CN109075625A - 风能设备的发电机的线圈和绕组结构以及定子和用于制造定子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于无传动装置的风能设备(100)的发电机(310)的定子(132)的成型线圈。成型线圈(10)包括电导体(26),其中电导体(26)具有多个匝以及第一端部(19)和第二端部(23)。第一端部(19)具有用于与连接元件(30)连接的第一连接件(18)和第二端部(23)具有用于与另一连接元件(30)连接的第二连接件(22),并且电导体(26)包括铝或基本上由铝构成。此外,本发明涉及一种用于将成型线圈(10)的连接件(18,22)与另一成型线圈(10)的连接件(18,22)连接的连接元件(30)。本发明还涉及一种用于定子(132)的绕组结构以及一种定子(132)和一种用于制造定子(132)的方法。

Description

风能设备的发电机的线圈和绕组结构以及定子和用于制造定 子的方法
技术领域
本发明涉及一种无传动装置的风能设备的发电机的定子的成型线圈。此外,本发明涉及一种风能设备的发电机的定子的绕组结构以及一种定子。此外,本发明涉及一种用于制造定子的方法。
背景技术
已知无传动装置的风能设备的发电机的定子,所述定子具有多个条带,所述条带分别具有多个绕组。所述绕组借助绝缘线、例如由铜产生。对此,条带的金属线绕制到定子的定子基本体的槽中,使得条带由连续件的金属线制造。定子基本体也称作为定子环。定子的绕制是非常耗费的,并且必须手工进行,以便——尤其在弯曲部位中——已经在绕制期间监控金属线的完整性以及还有金属线的绝缘性。
此外,已知成型线圈,所述成型线圈对应于传导材料,所述传导材料预成型为多个绕组,并且在插入到槽中之前被预制。已知的成型线圈具有远远伸出定子基本体的端子,借助所述端子,各个成型线圈通过钎焊或熔焊彼此连接,使得得到整个绕组结构的期望的电互连。远远伸出的端子是必要的,因为由于在熔焊或钎焊时高的热生成,端子必须与槽远远地间隔开,使得成型线圈在槽的区域中不过热,这可能引起定子的、即尤其对定子基本体的绝缘部的损坏。这种已知的定子因此具有相对于绕制的定子的特别高的轴向深度,所述轴向深度在随后的运行中没有带来其他优点而使操作困难。
发明内容
因此,本发明基于如下目的,克服现有技术的所述问题中的至少一个。尤其地,要提出如下解决方案,所述解决方案与借助连贯的条带绕制定子的方法相比是不那么耗费的,所述解决方案但是同时不要求定子的过高的轴向深度,如其在现有技术中已知的那样。至少,要对迄今已知的解决方案提出一个替选的解决方案。
德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到如下现有技术:US 2013/0200743 A1,US 2014/0265673 A1,DE 600 07 474 T2,WO 2014/087389 A1,US 2014/0070638 A1,EP 2 621 062 A1和US 2012/0263602 A1。
根据本发明,提出一种用于无传动装置的风能设备的发电机的定子的成型线圈。成型线圈包括电导体。电导体绕制成多匝,并且具有第一端部以及第二端部。第一端部具有第一连接件,并且第二端部具有第二连接件。第一和第二连接件分别设计成,以便与不同的连接元件连接。此外,电导体包括铝或基本上由铝构成。
成型线圈在本文中理解成预制的、即预绕制的线圈,所述线圈具有预先限定的形状。
基于本发明,不需要用连贯的条带耗费地绕制定子,而是能够预制成型线圈。在此情况下,虽然存在成型线圈仍能够避免沿轴向方向的过大的深度,因为成型线圈根据本发明由铝形成,并从而成型线圈的连接件与连接元件的熔焊或钎焊能够距定子基本体的间距明显更小地进行,因为由于在熔焊或钎焊铝时需要的较小的加热,损坏的风险相对于已知的铜绕组降低。
借此,因此能够实现如下定子,所述定子具有明显更小的轴向深度,并且所述定子能够通过简单地插入成型线圈来制造。
优选地,发电机构成为环形发电机。因此,电枢和定子的磁性有源区域、即尤其定子和电枢的叠片组在围绕气隙的环形区域中设置,所述气隙将转子和定子分隔开。在此,发电机在半径至少为平均气隙半径的50%的内部区域中不具有磁性作用区域。
环形发电机也能够通过如下方式限定:磁性有源部分或——换言之——磁性有源区域的径向厚度、即从磁极转子的内边缘直至定子的外边缘或从定子的内边缘直至电枢的外边缘的径向厚度在外电枢的情况下小于气隙半径,其中尤其发电机的磁性有源区域的径向厚度小于气隙半径的30%,尤其小于25%。此外或替选地,环形发电机能够通过如下方式限定:发电机的深度、即轴向伸展小于气隙半径,其中深度小于气隙半径的30%,尤其小于25%。此外或替选地,环形发电机多极地构成并且因此具有至少48个、96个、尤其至少192个转子磁极。
