CN111769659A - 定子分段组件及发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定子分段组件及发电机，定子分段组件包括：铁芯段，沿第一轨迹呈弧状延伸，铁芯段包括沿第一轨迹间隔排布的多个第一齿条，相邻第一齿条之间形成凹槽；以及线圈，绕设于铁芯段的相隔预设节距的两个凹槽内，多个线圈在第一轨迹上排布，其中，每个铁芯段上绕设的多个线圈连接为正整数个完整极的绕组。根据本发明实施例提供的定子分段组件及发电机，每个定子分段组件包括的绕组能够实现独立的功能并且可以预先完成绝缘处理，拼接后不再需要线圈的安装，进而无需补充对线圈的绝缘处理工艺，提高了定子的组装效率以及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，具体涉及一种定子分段组件及发电机。
背景技术
随着陆上和海上风力发电机的功率越来越大，大型直驱同步风力发电机的尺寸也逐渐增大，但由于公路运输宽度的限制，发电机的直径尺寸受到了很大的约束，从而制约了发电机功率的增长。因此，将大直径的发电机分段设计、生产和运输成为非常迫切的需求。
其中，在将发电机分段设计时，可以将定子的铁芯在自身周向上分为多个铁芯段，多个铁芯段可以在周向上依次拼接得到完整的铁芯。
现有技术中，分为多段的铁芯段上不设置线圈或者只设置无法形成完整绕组的线圈，铁芯段相互拼接后，需要再进行线圈的安装或补安装，同时需要补充进行绝缘处理。
发明内容
本发明提供了一种定子分段组件及发电机，提高定子的组装效率。
一方面，本发明提供了一种定子分段组件，其包括：铁芯段，沿第一轨迹呈弧状延伸，铁芯段包括沿第一轨迹间隔排布的多个第一齿条，相邻第一齿条之间形成凹槽；以及线圈，绕设于铁芯段的相隔预设节距的两个凹槽内，多个线圈在第一轨迹上排布，其中，每个铁芯段上绕设的多个线圈连接为正整数个完整极的绕组。
根据本发明实施例的一个方面，每个凹槽包括与凹槽的槽底相邻的底部区域以及远离槽底的顶部区域，每个线圈包括相互连接的第一有效边、第二有效边，每个线圈的第一有效边、第二有效边分别设置于铁芯段的相隔预设节距的两个凹槽内，其中第一有效边位于两个凹槽中的其中一个凹槽的底部区域，第二有效边位于两个凹槽中的另一个凹槽的顶部区域。
根据本发明实施例的一个方面，铁芯段沿在第一轨迹上具有相对的第一端、第二端，铁芯段包括第一子段以及第二子段，第一子段自第一端向铁芯段的中部延伸，第二子段自第二端向铁芯段的中部延伸，其中，第一子段中的每个凹槽的底部区域设有线圈的第一有效边并且顶部区域空置，第二子段中的每个凹槽的顶部区域设有线圈的第二有效边并且底部区域空置。
根据本发明实施例的一个方面，铁芯段沿在第一轨迹上具有相对的第一端、第二端，铁芯段在第一端设有第一拼接部，铁芯段在第二端设有第二拼接部，第一拼接部与第二拼接部形状匹配，使得每个铁芯段的第一端能够与另一铁芯段的第二端拼接。
根据本发明实施例的一个方面，预设节距为整距，第一拼接部包括与第一齿条的齿高相同的第二齿条，第二拼接部包括与第一齿条的齿高相同的第三齿条，第二齿条沿第一轨迹的齿宽与第三齿条沿第一轨迹的齿宽的和与第一齿条沿第一轨迹的齿宽相同。
根据本发明实施例的一个方面，预设节距为短距，第一拼接部包括与第一齿条的齿高相同的第二齿条，第二拼接部包括与第一齿条的齿高相同的第三齿条，第二齿条沿第一轨迹的齿宽与第三齿条沿第一轨迹的齿宽的和与第一齿条沿第一轨迹的齿宽相同。
根据本发明实施例的一个方面，预设节距为短距，第一拼接部包括与凹槽的槽深相同的第一缺口槽，第二拼接部包括与凹槽的槽深相同的第二缺口槽，其中第一缺口槽与第二缺口槽形状对称设置于铁芯段的第一端、第二端，使得每个铁芯段的第一缺口槽与另一铁芯段的第二缺口槽拼接得到的拼接结构与凹槽形状相同。
根据本发明实施例的一个方面，第一齿条的齿高为5mm至250mm，第一齿条沿第一轨迹的齿宽为5mm至60mm。
根据本发明实施例的一个方面，凹槽沿第一轨迹的槽宽为5mm至60mm。
另一方面，本发明实施例提供一种发电机，发电机包括定子，其中，定子包括相互拼接的多个上述任一项的定子分段组件。
