组成第一套绕组的三相U1、V1、W1；21U1-41U1、21V1-41V1、21W1-41W1分别组成第二套绕组的三相U2、V2、W2；12U1-32U1、12V1-32V1、12W1-32W1分别组成第三套绕组的三相U3、V3、W3；22U1-42U1、22V1-42V1、22W1-42W1分别组成第四套绕组的三相U4、V4、W4。每套绕组内相对区域内相对应线圈相位差为180°，保证磁拉力对称，即使发电机处于1/4功率运行也可以满足电机平稳运行。第一侧环11下面的两层为第一中性环13，采用整环组成，从上到下命名为1N、2N。

如图9示出了第二侧环12和第二中性环14的展开结构，第二侧环12包括的六层第二导电片181对应于第一侧环11包括的第一导电片171分别命名。将第一侧环11和第二侧环12名称相同的第一导电片171和第二导电片181通过第一导电连接件20电连接起来，如名称为11U1第一导电片171与名称为11U1的第二导电片181电连接、名称为31U1第一导电片171与名称为31U1的第二导电片181电连接。第二侧环12下面的两层为第二中性环14，采用整环组成，从上到下命名为3N、4N。

第一导电片171和第二导电片181通过第一导电连接件20电连接的连接方式见图8。参照图8，同名且处于同一水平高度的第一导电片171和第二导电片181通过大致一字形的第一导电连接件20电连接的连接方式，同名但不处于同一高度的第一导电片171和第二导电片181通过大致折弯形的第一导电连接件20电连接的连接方式。

第一侧环11包括的第一导电片171通过名称相同的第二侧环12中包括的第二导电片181与电缆出口部件19的第二导电连接件191电连接，然后再与电缆192连接。第一侧环11包括的第一导电片171与名称相同的第二侧环12包括的第二导电片181通过第一导电连接件20连接起来后，可以把发电机定子的绕组发出的电能引至电缆出口部件19的第二导电连接件191附近，然后连接第二导电连接件191的电缆192可以从电机内侧直接引出。图10示出了名称为32U1的第一导电片171与第二导电连接件191以及电缆192的连接方式，其它名称相同的第一导电片171和第二导电片181、第二导电连接件191和电缆192之间采用类似的连接方式电连接。

比较第一侧环11和第二侧环12发现，第一侧环11包括除了与第二侧环12中的第二导电片181相同名称的第一导电片171以外，还包括与第二侧环12中的第二导电片181名称不同的第一导电片171，如名称为12U1、12V1、12W1、41U1、41V1、41W1的第一导电片171。对于第一侧环11包括与第二导电片181名称不同的第一导电片171，由于这些第一导电片171靠近电缆出口部件19，距离较近，不需要通过第二导电片181与电缆出口部件19的第二导电连接件191电连接，而是可以通过第一导电连接件20与电缆出口部件19的第二导电连接件191电连接后直接与电缆192连接，如图11所示，图11示出了名称为12U1的第一导电片171与第二导电连接件191以及电缆192的连接方式，其它名称为12V1、12W1、41U1、41V1、41W1的第一导电片171与第二导电连接件191和电缆192之间采用类似的连接方式电连接。

11U1-31U1、11V1-31V1、11W1-31W1分别组成第一套绕组的三相U1、V1、W1；21U1-41U1、21V1-41V1、21W1-41W1分别组成第二套绕组的三相U2、V2、W2；12U1-32U1、12V1-32V1、12W1-32W1分别组成第三套绕组的三相U3、V3、W3；22U1-42U1、22V1-42V1、22W1-42W1分别组成第四套绕组的三相U4、V4、W4，这四套绕组分别独立工作，四套绕组中只要有至少一套绕组正常工作，发电机就可以继续运行。本实施例的端环10也包括与四套绕组相配合使用的四套独立工作的端环结构单元16，使得发电机能够实现1/4、2/4、3/4、4/4功率运行，提高了发电机的利用率和发电效率，降低了运行和维护成本。