根据另一实施方式,连接件分别对应于电导体的基本上直的部段。连接件中的至少一个连接件关于线圈纵轴线或线圈纵轴线的平行线弯折。替选地或附加地,另一连接件平行于成型线圈的线圈纵轴线定向并从而不弯折。
因此,两个端子关于线圈纵轴线或线圈纵轴线的平行线以彼此不同的角度设置。根据一个优选的实施方式,所述角度处于45度至90度的范围中,尤其优选处于60度至80度的范围中。
成型线圈根据一个实施方式具有两个基本上平行的纵向延伸的支腿,其中每个支腿具有至少80cm、至少100cm或至少120cm的长度。所述支腿形成成型线圈的一部分,所述成型线圈随后能够完全插入到定子基本体的槽中。在成型线圈的第一侧上,支腿彼此连接,其中在第二侧上设置有连接件。在定子的每个槽中,随后设有不同成型线圈的两个支腿,使得成型线圈的连接件根据在定子基本体中的槽中的布置非常紧密地贴近彼此。通过将连接件中的至少一个连接件相对于其他连接件弯折,然而该连接件与连接元件的电连接是可能的,因为所述连接件是可良好触及的。同时,抵抗两个接触的端子短路的危险。
根据另一实施方式,导体具有多个子层,尤其2个子层。子层设计成,通过连接件与连接元件连接而同时彼此连接。在此,子层根据一个特别优选的实施方式分别由铝扁棒、铝带或铝扁线形成。
特别优选地,铝扁棒、铝带或铝扁线具有0.5cm至1.0cm的高度和1.0cm至3.0cm的宽度。
因此,优选地,为了制造成型线圈,将由铝扁棒、铝带或铝扁线形成的子层借助其较宽侧叠置地堆叠。在堆叠之后,将堆叠的子层弯曲成成型线圈的期望的形状,使得多个匝、例如两个、三个、四个或五个匝分别由多个子层产生。
通过形成多个子层可能的是,将成型线圈更简单地弯曲,即将电导体置于期望的形状,所述子层随后通过连接件的连接也同时彼此连接。为了具有期望的电学特性,电导体的期望的大的横截面因此能够通过形成子层来实现,而不必提供差地可弯曲的一件式的电导体。
概括地,具有单一子层的电导体相对而言必须为具有两个子层的导体双倍厚,以便实现与具有两个子层相同的电学特性。因此,使用相对扁平的扁平线对于制造成型线圈呈多个子层的形状与制造具有多个匝的电导体相比是有利的,因为所述扁平线可相对更容易地弯曲。具有多个匝的成型线圈因此可特别简单地制造。
根据另一实施方式,成型线圈具有如下形状,在所述形状下,外部匝、优选即位于外部的匝的外侧至少在外部匝的区域中距几何重心的外部间距大于40cm、50cm或60cm。几何重心因此首先由线圈确定,并且确定从所述几何重心至外部匝、即尤其是其靠外侧的间距。在外部匝的区域中,所述外部匝距几何重心具有如下间距,所述间距也能够称作为外部间距,所述外部间距因此大于40cm、50cm或60cm。
根据所述实施方式,电导体的端部中的至少一个端部距外部匝的上述区域中的至少一个点具有如下距离,所述距离小于20cm或特别优选地小于10cm或小于5cm。成型线圈因此仅具有非常少地伸出匝的区域的端部,以与连接元件连接,使得能够实现非常扁平的定子,即具有小的深度的定子。
根据另一实施方式,成型线圈具有至少三个不同形状中的一个形状。三个不同形状在此选择成,使得根据第一形状的成型线圈的电导体的端部中至少一个端部距根据第一形状的几何重心具有间距,所述间距不同于根据第二形状的成型线圈的端部中的至少一个端部距根据第二形状的成型线圈的几何重心的间距。
例如,因此根据第一形状的成型线圈的第一端部距根据第一形状的几何重心具有间距,所述间距不同于根据第二形状的成型线圈的第一端部距根据第二形状的成型线圈的几何重心的间距。
附加地或替选地,根据第一形状的成型线圈的电导体的第二端部距根据第一形状的几何重心具有间距,所述间距不同于根据第二形状的成型线圈的第二端部距根据第二形状的成型线圈的几何重心的间距。
根据该实施方式,根据第三形状的成型线圈的端部中的至少一个端部距根据第三形状的成型线圈的几何重心的间距不同于根据第一和第二形状的成型线圈的端部的相应的间距。因此,根据第三形状的成型线圈的第一端部距根据第三形状的成型线圈的几何重心的间距不同于根据第一形状的成型线圈的第一端部距根据第一形状的成型线圈的几何重心的间距和根据第二形状的成型线圈的电导体的第一端部距根据第二形状的成型线圈的几何重心的间距。所述内容类似地适用于第二端部。
由此,在将成型线圈随后插入到定子基本体的槽中时,成型线圈的连接以简单的方式是可能的,因为相邻的第一端部和从而第一连接件以及还有第二端部和从而还有第二连接件具有不同高度,并从而以简单的方式对于借助于连接件建立电连接是可触及的。
根据另一实施方式,成型线圈的导体或导体的每个子层是绝缘的,其中所述绝缘部优选借助于漆和/或粉末覆层形成。特别优选地,在连接件的区域中,然而不施加绝缘部或者将其移除。成型线圈的绝缘部因此在制造成型线圈之前已经通过将绝缘层、例如绝缘漆简单地施加到导体上在未成型的状态中是可能的,使得能够简单地制造可靠的绝缘部。
