CN213937622U - 一种铝制绕组发电机定子、发电机及风力发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种铝制绕组发电机定子、发电机及风力发电设备，涉及发电设备技术领域，铝制绕组发电机定子包括定子本体和多个定子绕组，多个所述定子绕组缠绕于所述定子本体，所述定子绕组的材质为金属铝，多个所述定子绕组的连接端连接形成绕组并头，所述绕组并头通过钎焊连接。本实用新型实施例提供的铝制绕组发电机定子通过采用铝制定子绕组，降低了发电机定子的重量，降低了生产成本；通过将绕组并头进行钎焊连接，提高绕组并头的结构强度，且不会对铝制定子绕组的物理化学性能造成影响。

Description

一种铝制绕组发电机定子、发电机及风力发电设备

技术领域

本实用新型涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种铝制绕组发电机定子、发电机及风力发电设备。

背景技术

双馈风力发电机是目前应用较为广泛的风力发电机，由定子绕组直连定频三相电网的绕线型异步发电机和安装在定子绕组上的双向电压源变流器组成。双馈风力发电机是一种绕线式感应发电机，是变速恒频风力发电机组的核心部件，也是风力发电机组国产化的关键部件之一。

双馈风力发电机定子绕组主要由定子铁芯及定子绕组组成，在风力发电机中通过转子在定子中转动，达到切割磁感线的目的，通过电磁感应的原理实现发电。传统双馈风力发电机的定子绕组均为铜制，铜的密度比铝的密度大，因此铜较重；且铜的价格浮动较大，成本也较高。为提高产品竞争力，降低成本和重量，势在必行。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种铝制绕组发电机定子、发电机及风力发电设备，用以解决现有技术中发电机存在制造成本高和重量较大，以及不同金属材质的定子绕组与电缆的连接处容易出现锈蚀和电阻较大的问题。

本实用新型实施例提供一种铝制绕组发电机定子，所述发电机定子包括：

定子本体；

多个定子绕组，多个所述定子绕组缠绕于所述定子本体，所述定子绕组的材质为金属铝，多个所述定子绕组的连接端连接形成绕组并头，所述绕组并头通过钎焊连接。

根据本实用新型一个实施例的铝制绕组发电机定子，所述发电机定子还包括：

连接组件，所述连接组件包括：转换接头，所述转换接头一端的材质为金属铝，另一端的材质为金属铜，所述转换接头的一端适于与所述定子绕组连接，另一端适于与铜制电缆连接，以使所述定子绕组与所述铜制电缆导通，但不接触。

根据本实用新型一个实施例的铝制绕组发电机定子，所述转换接头呈管状结构，所述转换接头的一端套设并压接于所述定子绕组，另一端套设并压接于所述铜制电缆。

根据本实用新型一个实施例的铝制绕组发电机定子，所述转换接头一端的内径与所述定子绕组的外径相适配，所述转换接头另一端的内径与所述铜制电缆的外径相适配，所述转换接头一端的内径大于另一端的内径。

根据本实用新型一个实施例的铝制绕组发电机定子，所述连接组件还包括：

绝缘件，所述绝缘件包覆于所述转换接头的外表面。

根据本实用新型一个实施例的铝制绕组发电机定子，所述绝缘件为云母带或绝缘套。

根据本实用新型一个实施例的铝制绕组发电机定子，所述转换接头两端的外周面间隔设置有多个凹槽，所述凹槽适于在所述转换接头受到挤压之后径向向内收缩，以使所述转换接头的内表面分别与所述定子绕组，以及所述铜制电缆紧密接触。

根据本实用新型一个实施例的铝制绕组发电机定子，所述转换接头的内表面间隔设置有多个环形凸起，所述环形凸起适于在所述转换接头受到挤压之后嵌入所述定子绕组和所述铜制电缆。

本实用新型实施例还提供一种发电机，所述发电机包括：发电机转子和壳体；还包括如上所述的铝制绕组发电机定子，所述发电机转子可转动地设置于所述发电机定子内，所述发电机定子设置于所述壳体内。

本实用新型实施例还提供一种风力发电设备，所述风力发电设备包括扇叶，还包括如上所述的发电机。

本实用新型实施例提供的铝制绕组发电机定子通过采用铝制定子绕组，降低了发电机定子的重量，降低了生产成本；通过将绕组并头进行钎焊连接，提高绕组并头的结构强度，且不会对铝制定子绕组的物理化学性能造成影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种铝制绕组发电机定子的局部结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种铝制绕组发电机定子的主视结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种转换接头的结构示意图。

100、铜铝转换接头；200、铝制定子绕组；300、铜制电缆；400、定子本体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图2描述本实用新型实施例的铝制绕组发电机定子、发电机及风力发电设备。