参照图3、图7，可以看出电缆192被直接引出，电缆192布置规整有序无交叉。本实施例的电缆出口部件19允许电缆192的端部沿定子的径向方向与电缆出口部件19电连接，电缆192的端部不会出现弯折而是有序地并排布置，从而布置的电缆192不会过多占用端环10和发电机内侧之间的空间，同时避免发生电缆192交叉而导致局部高温的情况，电缆192之间散热性好，有利于延长电缆192使用寿命。

本实施例的端环10不仅适用于上述的具有四套独立工作绕组的三相发电机，也适用于具有两套独立工作的绕组的三相发电机或者具有多套独 立工作的绕组的三相发电机，或者，也适用于具有两套独立工作的绕组的其他相数发电机或者具有多套独立工作的绕组的其他相数发电机。针对具有两套独立工作的绕组的发电机或者具有多套独立工作的绕组的发电机，端环10中包括的端环结构单元16的个数需要与绕组的套数相对应。本实施例的端环结构单元16可以单独使用，适用于一套独立工作绕组的三相发电机。

本发明实施例的端环10，使得发电机实现了多套绕组独立运行的结构设计，保证发电机可以在多套绕组同时发电或部分绕组独立发电的情况下运行。另外，本发明实施例的端环10通过第二导电连接件191与电缆192电连接，由于第二导电连接件191允许电缆192的端部呈直线状直接与其电连接，从而保证电缆192的规整有序，避免电缆192发生弯折、交叉的情况，解决了电缆192在发电机内部排布不便而必须折弯布置的问题，同时也提升了电缆192的散热效果，延长了电缆192的使用寿命。

本实施例的端环10在满足多套绕组接入的前提下，其轴向尺寸较小，因此包括本实施例的端环10的发电机也可以在不增加自身直径的前提下设置多个独立绕组以实现多功率运行，且内部的电缆192不会出现折弯、交叉的情况，从而提高了发电机的利用率和整体稳定性。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (20)

1.一种端环结构单元(16)，安装在定子的端部的圆周区域，其特征在于，包括：第一导电组片(17)、第二导电组片(18)和电缆出口部件(19)，

所述第一导电组片(17)的数量为两个，并且两个所述第一导电组片(17)相对地设置在所述定子的轴线的两侧，两个所述第一导电组片(17)分别能够与所述定子的绕组的两个输出端电连接，所述第二导电组片(18)至少部分地设置于两个所述第一导电组片(17)之间的所述定子的端部的圆周区域，所述第一导电组片(17)通过所述第二导电组片(18)与所述电缆出口部件(19)电连接。

2.根据权利要求1所述的端环结构单元(16)，其特征在于，两个所述第一导电组片(17)相对于所述定子的轴线对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的端环结构单元(16)，其特征在于，所述第一导电组片(17)、所述第二导电组片(18)分别呈围绕所述定子的轴线在周向上布置的弧形，并且分布在两个直径不同的圆周上。

4.根据权利要求1所述的端环结构单元(16)，其特征在于：

两个所述第一导电组片(17)之间设置有一个所述第二导电组片(18)时，所述第二导电组片(18)的一端靠近一个所述第一导电组片(17)并且电连接，所述第二导电组片(18)的另一端靠近另一个所述第一导电组片(17)，所述第二导电组片(18)的另一端以及另一个所述第一导电组片(17)分别与所述电缆出口部件(19)电连接。

5.根据权利要求1所述的端环结构单元(16)，其特征在于：

两个所述第一导电组片(17)之间设置有两个所述第二导电组片(18)时，两个所述第二导电组片(18)之间绝缘设置，两个所述第一导电组片(17)分别通过一个所述第二导电组片(18)与所述电缆出口部件(19)电连接。