根据本发明实施例提供的定子分段组件及发电机，每个铁芯段上绕设的多个线圈连接为正整数个完整极的绕组，其中完整极的绕组指每单个极相所对应的多个线圈形成的绕组，完整极的绕组包括的线圈数量对应于单个极相所对应的线圈个数。在定子及发电机的组装过程中，可以将多个定子分段组件沿定子周向依次拼接即可得到完整的定子，每个定子分段组件包括的绕组能够实现独立的功能并且可以预先完成绝缘处理，拼接后不再需要线圈的安装，进而无需补充对线圈的绝缘处理工艺，提高了定子的组装效率以及可靠性。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1示出根据本发明一种实施方案的发电机的局部结构示意图；
图2a示出根据本发明一种实施方案的定子分段组件的结构示意图；
图2b示出根据本发明一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图；
图3a示出根据本发明另一种实施方案的定子分段组件的结构示意图；
图3b示出根据本发明另一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图；
图4a示出根据本发明其它一种实施方案的定子分段组件的结构示意图；
图4b示出根据本发明其它一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图；
图5a示出根据本发明又一种实施方案的定子分段组件的结构示意图；
图5b示出根据本发明又一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图；
图6a示出根据本发明再一种实施方案的定子分段组件的结构示意图；
图6b示出根据本发明再一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图。
图中：
100-定子；
100s-定子分段组件；
110-铁芯段；E1-第一端；E2-第二端；110a-第一子段；110b-第二子段；110c-中间子段；
111-第一齿条；
112-凹槽；112a-底部区域；112b-顶部区域；
113-第一拼接部；114-第二拼接部；
115-第二齿条；116-第三齿条；
117-第一缺口槽；118-第二缺口槽；
120-线圈；121-第一有效边；122-第二有效边；
200-转子；210-转子支架；220-永磁体；
X-第一轨迹。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明提供一种定子分段组件以及一种发电机。其中，发电机可以应用于风力发电机组中。发电机包括定子，该定子可以是多个上述的定子分段组件相互拼接的得到。
图1示出根据本发明一种实施方案的发电机的局部结构示意图，发电机包括定子以及相对定子100可转动的转子200。转子200包括转子支架210以及永磁体220，转子支架210包括呈筒状结构，永磁体220设置于转子支架210筒状结构的周面。其中，图1所示实施例中，以外转子型发电机为例进行说明，即永磁体220设置于转子支架210筒状结构的内周面。当发电机为内转子型发电机时，永磁体220设置于转子支架210筒状结构的外周面。
定子100可以通过多个定子分段组件拼接形成，图1的局部结构示意图示出了定子100的其中一个定子分段组件中的部分结构。每个定子分段组件包括铁芯段110，该铁芯段110沿第一轨迹X呈弧状延伸。
图2a示出根据本发明一种实施方案的定子分段组件的结构示意图，其中将弧状的第一轨迹X展为直线状进行说明。如前所述，定子分段组件100s包括铁芯段110，该铁芯段110沿第一轨迹X呈弧状延伸。其中铁芯段110包括沿第一轨迹X间隔排布的多个第一齿条111，相邻第一齿条111之间形成凹槽112。凹槽112形成于铁芯段110朝向永磁体220的一侧表面。
定子分段组件100s还包括线圈120，其中线圈120绕设于铁芯段110的相隔预设节距的两个凹槽112内，多个线圈120在第一轨迹X上排布。其中，每个铁芯段110上绕设的多个线圈120连接为正整数个完整极的绕组。其中，完整极的绕组指每单个极相所对应的多个线圈形成的绕组，完整极的绕组包括的线圈数量对应于单个极相所对应的线圈个数。
图2a中，以定子分段组件100s的线圈120形成的绕组为三相绕组为例进行说明。其中以W、V、U表示三种不同的相，并在每种相所对应的线圈120的顶部标识示出。定子分段组件100s的线圈120形成的绕组可以不限于是三相绕组，该绕组的相数也可以是4、5、6等其它数目。