图1示例了本实用新型实施例提供的一种铝制绕组发电机定子的局部结构示意图，图2示例了本实用新型实施例提供的一种铝制绕组发电机定子的主视结构示意图；如图1和2所示，铝制绕组发电机定子包括定子本体400和多个定子绕组，多个定子绕组缠绕于定子本体400，当发电机转子在定子本体400内部转动时，引起定子绕组中磁通量发生变化，从而在定子绕组中产生感应电流。定子绕组(后面均称为铝制定子绕组)的材质为金属铝，由于金属铝的导电率为金属铜的导电率的60％(仅为电工用铜)，金属铝的密度为金属铜的密度的30％，因此具有同样导电能力的铝制定子绕组200要比铜制定子绕组轻的多，通过采用铝制定子绕组200，降低了发电机定子的重量，降低了生产成本，多个铝制定子绕组200的连接端连接形成绕组并头，绕组并头通过钎焊连接，通过将绕组并头进行钎焊连接，提高绕组并头的结构强度，且不会对铝制定子绕组200的物理化学性能造成影响。

图3示例了本实用新型实施例提供的一种转换接头的结构示意图，如图3所示，根据本实用新型的实施例，铝制绕组发电机定子还包括连接组件，连接组件包括转换接头，转换接头一端的材质为金属铝，转换接头另一端的材质为金属铜。本实施例中转换接头一端的材质为金属铝，另一端的材质为金属铜，因此我们后面将转换接头称为铜铝转换接头100，铜铝转换接头100的一端适于与发电机的铝制定子绕组200连接，另一端适于与铜制电缆300连接，以使铝制定子绕组200与铜制电缆300导通，但不接触。由于铜铝转换接头100一端的材质为金属铝，铜铝转换接头100的一端与发电机的铝制定子绕组200连接为同种金属材料进行接触，铜铝转换接头100的另一端与铜制电缆300连接也为同种金属材料进行接触，同种金属材料进行接触，两者间的电位差比不同种金属材质的器件接触时的电位差小得多，可有效防止连接处铝制定子绕组200的电化学腐蚀问题。

根据本实用新型的实施例，本实施例中铜铝转换接头100呈管状结构，铜铝转换接头100的一端套设并压接于铝制定子绕组200，另一端套设并压接于铜制电缆300。由于金属铝与金属铜的硬度较小，且具有一定的延展性，将铜铝转换接头100套设于铝制定子绕组200和铜制电缆300后，使用冲压工具对铜铝转换接头100进行冲压，铜铝转换接头100发生变形，并夹紧铝制定子绕组200和铜制电缆300，从而实现铝制定子绕组200和铜制电缆300导通。相较于采用锡焊焊接连接的方式，采用压接的方式操作简便，工作效率更高。

需要说明是，由于铜铝转换接头100的长度是固定的，为了防止铝制定子绕组200的端部与铜制电缆300的端部在铜铝转换接头100的内部接触，在连接时需要严格控制铝制定子绕组200与铜制电缆300进入铜铝转换接头100内部的长度，确保铝制定子绕组200与铜制电缆300间隔一定距离，间隔距离的具体长度根据阻值与距离合理选择最优值。由于电机的内部具有多个定子绕组，因此铜铝转换接头100也需要多个，铜铝转换接头100的具体数量根据定子绕组的数量进行确定。通过铜铝转换接头100将铝制定子绕组200和铜制电缆300连接后，使用直流电阻测试仪的测量端子夹紧铝制定子绕组200的接头，分别测量三个位置，读数取平均值，通过将计算阻值与实际测量阻值进行比较，从而确定连接是否合格。

根据本实用新型的实施例，铜铝转换接头100一端的内径与铝制定子绕组200的外径相适配，铜铝转换接头100另一端的内径与铜制电缆300的外径相适配，铜铝转换接头100一端的内径大于另一端的内径。由于金属铝的导电率为金属铜的导电率的60％(仅为电工用铜)，使用铝制定子绕组200替换铜制定子绕组后，为了保证定子绕组类型改变前后具有相同的导电率，需要增大铝制定子绕组200的直径，因此需要铜铝转换接头100一端的内径大于另一端的内径，以匹配铝制定子绕组200的尺寸。