6.根据权利要求4或5所述的端环结构单元(16)，还包括第一导电连接件(20)，每个所述第一导电组片(17)包括沿所述定子的轴向绝缘间隔设置的多层第一导电片(171)，每个所述第二导电组片(18)包括沿所述定子的轴向绝缘间隔设置的多层第二导电片(181)，所述第一导电片(171)与所述第二导电片(181)层数相等；所述第一导电组片(17)与所述第二导电组片(18)之间的电连接，通过所述第一导电片(171)、所述第二导电片(181)分别与二者之间的所述第一导电连接件(20)电连接实现。

7.根据权利要求6所述的端环结构单元(16)，其特征在于，所述第一导电连接件(20)是片状结构。

8.根据权利要求4所述的端环结构单元(16)，其特征在于，所述电缆出口部件(19)包括第二导电连接件(191)，所述第二导电连接件(191)包括第一端部和第二端部，所述第一端部能够与所述第一导电片(171)或所述第二导电片(181)电连接，所述第二端部朝所述定子的轴线的方向延伸。

9.根据权利要求5所述的端环结构单元(16)，其特征在于，所述电缆出口部件(19)包括第二导电连接件(191)，所述第二导电连接件(191)包括第一端部和第二端部，所述第一端部与所述第二导电片(181)电连接，所述第二端部朝所述定子的轴线的方向延伸。

10.根据权利要求8或9所述的端环结构单元(16)，其特征在于，所述第二导电连接件(191)是片状结构。

11.根据权利要求10所述的端环结构单元(16)，其特征在于，所述电缆出口部件(19)还包括定位支承架(193)，所述第二导电连接件(191)的第二端部与所述定位支承架(193)相接合，以使所述定位支承架(193)定位支承所述第二导电连接件(191)。

12.根据权利要求11所述的端环结构单元(16)，其特征在于，所述定位支承架(193)包括上压板(193a)和下压板(193b)，所述下压板(193b)上设置有限位槽，所述第二导电连接件(191)的第二端部卡接到所述限位槽，所述上压板(193a)和所述下压板(193b)相接合以压紧所述第二导电连接件(191)的第二端部。

13.一种端环(10)，其特征在于，包括：至少两个如权利要求1至12任一项所述的端环结构单元(16)，任意两个所述端环结构单元(16)之间相互绝缘，并且全部所述端环结构单元(16)的第一导电组片(17)围绕所述定子的轴线在周向上形成第一侧环(11)；全部所述端环结构单元(16)的第二导电组片(18)围绕所述定子的轴线在周向上形成第二侧环(12)。

14.根据权利要求13所述的端环(10)，其特征在于，所述第一侧环(11)设置在所述第二侧环(12)内，或者所述第一侧环(11)设置在所述第二侧环(12)外，所述第一侧环(11)的第一导电组片(17)围绕所述定子的轴线的周向间隔分布。

15.根据权利要求13所述的端环(10)，其特征在于，所述第一侧环(11)与所述第二侧环(12)同轴设置或者等间距设置。

16.根据权利要求13所述的端环(10)，其特征在于，所述第一侧环(11)和/或所述第二侧环(12)构造成圆形环，或者，所述第一侧环(11)和/或所述第二侧环(12)构造成等边多边形环。

17.根据权利要求13至16任一项所述的端环(10)，其特征在于，还包括：

第一中性环(13)，所述第一侧环(11)安装于所述第一中性环(13)，并且所述第一侧环(11)与所述第一中性环(13)相互绝缘；

和/或，第二中性环(14)，所述第二侧环(12)安装于所述第二中性环(14)，并且所述第二侧环(12)与所述第二中性环(14)相互绝缘。

18.根据权利要求17所述的端环(10)，其特征在于，所述第一中性环(13)具有与所述第一侧环(11)相同的形状，所述第二中性环(14)具有与所述第二侧环(12)相同的形状。

19.根据权利要求13所述的端环(10)，其特征在于，还包括固定支承座(15)，所述固定支承座(15)能够支承固定所述第一导电组片(17)和/或所述第二导电组片(18)。

20.一种发电机，其特征在于，包括：如权利要求1至12任一项所述的端环结构单元(16)或如权利要求13至19任一项所述的端环(10)。