根据本发明实施例提供的定子分段组件100s，每个铁芯段110上绕设的多个线圈120连接为正整数个完整极的绕组。在定子100及发电机的组装过程中，可以将多个定子分段组件100s沿定子100周向依次拼接即可得到完整的定子100，每个定子分段组件100s包括的绕组能够实现独立的功能并且可以预先完成绝缘处理，拼接后不再需要线圈的安装，进而无需补充对线圈的绝缘处理工艺，提高了定子100的组装效率以及可靠性。
如图2a，每个凹槽112包括与凹槽112的槽底相邻的底部区域112a以及在径向上远离槽底的顶部区域112b，每个线圈120包括相互连接的第一有效边121、第二有效边122，每个线圈120的第一有效边121、第二有效边122分别设置于铁芯段110的相隔预设节距的两个凹槽112内，其中第一有效边121位于两个凹槽112中的其中一个凹槽112的底部区域112a，第二有效边122位于两个凹槽112中的另一个凹槽112的顶部区域112b。在上述结构中，每个凹槽112内设置有两层线圈120，多个线圈120在第一轨迹X上排布，由此形成分布式的双层绕组。上述包括分布式双层绕组的定子分段组件100s，相对于集中式绕组的定子分段组件，凹槽112的数量更多，线圈120的散热面积大，绕组温度更低，此外电枢反应磁场谐波含量小，永磁体220的涡流损耗较小。
在上述实施例的结构中，每个定子分段组件100包括的线圈120为同一种线圈，即均为第一有效边121位于一个凹槽112的底部区域112a、第二有效边122位于另一个凹槽112的顶部区域112b的线圈，多个线圈120具有统一的布置规律，从而仅需要布置同一种线圈，组装定子过程中无需设计更多种的线圈，降低工艺复杂度，提高可靠性。
如图2a，铁芯段110沿在第一轨迹X上具有相对的第一端E1、第二端E2，铁芯段110包括第一子段110a、第二子段110b以及中间子段110c，第一子段110a自第一端E1向铁芯段110的中部延伸，第二子段110b自第二端E2向铁芯段110的中部延伸，中间子段110c位于第一子段110a与第二子段110b之间。需要说明的是，在一些实施例中，铁芯段110可能不设有中间子段110c，而是第一子段110a与第二子段110b直接相连。
其中，第一子段110a中的每个凹槽112的底部区域112a设有线圈120的第一有效边121并且顶部区域112b空置，第二子段110b中的每个凹槽112的顶部区域112b设有线圈120的第二有效边122并且底部区域112a空置。
图2b示出根据本发明一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图。每相邻两个定子分段组件100s拼接时，其中一个定子分段组件100s的第一端E1与另一个定子分段组件100s的E2相接。其中在每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，有一部分凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a空置，即每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a的空置位置保留，多个定子分段组件100s中的同相的线圈120可以采用并联或串联的方式连接。
在一些实施例中，铁芯段110在第一端E1设有第一拼接部113，铁芯段110在第二端E2设有第二拼接部114，第一拼接部113与第二拼接部114形状匹配，使得每个铁芯段110的第一端E1能够与另一铁芯段110的第二端E2拼接。
在图2a、图2b所示的实施例中，以定子分段组件100s上形成的绕组是每极每相槽数为1、预设节距为短距的三相绕组为例进行说明。其中预设节距记为y，定子槽数记为Q，极对数记为p，当y＜Q/2p时，称为短距绕组，当y＝Q/2p时，称为整距绕组。在图2a、图2b所示的实施例中，预设节距y为2。
在图2a、图2b所示的实施例中，第一拼接部113包括与凹槽112的槽深相同的第一缺口槽117，第二拼接部114包括与凹槽112的槽深相同的第二缺口槽118，其中第一缺口槽117与第二缺口槽118形状对称设置于铁芯段110的第一端E1、第二端E2，第一缺口槽117沿第一轨迹X的槽宽与第二缺口槽118沿第一轨迹X的槽宽的和可以与凹槽112沿第一轨迹X的槽宽相同，使得每个铁芯段110的第一缺口槽117与另一铁芯段110的第二缺口槽118拼接得到的拼接结构与凹槽112形状相同，使得多个定子分段组件100s拼接得到的定子100的整体性更强。