即使在插入成型线圈之前在定子基本体的槽中设有槽绝缘部,成型线圈的电导体的绝缘部也用作为相对于定子基本体的附加的绝缘部,所述定子基本体优选叠片地构成和从而同样是导电的。因此能够放弃为了绝缘对成型线圈的完整缠绕,所述缠绕也称作为绝缘绕制,并且通常在将成型线圈插入到槽中之前进行。由此,改进成型线圈的散热,因为绝缘绕制阻碍在运行中的散热。
此外,本发明涉及一种用于将根据上述实施方式之一的一个成型线圈的连接件与根据上述实施方式之一的另一成型线圈的连接件连接的连接元件。连接元件对应于U形的铝板。优选地,连接元件由厚度至少为5mm的铝板通过冲制或通过激光切割制造。连接元件还在其U形形状的端部上分别包括切口,所述切口优选是矩形的,用于引入成型线圈中的一个成型线圈的连接件。
由于连接元件,成型线圈的连接件能够以简单的方式和方法连接。对此,基本上对应于电导体或电导体的多个子层的连接件通过连接元件的切口引入,并且与连接元件的切口周围的区域熔焊或钎焊,其中在此特别有利地WIG熔焊方法是适合的。
通过连接元件的U形形状,能够特别节约空间地设置多个连接元件。
此外,本发明包括一种用于风能设备的发电机的定子的绕组结构。绕组结构包括多个根据上述实施方式之一的成型线圈和多个根据上述实施方式的连接元件,分别用于电连接两个成型线圈的两个联接件。
根据另一实施方式,多个成型线圈通过连接元件串联连接,即彼此连接,并从而形成绕组结构的条带。在此,成型线圈彼此连接成,使得绕组结构具有六个在定子的环周上依次重复和并排设置的条带,其中尤其第一和第二条带与第一相相关联,第三和第四条带与第二相相关联,并且第五和第六条带与第三相相关联。因此,即设有六个条带,所述条带分别对应于借助于连接元件串联连接的成型线圈。
根据另一实施方式,绕组结构划分成多个、尤其两个、四个、六个或八个并联连接的部段或区段。每个区段优选包含六个相,其中区段的相同的相在绕组结构中并联连接或相连。由此,降低与区段数量相关地最大的感生到条带中的电压。
根据另一实施方式,连接元件以及成型线圈具有基本上相同的热膨胀系数。由此确保,虽然在绕组结构运行时产生热量,连接在钎焊或熔焊时并且在冷却之后不因应力又裂开。
根据另一实施方式,由十二个并排的第一连接件构成的组与六个连接元件连接成,使得在两个连接的第一连接件之间存在五个第一连接件。距绕组结构的中心间距或高度不同地,沿环周方向设置有三个并排的重叠的连接元件。此外,沿环周方向并排设置的第一、第二和第三连接元件相对于沿环周方向并排设置的第四、第五和第六连接元件以180度转动地设置。
根据另一实施方式,第二连接件也类似地彼此连接。
此外,本发明包括一种风能设备的发电机的定子。定子包括定子基本体,所述定子基本体也称作为定子环,并且优选由叠片的铁制造。定子基本体分别具有相邻的槽,所述槽相互间具有基本上相同的间距。此外,定子包括多个根据上述实施方式之一的成型线圈,所述成型线圈插入到槽中。此外,定子包括多个根据上述实施方式之一的连接元件,借助所述连接元件,两个成型线圈的各两个连接件通过熔焊或钎焊连接。定子优选地根据之前提到的实施方式的绕组结构构造。
此外,本发明包括一种用于制造定子、尤其根据上述实施方式的定子的方法。根据方法,成型线圈、尤其根据上述实施方式之一的成型线圈插入到定子基本体的槽中,并且将成型线圈的连接件分别引入到连接元件的切口中。在此,成型线圈以及连接元件由铝形成或者基本上由铝构成。
优选地,将连接件在用于连接的切口的区域中加热成,使得铝液化并且在冷却之后产生连接元件与连接件的连接。
根据一个实施方式,将相邻的成型线圈相继插入到定子基本体的槽中,其中将预定数量的首先要插入的线圈仅部分地插入到槽中,或者甚至仅定位在槽之前的区域中,并且将所述预定数量才完全连同预定数量的最后要插入的成型线圈一起插入到相应的槽中。
如已经在上文中阐述的那样,将两个不同的成型线圈的支腿插入到槽中。由此——沿定子的环周方向观察——在同一成型线圈的两个支腿之间插入多个其他线圈的支腿。因此,那么成型线圈在插入到定子中的状态中相交。
通过所述相交,通常将首先插入到定子槽中的成型线圈为了引入最后要引入的成型线圈而再次部分地从槽弯曲离开。通过根据本发明的制造方法,所述弯曲离开现在不再需要,使得成型线圈的绝缘部不损坏或者成型线圈不弯曲。
根据方法的另一实施方式,将整个定子完全浸没到树脂池或液态树脂中并且再次从树脂中移开,以便能够将附着在定子上的树脂硬化。由此,实现还未绝缘的全部导电部件的绝缘。此外,因此整个构造关于其稳定性提高。
附图说明
本发明的其他实施方式从根据附图详细阐述的实施例中得出。在附图中示出:
图1示出风能设备,
图2示出发电机的示意侧视图,
图3示出成型线圈的视图,
图4示出从中央观察定子的视图,
图5示出连接元件,
图6示出定子的构造的示例性的局部,以及
图7示出定子的构造的另一示例性的局部。
具体实施方式
图1示出根据本发明的风能设备的示意图。风能设备100具有塔102和在塔102上的吊舱104。在吊舱104上设有具有三个转子叶片108和整流罩110的空气动力学的转子106。空气动力学的转子106在风能设备运行时通过风置于转动运动,和从而也转动发电机的转子或电枢,所述发电机直接地或间接地与空气动力学的转子106耦联。发电机设置在吊舱104中并且产生电能。转子叶片108的桨距角通过相应的转子叶片108的转子叶片根部108b上的桨距马达来改变。