在一个实施例中，连接组件还包括绝缘件，绝缘件包覆于铜铝转换接头100的外表面。绝缘件用于对铜铝转换接头100起到绝缘作用，本实施例中绝缘件为云母带，云母带缠绕于铜铝转换接头100的外表面，以将铜铝转换接头100包覆，防止发生漏电。当然，绝缘件并不限定于此，也可是绝缘套或其它具有相同功能的器件。在将铜铝转换接头100与铝制定子绕组200、铜制电缆300进行连接时，为了确保铜铝转换接头100分别与铝制定子绕组200、铜制电缆300接触良好，需要去除铝制定子绕组200与铜制电缆300的外表面的绝缘漆，因此为了提高电器的安全性，绝缘件的长度需要大于铜铝转换接头100的长度，以确保绝缘件的两端可将去除绝缘漆的铝制定子绕组200与铜制电缆300包覆，防止发生漏电或短路。

根据本实用新型的实施例，铜铝转换接头100两端的外周面间隔设置有多个凹槽，凹槽适于在铜铝转换接头100受到挤压之后径向向内收缩，以使铜铝转换接头100的内表面分别与铝制定子绕组200，以及铜制电缆300紧密接触。铜铝转换接头100设置凹槽后，设置凹槽处的壁厚小于未设置凹槽处的壁厚，在使用冲压工具对铜铝转换接头100进行冲压时，对准凹槽进行挤压，由于凹槽处的壁厚较薄，铜铝转换接头100很容易挤压变形，进而将铝制定子绕组200与铜制电缆300夹紧。为了提高铜铝转换接头100与铝制定子绕组200以及铜制电缆300连接处的结构强度，铜铝转换接头100的内表面间隔设置有多个环形凸起，环形凸起适于在铜铝转换接头100受到挤压之后嵌入铝制定子绕组200和铜制电缆300，以增大铜铝转换接头100与铝制定子绕组200以及铜制电缆300的摩擦力，即使受到更大的压力，铜铝转换接头100也不会与铝制定子绕组200或铜制电缆300分离。

根据本实用新型的实施例，铜铝转换接头100的一端套设并压接于铝制定子绕组200，另一端套设并锡焊连接于铜制电缆300。铜铝转换接头100的一端与铝制定子绕组200的接触为金属铝与金属铝的接触，不管是干燥还是潮湿的环境都不会发生电化学腐蚀。而铜铝转换接头100的另一端与铜制电缆300的接触为金属铜与金属铜的接触，虽然在干燥的环境下不会发生电化学腐蚀，但是在高温且潮湿环境下会发生腐蚀，因此将铜铝转换接头100的另一端套设并锡焊连接于铜制电缆300，可防止潮气空气进入铜制电缆300，导致发生电化学腐蚀。

本实用新型还提供一种发电机，发电机包括发电机转子和壳体；发电机还包括上述任一实施例所述的铝制绕组发电机定子，发电机转子可转动地设置于发电机定子内，发电机定子设置于壳体内。

本实用新型还提供一种风力发电设备，风力发电设备包括扇叶，风力发电设备还包括上述实施例所述的发电机。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述发电机定子包括：

定子本体；

多个定子绕组，多个所述定子绕组缠绕于所述定子本体，所述定子绕组的材质为金属铝，多个所述定子绕组的连接端连接形成绕组并头，所述绕组并头通过钎焊连接。

2.根据权利要求1所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述发电机定子还包括：

连接组件，所述连接组件包括：转换接头，所述转换接头一端的材质为金属铝，另一端的材质为金属铜，所述转换接头的一端适于与所述定子绕组连接，另一端适于与铜制电缆连接，以使所述定子绕组与所述铜制电缆导通，但不接触。

3.根据权利要求2所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述转换接头呈管状结构，所述转换接头的一端套设并压接于所述定子绕组，另一端套设并压接于所述铜制电缆。

4.根据权利要求3所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述转换接头一端的内径与所述定子绕组的外径相适配，所述转换接头另一端的内径与所述铜制电缆的外径相适配，所述转换接头一端的内径大于另一端的内径。

5.根据权利要求2至4任一项所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述连接组件还包括：

绝缘件，所述绝缘件包覆于所述转换接头的外表面。

6.根据权利要求5所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述绝缘件为云母带或绝缘套。

7.根据权利要求2至4任一项所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述转换接头两端的外周面间隔设置有多个凹槽，所述凹槽适于在所述转换接头受到挤压之后径向向内收缩，以使所述转换接头的内表面分别与所述定子绕组，以及所述铜制电缆紧密接触。

8.根据权利要求2至4任一项所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述转换接头的内表面间隔设置有多个环形凸起，所述环形凸起适于在所述转换接头受到挤压之后嵌入所述定子绕组和所述铜制电缆。

9.一种发电机，所述发电机包括：发电机转子和壳体；其特征在于，还包括权利要求1至8任一项所述的铝制绕组发电机定子，所述发电机转子可转动地设置于所述发电机定子内，所述发电机定子设置于所述壳体内。

10.一种风力发电设备，所述风力发电设备包括扇叶，其特征在于，还包括权利要求9所述的发电机。

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