本实施例的第一拼接部113、第二拼接部114是开口槽状的拼接部，能够进一步提高定子分段组件100s在第一端E1、第二端E2处的机械强度，减小了第一拼接部113、第二拼接部114拼接时的变形，保证了得到的定子以及发电机运行的安全性。
图3a示出根据本发明另一种实施方案的定子分段组件的结构示意图，图3b示出根据本发明另一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图，其中将弧状的第一轨迹X展为直线状进行说明。
图3a、图3b所示的实施例中，定子分段组件100s的线圈120形成的绕组是每极每相槽数为2、预设节距为短距的三相绕组，其中以W、V、U表示三种不同的相，并在每种相所对应的线圈120的顶部标识示出，在图3a、图3b所示的实施例中，预设节距y为5。
定子分段组件100s包括铁芯段110以及线圈120，铁芯段110沿第一轨迹X呈弧状延伸，铁芯段110包括沿第一轨迹X间隔排布的多个第一齿条111，相邻第一齿条111之间形成凹槽112。其中线圈120绕设于铁芯段110的相隔预设节距y的两个凹槽112内，多个线圈120在第一轨迹X上排布。其中，每个铁芯段110上绕设的多个线圈120连接为正整数个完整极的绕组。
每个凹槽112包括与凹槽112的槽底相邻的底部区域112a以及在径向上远离槽底的顶部区域112b，每个线圈120包括相互连接的第一有效边121、第二有效边122，每个线圈120的第一有效边121、第二有效边122分别设置于铁芯段110的相隔预设节距y的两个凹槽112内，其中第一有效边121位于两个凹槽112中的其中一个凹槽112的底部区域112a，第二有效边122位于两个凹槽112中的另一个凹槽112的顶部区域112b。
铁芯段110沿在第一轨迹X上具有相对的第一端E1、第二端E2，铁芯段110包括第一子段110a、第二子段110b以及中间子段110c，第一子段110a自第一端E1向铁芯段110的中部延伸，第二子段110b自第二端E2向铁芯段110的中部延伸，中间子段110c位于第一子段110a与第二子段110b之间。
其中，第一子段110a中的每个凹槽112的底部区域112a设有线圈120的第一有效边121并且顶部区域112b空置，第二子段110b中的每个凹槽112的顶部区域112b设有线圈120的第二有效边122并且底部区域112a空置。
如图3b，每相邻两个定子分段组件100s拼接时，其中一个定子分段组件100s的第一端E1与另一个定子分段组件100s的E2相接。其中在每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，有一部分凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a空置，即每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a的空置位置保留，多个定子分段组件100s中的同相的线圈120可以采用并联或串联的方式连接。
在一些实施例中，铁芯段110在第一端E1设有第一拼接部113，铁芯段110在第二端E2设有第二拼接部114，第一拼接部113与第二拼接部114形状匹配，使得每个铁芯段110的第一端E1能够与另一铁芯段110的第二端E2拼接。
在图3a、图3b所示的实施例中，第一拼接部113包括与第一齿条111的齿高相同的第二齿条115，第二拼接部114包括与第一齿条111的齿高相同的第三齿条116，第二齿条115沿第一轨迹X的齿宽与第三齿条116沿第一轨迹X的齿宽的和与第一齿条111沿第一轨迹X的齿宽相同，使得每个铁芯段110的第二齿条115与另一铁芯段110的第三齿条116拼接得到的拼接结构与第一齿条111形状相同，使得多个定子分段组件100s拼接得到的定子100的整体性更强。
在上述实施例中，以预设节距y为短距进行了说明，其中第一拼接部113、第二拼接部114可以是开口槽状的拼接部，也可以是齿条状的拼接部，使得定子分段组件100s能够为线圈120提供足够的绝缘性能，提高了装配可靠性。在其它一些实施例中，预设节距y为整距，定子分段组件100s仍然可以包括第一拼接部113、第二拼接部114，并且第一拼接部113、第二拼接部114为齿条状的拼接部，以避免相邻的定子分段组件100s拼接后对绕组完整性的破坏。