图2示意地以侧视图示出发电机130。所述发电机具有定子132和相对于其可转动地支承的空气动力学的转子134并且借助其定子132经由轴颈136固定在机器承载件138上。定子132具有定子承载件140和定子叠片铁芯142,所述定子叠片铁芯形成发电机130的定子磁极,并且经由定子环144固定在定子承载件140上。
空气运动学的转子134具有转子极靴146,所述转子极靴形成转子磁极并且经由转子承载件148和支承件150在轴颈136上可围绕转动轴线152转动地支承。定子叠片铁芯142和转子极靴146仅分隔开窄的气隙154,所述气隙是几毫米厚的,尤其小于6mm,但是具有若干米的直径,尤其大于4m。
定子叠片铁芯142和转子极靴146分别形成环并且共同地也是环形的,使得发电机130是环形发电机。常规地,发电机130的电动转子134连同空气动力学的转子的转子榖156一起转动,标明了转子的转子叶片158的凸肩。
图3示出成型线圈10的一个实施例的视图。成型线圈10具有两个支腿12a、12b。支腿12a、12b基本上彼此平行地伸展,并且具有大于80cm的长度。两个支腿12a、12b在第一侧14上以及在第二侧16上彼此连接。支腿12a、12b以及第一侧14和第二侧16形成具有几何重心17的形状。
成型线圈10的第二侧16在第一端部19上具有第一连接件18以及在第二端部23上具有第二连接件22。关于线圈纵轴线24或关于线圈纵轴线24的平行线,第二连接件22是弯折的并且第一连接件18是未弯折的。
成型线圈10包括导体26和连接件18和22,所述连接件由铝制成。导体26由扁平线的两个子层构成,所述子层形成为四个绕组。两个连接件18、22随后用于连接扁平线的两个子层,所述子层也称作为铝扁平线。
成型线圈10因此借助所述两个子层和四个绕组形成,使得在支腿12a、12b的区域中和在第一侧14的区域中叠置地设置有或堆叠有铜扁平线的八个子层。
此外形状选择成,使得至少在外部绕组的区域21中距几何重心17的外部间距20为大于50cm。此外,从该区域21中的点25距端部19的间距27为小于10cm。
由于引出的连接件18、22,在第二侧16的区域中还叠置地设置有六个子层。铝扁平线通过涂漆绝缘。然而在导体26的连接件18、22的区域中,绝缘部是移除的,以便随后能够将连接件18、22通过熔焊或钎焊彼此连接,而不在连接区域中留下绝缘部的残余。
图4示出从定子132的中央观察成型线圈10的侧视图,所述成型线圈分别已经插入到定子基本体29的槽28中。此外可见的是,在该视图中可见的第一连接件18设置在不同的平面中。
成型线圈10的连接通过连接元件30建立。这种连接元件30在图5中示出。连接元件30也能够称作为连接接片。连接元件30分别包括扁棒32,所述扁棒在其端部34a、34b上分别具有切口36。扁棒32具有U形形状,使得每隔五个第一连接件18和每隔五个第二连接件22能够通过这种连接元件30彼此连接,而连接元件30不与其他连接件18、22接触,所述连接件不应彼此连接。因此,连接元件30不绝缘。
与第二连接件22连接的连接元件30具有切口36,所述切口比与第一连接件18连接的连接元件30的切口36更远地彼此间隔开。原因在于:——从定子132的中央开始——第二连接件20与第一连接件18相比位于更大的半径处。
图6示出定子132的构造的示例性的局部,在所述定子的槽28中插入成型线圈10。成型线圈10借助于连接元件30首先仅可松开地彼此连接。对此,成型线圈10的第一连接件18引导穿过连接元件30的切口36。
此外可见的是,相邻的成型线圈10具有不同长伸出的第一连接件18。由此,形成连接件18的高度的锯齿状的伸展。
图7基本上示出与图6相同的视图。在此,然而现在连接元件30与连接件18通过熔焊连接。熔焊点30仍还清楚可见。

Claims (16)

1.一种用于无传动装置的风能设备(100)的发电机(130)的定子(132)的成型线圈,所述成型线圈包括:
电导体(26),其中所述电导体(26)具有多个匝以及第一端部(19)和第二端部(23),其中在所述第一端部(19)上设置有与连接元件(30)连接的第一连接件(18),并且在所述第二端部(23)上设置有用于与另一连接元件(30)连接的第二连接件(22),并且其中所述电导体(26)包括铝或者基本上由铝构成。
2.根据权利要求1所述的成型线圈,
其中所述发电机(130)是环形发电机,优选具有至少4m或4.3m的气隙直径。
3.根据权利要求1或2所述的成型线圈,
其中所述连接件(18,22)分别对应于所述电导体(26)的基本上直的部段,其中所述成型线圈(10)的所述连接件(18,22)中的至少一个连接件关于线圈纵轴线(24)或所述线圈纵轴线(24)的平行线弯折,和/或另一连接件(18,22)平行于所述线圈纵轴线(24)定向。
