CN113437814A - 定子及风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的定子及风力发电机。定子包括定子铁芯。定子铁芯包括个定子铁芯段。相邻的两个定子铁芯段之间在轴向上具有空隙。定子铁芯段由多个叠片叠置压固而成。多个叠片包括至少两片第一叠片和多片叠压于至少两片第一叠片之间的第二叠片。第一叠片的导磁性能大于第二叠片的导磁性能。风力发电机包括转子、轴承及定子。如此设置，使接触相邻的两个定子铁芯段之间的空隙的第一叠片采用磁感较高的材料，避免由于空隙通风降低定子铁芯的导磁性能，从而提高发电机的性能。并且，避免发生定子铁芯段边缘翘起的问题。
Description
技术领域
本申请涉发电机领域，尤其涉及一种定子及风力发电机。
背景技术
在发电机运行的过程中，内部会产生损耗，会引起发电机的温度升高。因此，发电机需要采用冷却方式来维持温升在限定值范围内。相关技术中，将发电机的定子铁芯在轴向上分成多段。每个定子铁芯段之间留有空隙，以形成径向的通风路径，从而保证冷却介质与定子的充分接触。然而，采用这种形式的发电机的定子，一方面由于空气导磁性能差，径向的通风路径会降低定子铁芯整体的导磁性能；另一方面也会造成每个定子铁芯段的边缘容易出现翘起的现象。
发明内容
本申请提供一种旨在提升发电机性能的定子及风力发电机。
本申请提供一种定子，其中包括：
所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯包括多个定子铁芯段，相邻的两个所述定子铁芯段之间在轴向上具有空隙；
所述定子铁芯段由多个叠片叠置压固而成，多个所述叠片包括至少两片第一叠片和多片叠压于至少两片所述第一叠片之间的第二叠片，所述第一叠片的导磁性能大于所述第二叠片的导磁性能。
可选的，所述第一叠片的材质包括高磁感导磁材料，所述第二叠片的材质包括硅钢材料。
可选的，所述第一叠片相较于所述第二叠片靠近所述空隙，所述第一叠片的厚度大于所述第二叠片的厚度。
可选的，所述叠片包括轭部和多个齿部，多个所述齿部从所述轭部的外延径向延伸，且沿所述轭部的轴向方向间隔设置。
可选的，所述第一叠片的所述轭部和多个所述齿部的外轮廓，不大于所述第二叠片的所述轭部和多个所述齿部的外轮廓。
可选的，所述定子铁芯包括多个支撑结构，连接于相邻的两个所述定子铁芯段之间。
可选的，所述叠片呈薄片状的环形结构；或
所述叠片包括相互拼接的多个子叠片，所述子叠片呈薄片状的扇形结构，多个所述扇形结构拼接呈环形结构；或
一部分所述叠片包括呈薄片状的环形结构的子叠片；另一部分所述叠片包括相互拼接的多个子叠片，所述子叠片呈薄片状的扇形结构，多个所述扇形结构拼接呈环形结构。
可选的，所述定子铁芯段至少由两片所述第一叠片和多片所述第二叠片叠压为一体结构。
可选的，相邻的两个所述齿部之间具有凹槽，所述定子包括定子绕组和定子支架，所述定子绕组安装于所述凹槽，所述定子支架与所述定子铁芯连接，用于支撑所述定子铁芯。
可选的，所述定子铁芯段的所述第一叠片的体积小于所述定子铁芯段的总体积的二分之一。
本申请还提供一种风力发电机，其中包括转子和与所述转子连接的轴承；及
如上述任一项所述的定子。
可选的，所述风力发电机包括磁钢，所述磁钢连接于所述转子；和\或
所述转子与所述定子之间具有气隙。
本申请提供的定子及风力发电机。定子包括定子铁芯。定子铁芯包括个定子铁芯段。相邻的两个定子铁芯段之间在轴向上具有空隙。定子铁芯段由多个叠片叠置压固而成。多个叠片包括至少两片第一叠片和多片叠压于至少两片第一叠片之间的第二叠片。第一叠片的导磁性能大于第二叠片的导磁性能。如此设置，使接触相邻的两个定子铁芯段之间的空隙的第一叠片采用磁感较高的材料，避免由于空隙通风降低定子铁芯的导磁性能，从而提高发电机的性能。并且，避免发生定子铁芯段边缘翘起的问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1所示为本申请的风力发电机的结构示意图；
图2所示为本申请的定子的定子铁芯的部分结构示意图；