如前所述，定子分段组件100s的线圈120形成的绕组可以不限于是三相绕组，该绕组的相数也可以是4、5、6等其它数目。
图4a示出根据本发明其它一种实施方案的定子分段组件的结构示意图，图4b示出根据本发明其它一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图，其中将弧状的第一轨迹X展为直线状进行说明。
图4a、图4b所示的实施例中，定子分段组件100s的线圈120形成的绕组是每极每相槽数为1、预设节距为短距的六相绕组，其中以W1、W2、V1、V2、U1、U2表示六种不同的相，并在每种相对应的线圈120的顶部标识示出，在图4a、图4b所示的实施例中，预设节距y为5。
定子分段组件100s包括铁芯段110以及线圈120，铁芯段110沿第一轨迹X呈弧状延伸，铁芯段110包括沿第一轨迹X间隔排布的多个第一齿条111，相邻第一齿条111之间形成凹槽112。其中线圈120绕设于铁芯段110的相隔预设节距y的两个凹槽112内，多个线圈120在第一轨迹X上排布。其中，每个铁芯段110上绕设的多个线圈120连接为正整数个完整极的绕组。
在定子100及发电机的组装过程中，可以将多个定子分段组件100s沿定子100周向依次拼接即可得到完整的定子100，每个定子分段组件100s包括的绕组能够实现独立的功能并且可以预先完成绝缘处理，拼接后不再需要线圈的安装，进而无需补充对线圈的绝缘处理工艺，提高了定子100的组装效率以及可靠性。
每个凹槽112包括与凹槽112的槽底相邻的底部区域112a以及远离槽底的顶部区域112b，每个线圈120包括相互连接的第一有效边121、第二有效边122，每个线圈120的第一有效边121、第二有效边122分别设置于铁芯段110的相隔预设节距y的两个凹槽112内，其中第一有效边121位于两个凹槽112中的其中一个凹槽112的底部区域112a，第二有效边122位于两个凹槽112中的另一个凹槽112的顶部区域112b。
铁芯段110沿在第一轨迹X上具有相对的第一端E1、第二端E2，铁芯段110包括第一子段110a、第二子段110b以及中间子段110c，第一子段110a自第一端E1向铁芯段110的中部延伸，第二子段110b自第二端E2向铁芯段110的中部延伸，中间子段110c位于第一子段110a与第二子段110b之间。
其中，第一子段110a中的每个凹槽112的底部区域112a设有线圈120的第一有效边121并且顶部区域112b空置，第二子段110b中的每个凹槽112的顶部区域112b设有线圈120的第二有效边122并且底部区域112a空置。
如图4b，每相邻两个定子分段组件100s拼接时，其中一个定子分段组件100s的第一端E1与另一个定子分段组件100s的E2相接。其中在每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，有一部分凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a空置，即每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a的空置位置保留，拼接后空置位置不再需要线圈的安装，多个定子分段组件100s中的同相的线圈120可以采用并联或串联的方式连接。
铁芯段110在第一端E1设有第一拼接部113，铁芯段110在第二端E2设有第二拼接部114。在图4a、图4b所示的实施例中，第一拼接部113包括与第一齿条111的齿高相同的第二齿条115，第二拼接部114包括与第一齿条111的齿高相同的第三齿条116，第二齿条115沿第一轨迹X的齿宽与第三齿条116沿第一轨迹X的齿宽的和与第一齿条111沿第一轨迹X的齿宽相同，使得每个铁芯段110的第二齿条115与另一铁芯段110的第三齿条116拼接得到的拼接结构与第一齿条111形状相同，使得多个定子分段组件100s拼接得到的定子100的整体性更强。
图5a示出根据本发明又一种实施方案的定子分段组件的结构示意图，图5b示出根据本发明又一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图，其中将弧状的第一轨迹X展为直线状进行说明。