4.根据上述权利要求中任一项所述的成型线圈,
其中所述成型线圈(10)具有至少一个形状,在所述形状的情况下,外部匝至少在所述外部匝的区域(21)中距几何重心(17)的外部间距(20)具有大于40cm、50cm或60cm,并且所述电导体(26)的所述端部(19,23)中的至少一个端部距所述区域(21)中的至少一点(25)小于20cm、优选小于10cm或小于5cm。
5.根据上述权利要求中任一项所述的成型线圈,
其中所述导体(26)具有多个子层、尤其两个子层,并且所述子层设计成,通过所述连接件(18,22)与连接元件(30)的连接而彼此连接,并且其中所述子层优选分别由铝扁棒、铝带或铝扁线形成。
6.根据上述权利要求中任一项所述的成型线圈,
其中所述成型线圈(10)具有至少三个不同形状中的一个形状,其中根据第一形状的所述成型线圈(10)的所述电导体(26)的所述端部(19,23)中的至少一个端部距根据所述第一形状的几何重心(17)具有间距,所述间距不同于根据第二形状的成型线圈(10)的所述端部(19,23)中的至少一个端部距根据所述第二形状的成型线圈(10)的几何重心(17)的间距,并且其中根据第三形状的成型线圈(10)的所述端部(19,23)中的至少一个端部距根据所述第三形状的成型线圈(10)的几何重心(17)的间距不同于根据所述第一形状和所述第二形状的成型线圈(10)的所述端部(19,23)的相应的间距。
7.根据上述权利要求中任一项所述的成型线圈,
其中所述成型线圈(10)的所述电导体(26)和所述导体(26)的每个子层具有绝缘部,尤其借助于漆和/或粉末覆层的绝缘部,其中优选在所述连接件(18,22)的区域中不施加任何绝缘部或者所述绝缘部被移除。
8.一种用于将根据权利要求1至7中任一项所述的成型线圈(10)的连接件(18,22)与根据权利要求1至7中任一项所述的另一成型件(10)的连接件(18,22)连接的连接元件,其中所述连接元件(30)对应于厚度至少为5mm的U形铝板,所述U形铝板优选由厚度至少为5mm的铝板冲制或者通过激光切割切出,其中所述连接元件(30)在其U形形状的端部(34a,34b)上分别具有用于引入所述成型线圈(10)中的一个成型线圈的连接件(18,22)的切口(36)。
9.一种用于风能设备(100)的发电机(130)的定子(132)的绕组结构,所述绕组结构包括:
-多个根据权利要求1至7中任一项所述的成型线圈(10),和
-多个分别用于将两个成型线圈(10)的两个连接件(18,22)电连接的连接元件(30)。
10.根据权利要求9所述的绕组结构,其中所述成型线圈(10)彼此连接成,使得所述绕组结构具有六个沿所述定子(132)的环周依次重复地并排设置的条带,其中尤其第一条带和第二条带与第一相相关联,第三条带和第四条带与第二相相关联,并且第五条带和第六条带与第三相相关联。
11.根据权利要求9或10所述的绕组结构,其中所述绕组结构分成多个、尤其两个、四个、六个或八个区段,并且每个区段的相同的条带和/或相彼此并联连接。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的绕组结构,其中所述连接元件(30)以及所述成型线圈(10)具有基本上相同的热膨胀系数。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的绕组结构,其中由十二个并排的第一连接件(18)构成的组与六个连接元件(30)连接,使得在两个连接的第一连接件(18)之间存在五个第一连接件(18),并且沿环周方向相对于所述绕组结构的中心以不同的高度或间距设置有三个并排的、重叠的连接元件(30),并且并排沿环周方向设置的第一连接元件、第二连接元件和第三连接元件(30)相对于第四连接元件、第五连接元件和第六连接元件(30)转动180度地设置,所述第四连接元件、第五连接元件和第六连接元件沿环周方向并排设置。
14.一种风能设备(100)的发电机(130)的定子,所述定子包括:
定子基本体(29),尤其定子环(144),所述定子基本体具有多个环绕的槽(28),其中分别相邻的槽(28)相互间具有基本上相同的间距,
多个根据权利要求1至7中任一项所述的成型线圈(10),所述成型线圈插入到所述槽(28)中,和
多个根据权利要求8所述的连接元件(30),两个成型线圈(10)的各两个连接件(18,22)与所述连接元件通过钎焊或熔焊连接,所述连接元件尤其互连成根据权利要求9至13中任一项所述的绕组结构。
15.一种用于制造定子(132)、尤其根据权利要求14所述的定子(132)的方法,其中成型线圈(10)、优选根据权利要求1至7中任一项所述的成型线圈(10)插入到定子基本体(29)的所述槽(28)中,并且将所述成型线圈(10)的连接件(18,22)分别引入到连接元件(30)的切口(36)中,并且将所述连接件(18,22)在所述切口(36)的区域中分别加热成,使得铝液化并且在冷却之后产生所述连接元件(30)与相应的连接件(18,22)的连接。