图3所示为本申请的定子的定子铁芯与定子绕组组装的部分结构示意图；
图4为图3所示的定子的定子铁芯与定子绕组组装的俯视图；
图5所示为本申请的定子的定子铁芯段的部分结构示意图；
图6所示为本申请的定子的叠片的一种实施例的结构示意图；
图7所示为本申请的定子的叠片的另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本申请提供一种定子。定子包括定子铁芯。定子铁芯包括多个定子铁芯段。相邻的两个定子铁芯段之间在轴向上具有空隙。定子铁芯段由多个叠片叠置压固而成。多个叠片包括至少两片第一叠片和多片叠压于至少两片第一叠片之间的第二叠片。第一叠片的导磁性能大于第二叠片的导磁性能。
本申请提供的定子包括定子铁芯。定子铁芯包括多个定子铁芯段。相邻的两个定子铁芯段之间在轴向上具有空隙。定子铁芯段由多个叠片叠置压固而成。多个叠片包括至少两片第一叠片和多片叠压于至少两片第一叠片之间的第二叠片。第一叠片的导磁性能大于第二叠片的导磁性能。如此设置，使接触相邻的两个定子铁芯段之间的空隙的第一叠片采用磁感较高的材料，避免由于空隙通风降低定子铁芯的导磁性能，从而提高发电机的性能。并且，避免发生定子铁芯段边缘翘起的问题。
图1所示为本申请提供的风力发电机1的结构示意图。如图1所示，风力发电机1包括转子2和与转子2连接的轴承3及定子4。此实施例中，轴承3连接于转子2的底部，用于支撑转子2。转子2用于风力发电机1中，是指由轴承3支撑的旋转体。转子2一般由绕有线圈的铁芯、滑环、风叶等组成。转子2设于定子4的下方。
在一些实例中，风力发电机1包括磁钢5，磁钢5连接于转子2。磁钢5连接于转子2的底部。所谓磁钢5一般是指铝镍钴合金。磁钢5是由几种硬的强金属，如铁与铝、镍、钴等合成，有时是铜、铌、钽合成，用来制作超硬度永磁合金。转子2安装有线圈，通电产生旋转地磁场，并与磁钢5产生的磁场相互作用力，从而推动转子2转动。
在一些实例中，转子2与定子4之间具有气隙6。气隙6与空气中的冷却介质接触，有利于转子2和定子4散热，提高风力发电机1的性能，增加风力发电机1的使用寿命。
图2所示为本申请提供的定子4的定子铁芯8的部分结构示意图。如图2所示，定子4包括定子铁芯8，定子铁芯8包括多个定子铁芯段7，相邻的两个定子铁芯段7之间在轴向上具有空隙9。定子铁芯8由多个定子铁芯段7组成。在定子铁芯8的轴向上，相邻的两个定子铁芯段7之间留有空隙9。该空隙9为通风路径，用于保证空气中的冷却介质与定子4充分接触，起冷却定子4的作用。需要说明的是，各个定子铁芯段7的轴向长度可以基本相同，也可以各段不相同。
在一些实施例中，定子铁芯8包括多个支撑结构16，连接于相邻的两个定子铁芯段7之间。相邻的两个定子铁芯段7之间通过多个支撑结构16连接。该支撑结构16包括第一支撑结构17和第二支撑结构18。其中，第一支撑结构17连接于定子铁芯8在径向方向的相邻的两个齿部14之间。第二支撑结构18连接于相邻的两个定子铁芯段7对应的两个轭部13之间。如此设置，使相邻的两个定子铁芯段7固接效果好。在一些实施例中，支撑结构16为条状的支撑筋。
在一些实施例中，定子铁芯段7由多个叠片10叠置压固而成，多个叠片10包括至少两片第一叠片11和多片叠压于至少两片第一叠片11之间的第二叠片12。第一叠片11的导磁性能大于第二叠片12的导磁性能。每个定子铁芯段7由至少由两种导磁材料制成的叠片叠压而成。具体的，定子铁芯段7由至少两片第一叠片11和多片第二叠片12叠置压固而成。其中，将至少两片第一叠片11分别叠置压固在多片叠置压固的第二叠片12的两侧。本实施例中，第一叠片11与第二叠片12采用不同导磁性能的材质。由于每个定子铁芯段7两侧的叠片接触空隙9，也就是第一叠片11接触空隙9。因此，第一叠片11采用磁感较高的材料，避免由于空隙通风降低定子铁芯8的导磁性能，从而提高发电机的性能。而至少两片第一叠片11之间的第二叠片12可以采用普通的材料，以降低成本。