图5a、图5b所示的实施例中，定子分段组件100s的线圈120形成的绕组是每极每相槽数为1、预设节距y为整距的三相绕组，其中以W、V、U表示三种不同的相，并在每种相对应的线圈120的顶部标识示出，在图5a、图5b所示的实施例中，预设节距y为3。
定子分段组件100s包括铁芯段110以及线圈120，铁芯段110沿第一轨迹X呈弧状延伸，铁芯段110包括沿第一轨迹X间隔排布的多个第一齿条111，相邻第一齿条111之间形成凹槽112。其中线圈120绕设于铁芯段110的相隔预设节距y的两个凹槽112内，多个线圈120在第一轨迹X上排布。其中，每个铁芯段110上绕设的多个线圈120连接为正整数个完整极的绕组。在定子100及发电机的组装过程中，可以将多个定子分段组件100s沿定子100周向依次拼接即可得到完整的定子100，每个定子分段组件100s包括的绕组能够实现独立的功能并且可以预先完成绝缘处理，拼接后不再需要线圈的安装，进而无需补充对线圈的绝缘处理工艺，提高了定子100的组装效率以及可靠性。
每个凹槽112包括与凹槽112的槽底相邻的底部区域112a以及远离槽底的顶部区域112b，每个线圈120包括相互连接的第一有效边121、第二有效边122，每个线圈120的第一有效边121、第二有效边122分别设置于铁芯段110的相隔预设节距y的两个凹槽112内，其中第一有效边121位于两个凹槽112中的其中一个凹槽112的底部区域112a，第二有效边122位于两个凹槽112中的另一个凹槽112的顶部区域112b。
铁芯段110沿在第一轨迹X上具有相对的第一端E1、第二端E2，铁芯段110包括第一子段110a、第二子段110b以及中间子段110c，第一子段110a自第一端E1向铁芯段110的中部延伸，第二子段110b自第二端E2向铁芯段110的中部延伸，中间子段110c位于第一子段110a与第二子段110b之间。
其中，第一子段110a中的每个凹槽112的底部区域112a设有线圈120的第一有效边121并且顶部区域112b空置，第二子段110b中的每个凹槽112的顶部区域112b设有线圈120的第二有效边122并且底部区域112a空置。
本实施例中定子分段组件100s的线圈120形成的绕组是预设节距y为整距绕组，其绕组系数更高，使得线圈120得到了更高的利用。
如图5b，每相邻两个定子分段组件100s拼接时，其中一个定子分段组件100s的第一端E1与另一个定子分段组件100s的E2相接。其中在每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，有一部分凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a空置，即每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a的空置位置保留，多个定子分段组件100s中的同相的线圈120可以采用并联或串联的方式连接。多个线圈120具有统一的布置规律，从而仅需要布置同一种线圈，组装定子过程中无需设计更多种的线圈，降低工艺复杂度，提高可靠性。
在一些实施例中，铁芯段110在第一端E1设有第一拼接部113，铁芯段110在第二端E2设有第二拼接部114，第一拼接部113与第二拼接部114形状匹配，使得每个铁芯段110的第一端E1能够与另一铁芯段110的第二端E2拼接。
在图5a、图5b所示的实施例中，第一拼接部113包括与第一齿条111的齿高相同的第二齿条115，第二拼接部114包括与第一齿条111的齿高相同的第三齿条116，第二齿条115沿第一轨迹X的齿宽与第三齿条116沿第一轨迹X的齿宽的和与第一齿条111沿第一轨迹X的齿宽相同，使得每个铁芯段110的第二齿条115与另一铁芯段110的第三齿条116拼接得到的拼接结构与第一齿条111形状相同，使得多个定子分段组件100s拼接得到的定子100的整体性更强。
每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，顶部区域112b空置的凹槽112数与底部区域112a空置的凹槽112数的和与预设节距y保持相同，对于定子分段组件100s的线圈120形成的绕组是预设节距y为整距的三相绕组，能够避免相邻的定子分段组件100s拼接后对绕组完整性的破坏。
如前所述，定子分段组件100s的线圈120形成的绕组不限于是三相绕组，其相数可以是其它数目。