16.根据权利要求15所述的方法,其中将前后相邻的成型线圈(10)插入到所述定子基本体(29)的所述槽(28)中,其中将预定数量的要首先插入的所述成型线圈(10)仅部分地插入到所述槽(28)中,或者定位在所述槽(28)之前,并且才完全地与预定数量的最后要插入的成型线圈(10)一起插入到相应的所述槽(28)中。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109494909A (zh) * 2018-12-27 2019-03-19 宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司 定子组件及具有其的外转子电机
CN111355316A (zh) * 2020-04-09 2020-06-30 合肥巨一动力系统有限公司 一种扁线电机定子及扁线电机

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017129134A1 (de) * 2017-12-07 2019-06-13 Aumann AG Verfahren zum Herstellen einer Anordnung für eine Steckspule einer elektrischen Maschine und Anordnung
DE102018107485A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-02 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Verbinden zweier Leiter aus unterschiedlichen Materialien, sowie Verbinder und System damit
EP3893362A1 (de) * 2020-04-07 2021-10-13 Wobben Properties GmbH Formspule für ein windenergieanlagengenerator sowie deren herstellung und windenergieanlage damit
CN112865379A (zh) * 2021-01-19 2021-05-28 丁正民 空心杯电机及其电枢绕组以及电枢绕组单元和其制作方法
WO2022237947A1 (en) * 2021-05-12 2022-11-17 Vestas Wind Systems A/S Preformed coil for an electric machine having a perforated insulating body and method of making same

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1167968B (de) * 1961-04-26 1964-04-16 Siemens Ag Isolierbolzen fuer elektrische Maschinen und Geraete
JPS6450638U (zh) * 1987-09-19 1989-03-29
EP1039616A2 (en) * 1999-03-19 2000-09-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Motor stator structure
CN1079177C (zh) * 1994-06-23 2002-02-13 魁北克水电公司 用于多相电机定子框架的导线单元
US20050189833A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Unique Product & Design Co., Ltd. Stator winding structure of a motor or a generator
CN101789651A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 西门子公司 具有用于横向分段连接的特殊端部线圈的分段制造
CN101836346A (zh) * 2007-09-27 2010-09-15 丰田自动车株式会社 定子结构
CN201708661U (zh) * 2010-07-07 2011-01-12 泰豪科技股份有限公司 一种电机定子下线旋转工装
CN103166341A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 麦太保有限公司 用于电动机的定子以及制造用于电动机的定子的方法