在一些实施例中，第一叠片11的材质包括高磁感导磁材料。此实施例中，第一叠片11的材质采用高磁感导磁材料。可以抵消一部分空隙9对定子铁芯8整体导磁性能的影响，提高发电机的性能。在一些实施例中，高磁感导磁材料可以是有硅钢片，以及各种铁制品和稀土元素形成的合金。
在一些实施例中，第二叠片12的材质包括硅钢材料。此实施例中，第二叠片的材质采用普通性能的硅钢材料，在保证采用高磁感导磁材料的第一叠片11降低空隙9对定子铁芯8整体导磁性能的影响的同时，可以降低成本。
在一些实施例中，叠片10包括轭部13和多个齿部14，多个齿部14从轭部13的外延径向延伸，且沿轭部13的轴向方向间隔设置。叠片10有轭部13和多个齿部14连接而成。相邻的两个齿部14之间具有凹槽15，可以起到散热的作用。在一些实施例中，轭部13可以为环形结构。轭部13也可以为多个扇形结构，并且该多个扇形结构的轭部13可以拼接成大致的环形结构。
图3所示为本申请提供的定子4的定子铁芯8与定子绕组19组装的部分结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，相邻的两个齿部14之间具有凹槽15，定子4包括定子绕组19，定子绕组19安装于凹槽15。此实施例中，相邻的两个齿部14之间形成凹槽15，用于嵌设定子绕组19，安装定子绕组19效果好。
请参考图1，在一些实例中，定子4包括定子支架20，定子支架20与定子铁芯8连接，用于支撑定子铁芯8。此实施例中，定子支架20连接于定子铁芯8的两侧，起支撑定子铁芯8的作用。
图4为图3所示的定子4的定子铁芯8与定子绕组19组装的俯视图。如图4所示，在一些实施例中，第一叠片11的轭部13和多个齿部14的外轮廓，不大于第二叠片12的轭部13和多个齿部的外轮廓。定子绕组19包括直线部191和直线部191两端的端部190，其中两端的端部190呈半圆弧状。定子绕组19通过嵌设于凹槽15，与定子铁芯8连接。若定子铁芯8的定子铁芯段7包括的第一叠片11的外轮廓的高度过高，会增加定子绕组19与定子铁芯8的组装难度。此外，设置第一叠片11的外轮廓不超出第二叠片12的外轮廓，在端部190处也可以安装叠片，如此，相当于在定子绕组19的长度相同的情况下，增加了导磁材料制成的定子铁芯8的等效长度，可以提高发电机的电磁性能。另外，第一叠片11的外轮廓的高度较低，便于操作人员对定子绕组19与定子铁芯8的组装。
图5所示为本申请提供的定子4的定子铁芯段7的部分结构示意图。如图5所示，在一些实施例中，第一叠片11相较于第二叠片12靠近空隙9。第一叠片11的厚度大于第二叠片12的厚度。由于相邻的两个定子铁芯段7之间通过支撑结构16连接，并且支撑结构16与第一叠片11采用焊接等方式固接，两者接触面积还比较小。从而，会导致接触空隙9的第一叠片11容易出现边缘翘起的现象，且会引起振动噪音，绝缘破坏等问题。因此，设置第一叠片11的厚度较大，且大于第二叠片12的厚度，以增加机械强度，避免发生定子铁芯段7边缘翘起的问题。
在一些实施例中，定子铁芯段7至少由两片第一叠片11和多片第二叠片12叠压为一体结构。每个定子铁芯段7由薄片状的第一叠片11和第二叠片12叠压而成，以减小定子铁芯段7的涡流损耗，提升发电机的性能。
在一些实施例中，定子铁芯段7的第一叠片11的体积小于定子铁芯段7的总体积的二分之一。由于第一叠片11的材质采用高磁感导磁材料，而高磁感导磁材料相较于普通磁感导磁材料的价格较高，因此，设置第一叠片11的体积小于定子铁芯段7的总体积的二分之一，有效控制成本在一定范围内。
图6所示为本申请提供的定子4的叠片10的一种实施例的结构示意图。如图6所示，在一些实施例中，叠片10呈薄片状的环形结构。叠片10呈环形结构，也可以呈大致的环形结构，便于相邻的两个叠片10之间的叠压，简化操作人员的组装工作，提高操作人员的工作效率。
图7所示为本申请提供的定子4的叠片10的另一种实施例的结构示意图。如图7所示，叠片10包括相互拼接的多个子叠片100，子叠片100呈薄片状的扇形结构，多个扇形结构拼接呈环形结构。叠片10还可以是由多个扇形结构的子叠片100拼接而成，并拼接成环形结构或拼接成大致的环形结构。丰富叠片10的多样性，并且，无论在体积上还是重量上，扇形结构的叠片10相较于环形结构的叠片10都小，从而更加方便操作人员组装多个叠片10的工作。