图6a示出根据本发明再一种实施方案的定子分段组件的结构示意图，图6b示出根据本发明再一种实施方案的定子分段组件的拼接结构示意图，其中将弧状的第一轨迹X展为直线状进行说明。
图6a、图6b所示的实施例中，定子分段组件100s的线圈120形成的绕组是每极每相槽数为1、预设节距y为整距的六相绕组，其中以W1、W2、V1、V2、U1、U2表示六种不同的相，并在每种相对应的线圈120的顶部标识示出，在图6a、图6b所示的实施例中，预设节距y为6。
定子分段组件100s包括铁芯段110以及线圈120，铁芯段110沿第一轨迹X呈弧状延伸，铁芯段110包括沿第一轨迹X间隔排布的多个第一齿条111，相邻第一齿条111之间形成凹槽112。其中线圈120绕设于铁芯段110的相隔预设节距y的两个凹槽112内，多个线圈120在第一轨迹X上排布。其中，每个铁芯段110上绕设的多个线圈120连接为正整数个完整极的绕组。
每个凹槽112包括与凹槽112的槽底相邻的底部区域112a以及远离槽底的顶部区域112b，每个线圈120包括相互连接的第一有效边121、第二有效边122，每个线圈120的第一有效边121、第二有效边122分别设置于铁芯段110的相隔预设节距y的两个凹槽112内，其中第一有效边121位于两个凹槽112中的其中一个凹槽112的底部区域112a，第二有效边122位于两个凹槽112中的另一个凹槽112的顶部区域112b。
本实施例中，铁芯段110沿在第一轨迹X上具有相对的第一端E1、第二端E2，铁芯段110包括第一子段110a以及第二子段110b，第一子段110a与第二子段110b相连。第一子段110a自第一端E1向铁芯段110的中部延伸，第二子段110b自第二端E2向铁芯段110的中部延伸。第一子段110a中的每个凹槽112的底部区域112a设有线圈120的第一有效边121并且顶部区域112b空置，第二子段110b中的每个凹槽112的顶部区域112b设有线圈120的第二有效边122并且底部区域112a空置。
如图6b，每相邻两个定子分段组件100s拼接时，其中一个定子分段组件100s的第一端E1与另一个定子分段组件100s的E2相接。其中在每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，凹槽112的顶部区域112b和/或底部区域112a的空置位置保留，多个定子分段组件100s中的同相的线圈120可以采用并联或串联的方式连接。
铁芯段110在第一端E1设有第一拼接部113，铁芯段110在第二端E2设有第二拼接部114。第一拼接部113包括与第一齿条111的齿高相同的第二齿条115，第二拼接部114包括与第一齿条111的齿高相同的第三齿条116，第二齿条115沿第一轨迹X的齿宽与第三齿条116沿第一轨迹X的齿宽的和与第一齿条111沿第一轨迹X的齿宽相同，使得每个铁芯段110的第二齿条115与另一铁芯段110的第三齿条116拼接得到的拼接结构与第一齿条111形状相同，使得多个定子分段组件100s拼接得到的定子100的整体性更强。
每相邻的定子分段组件100s的拼接位置处，顶部区域112b空置的凹槽112数与底部区域112a空置的凹槽112数的和与预设节距y保持相同，对于定子分段组件100s的线圈120形成的绕组是预设节距y为整距的六相绕组，能够避免相邻的定子分段组件100s拼接后对绕组完整性的破坏。
在一些实施例中，上述的第一齿条111的齿高为5mm至250mm，第一齿条111沿第一轨迹X的齿宽为5mm至60mm。
在一些实施例中，上述的凹槽112沿第一轨迹X的槽宽为5mm至60mm。
通过对第一齿条111的齿高、齿宽以及凹槽的槽宽进行合理设计，在保证定子分段组件100s拼接得到的定子具有足够性能的同时使其更加紧凑，进一步提高定子分段组件100s的运输便捷性。
依照本发明如上文所述的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种定子分段组件(100s)，其特征在于，包括：
铁芯段(110)，沿第一轨迹(X)呈弧状延伸，所述铁芯段(110)包括沿所述第一轨迹(X)间隔排布的多个第一齿条(111)，相邻所述第一齿条(111)之间形成凹槽(112)；以及
线圈(120)，绕设于所述铁芯段(110)的相隔预设节距的两个所述凹槽(112)内，多个所述线圈(120)在所述第一轨迹(X)上排布，