US20130200743A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 Honda Motor Co,. Ltd. Stator for rotary electric machine
CN103493344A (zh) * 2011-03-24 2014-01-01 格灵威能源公司 用于三相横轴通量多盘电机的线圈组件
JP2014090567A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Mitsubishi Electric Corp 回転電機のステータ
CN104334873A (zh) * 2012-05-22 2015-02-04 乌本产权有限公司 无传动装置的风能设备的发电机
WO2016023816A1 (de) * 2014-08-14 2016-02-18 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum herstellen einer formspule für ein statorblechpaket
CN105393437A (zh) * 2013-08-07 2016-03-09 东芝产业机器系统株式会社 旋转电机的定子绕组、旋转电机的定子、旋转电机的定子的制造方法、以及用于旋转电机的定子的制造的夹具

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10329641A1 (de) 2003-07-01 2005-02-03 Compact Dynamics Gmbh Wanderfeldmaschine
US7936099B2 (en) 2005-07-28 2011-05-03 Thyssenkrupp Presta Ag Electric motor stator
CA2694137C (en) 2007-08-03 2016-01-19 Alstom Technology Ltd Electric machine, particularly asynchronous three-phase hydrogenerator
JP5237048B2 (ja) 2008-02-13 2013-07-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機、および固定子巻線
JP2010130709A (ja) 2008-11-25 2010-06-10 Furukawa Electric Co Ltd:The アルミ線材接続体
DE102009008981A1 (de) 2009-02-11 2010-08-12 Keiper Gmbh & Co. Kg Statorwicklung
DE102009008405A1 (de) 2009-02-11 2010-08-19 Keiper Gmbh & Co. Kg Stellantrieb
DK2512007T3 (da) * 2011-04-15 2019-09-09 Siemens Gamesa Renewable Energy As Adgangsmidler til en elektrisk maskine
GB2490901A (en) 2011-05-17 2012-11-21 Yitshak Rak A coil arrangement for a multi-phase electrical machine
JP2012257366A (ja) 2011-06-08 2012-12-27 Toyota Motor Corp 回転電機ステータ及びその製造方法
EP2621062A1 (en) * 2012-01-26 2013-07-31 Siemens Aktiengesellschaft Connecting device
JP5631345B2 (ja) 2012-02-28 2014-11-26 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 コイルの製造方法
DE102012208547A1 (de) 2012-05-22 2013-11-28 Wobben Properties Gmbh Synchrongenerator einer getriebelosen Windenergieanlage
NO335128B1 (no) * 2012-12-03 2014-09-22 Greenway Energy As Spolesammenstilling for trefaset transversal aksial fluks multidisk maskin