在一些实施例中，一部分叠片10包括呈薄片状的环形结构的子叠片；另一部分叠片10包括相互拼接的多个子叠片100，子叠片100呈薄片状的扇形结构，多个扇形结构拼接呈环形结构。叠片10还可以是一部分呈环形结构的子叠片，另一部分是由多个呈扇形结构的子叠片100拼接而成。如此，丰富叠片10的多样性。
本申请各实施例公开的技术方案在不产生冲突的情况下，可以互为补充。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (12)
1.一种定子，其特征在于，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯包括多个定子铁芯段，相邻的两个所述定子铁芯段之间在轴向上具有空隙；
所述定子铁芯段由多个叠片叠置压固而成，多个所述叠片包括至少两片第一叠片和多片叠压于至少两片所述第一叠片之间的第二叠片，所述第一叠片的导磁性能大于所述第二叠片的导磁性能。
2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述第一叠片的材质包括高磁感导磁材料，所述第二叠片的材质包括硅钢材料。
3.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述第一叠片相较于所述第二叠片靠近所述空隙，所述第一叠片的厚度大于所述第二叠片的厚度。
4.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述叠片包括轭部和多个齿部，多个所述齿部从所述轭部的外延径向延伸，且沿所述轭部的轴向方向间隔设置。
5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，所述第一叠片的所述轭部和多个所述齿部的外轮廓，不大于所述第二叠片的所述轭部和多个所述齿部的外轮廓。
6.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述定子铁芯包括多个支撑结构，连接于相邻的两个所述定子铁芯段之间。
7.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述叠片呈薄片状的环形结构；或
所述叠片包括相互拼接的多个子叠片，所述子叠片呈薄片状的扇形结构，多个所述扇形结构拼接呈环形结构；或
一部分所述叠片包括呈薄片状的环形结构的子叠片；另一部分所述叠片包括相互拼接的多个子叠片，所述子叠片呈薄片状的扇形结构，多个所述扇形结构拼接呈环形结构。
8.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述定子铁芯段至少由两片所述第一叠片和多片所述第二叠片叠压为一体结构。
9.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，相邻的两个所述齿部之间具有凹槽，所述定子包括定子绕组和定子支架，所述定子绕组安装于所述凹槽，所述定子支架与所述定子铁芯连接，用于支撑所述定子铁芯。
10.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述定子铁芯段的所述第一叠片的体积小于所述定子铁芯段的总体积的二分之一。
11.一种风力发电机，其特征在于，包括转子和与所述转子连接的轴承；及
如权利要求1-10任一项所述的定子。
12.根据权利要求11所述的风力发电机，其特征在于，所述风力发电机包括磁钢，所述磁钢连接于所述转子；和\或
所述转子与所述定子之间具有气隙。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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