其中，每个所述铁芯段(110)上绕设的多个所述线圈(120)连接为正整数个完整极的绕组。
2.根据权利要求1所述的定子分段组件(100s)，其特征在于，每个所述凹槽(112)包括与所述凹槽(112)的槽底相邻的底部区域(112a)以及远离所述槽底的顶部区域(112b)，
每个所述线圈(120)包括相互连接的第一有效边(121)、第二有效边(122)，每个所述线圈(120)的所述第一有效边(121)、所述第二有效边(122)分别设置于所述铁芯段(110)的相隔预设节距的两个所述凹槽(112)内，其中所述第一有效边(121)位于两个所述凹槽(112)中的其中一个所述凹槽(112)的底部区域(112a)，所述第二有效边(122)位于两个所述凹槽(112)中的另一个所述凹槽(112)的顶部区域(112b)。
3.根据权利要求2所述的定子分段组件(100s)，其特征在于，所述铁芯段(110)沿在所述第一轨迹(X)上具有相对的第一端(E1)、第二端(E2)，
所述铁芯段(110)包括第一子段(110a)以及第二子段(110b)，所述第一子段(110a)自所述第一端(E1)向所述铁芯段(110)的中部延伸，所述第二子段(110b)自所述第二端(E2)向所述铁芯段(110)的中部延伸，
其中，所述第一子段(110a)中的每个所述凹槽(112)的所述底部区域(112a)设有所述线圈(120)的所述第一有效边(121)并且所述顶部区域(112b)空置，所述第二子段(110b)中的每个所述凹槽(112)的所述顶部区域(112b)设有所述线圈(120)的所述第二有效边(122)并且所述底部区域(112a)空置。
4.根据权利要求2所述的定子分段组件(100s)，其特征在于，所述铁芯段(110)沿在所述第一轨迹(X)上具有相对的第一端(E1)、第二端(E2)，所述铁芯段(110)在所述第一端(E1)设有第一拼接部(113)，所述铁芯段(110)在所述第二端(E2)设有第二拼接部(114)，所述第一拼接部(113)与所述第二拼接部(114)形状匹配，使得每个所述铁芯段(110)的所述第一端(E1)能够与另一所述铁芯段(110)的所述第二端(E2)拼接。
5.根据权利要求4所述的定子分段组件(100s)，其特征在于，所述预设节距为整距，
所述第一拼接部(113)包括与所述第一齿条(111)的齿高相同的第二齿条(115)，所述第二拼接部(114)包括与所述第一齿条(111)的齿高相同的第三齿条(116)，所述第二齿条(115)沿所述第一轨迹(X)的齿宽与所述第三齿条(116)沿所述第一轨迹(X)的齿宽的和与所述第一齿条(111)沿所述第一轨迹(X)的齿宽相同。
6.根据权利要求4所述的定子分段组件(100s)，其特征在于，所述预设节距为短距，
所述第一拼接部(113)包括与所述第一齿条(111)的齿高相同的第二齿条(115)，所述第二拼接部(114)包括与所述第一齿条(111)的齿高相同的第三齿条(116)，所述第二齿条(115)沿所述第一轨迹(X)的齿宽与所述第三齿条(116)沿所述第一轨迹(X)的齿宽的和与所述第一齿条(111)沿所述第一轨迹(X)的齿宽相同。
7.根据权利要求4所述的定子分段组件(100s)，其特征在于，所述预设节距为短距，
所述第一拼接部(113)包括与所述凹槽(112)的槽深相同的第一缺口槽(117)，所述第二拼接部(114)包括与所述凹槽(112)的槽深相同的第二缺口槽(118)，其中所述第一缺口槽(117)与所述第二缺口槽(118)形状对称设置于所述铁芯段(110)的所述第一端(E1)、所述第二端(E2)，使得每个所述铁芯段(110)的所述第一缺口槽(117)与另一所述铁芯段(110)的所述第二缺口槽(118)拼接得到的拼接结构与所述凹槽(112)形状相同。
8.根据权利要求1所述的定子分段组件(100s)，其特征在于，所述第一齿条(111)的齿高为5mm至250mm，所述第一齿条(111)沿所述第一轨迹(X)的齿宽为5mm至60mm。
9.根据权利要求1所述的定子分段组件(100s)，其特征在于，所述凹槽(112)沿所述第一轨迹(X)的槽宽为5mm至60mm。
10.一种发电机，所述发电机包括定子，其特征在于，所述定子包括相互拼接的多个根据权利要求1至9任一项所述的定子分段组件(100s)。
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