US9698645B2 (en) * 2013-03-14 2017-07-04 Regal Beloit America, Inc. Electric machine and associated method

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1167968B (de) * 1961-04-26 1964-04-16 Siemens Ag Isolierbolzen fuer elektrische Maschinen und Geraete
JPS6450638U (zh) * 1987-09-19 1989-03-29
CN1079177C (zh) * 1994-06-23 2002-02-13 魁北克水电公司 用于多相电机定子框架的导线单元
EP1039616A2 (en) * 1999-03-19 2000-09-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Motor stator structure
US20050189833A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Unique Product & Design Co., Ltd. Stator winding structure of a motor or a generator
CN101836346A (zh) * 2007-09-27 2010-09-15 丰田自动车株式会社 定子结构
CN101789651A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 西门子公司 具有用于横向分段连接的特殊端部线圈的分段制造
CN201708661U (zh) * 2010-07-07 2011-01-12 泰豪科技股份有限公司 一种电机定子下线旋转工装
CN103493344A (zh) * 2011-03-24 2014-01-01 格灵威能源公司 用于三相横轴通量多盘电机的线圈组件
CN103166341A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 麦太保有限公司 用于电动机的定子以及制造用于电动机的定子的方法
US20130200743A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 Honda Motor Co,. Ltd. Stator for rotary electric machine
CN104334873A (zh) * 2012-05-22 2015-02-04 乌本产权有限公司 无传动装置的风能设备的发电机
JP2014090567A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Mitsubishi Electric Corp 回転電機のステータ
CN105393437A (zh) * 2013-08-07 2016-03-09 东芝产业机器系统株式会社 旋转电机的定子绕组、旋转电机的定子、旋转电机的定子的制造方法、以及用于旋转电机的定子的制造的夹具
WO2016023816A1 (de) * 2014-08-14 2016-02-18 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum herstellen einer formspule für ein statorblechpaket

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109494909A (zh) * 2018-12-27 2019-03-19 宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司 定子组件及具有其的外转子电机
CN109494909B (zh) * 2018-12-27 2024-05-03 宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司 定子组件及具有其的外转子电机
CN111355316A (zh) * 2020-04-09 2020-06-30 合肥巨一动力系统有限公司 一种扁线电机定子及扁线电机
CN111355316B (zh) * 2020-04-09 2021-07-30 合肥巨一动力系统有限公司 一种扁线电机定子及扁线电机

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Publication number Publication date
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