CN218416129U - 一种铝制绕组发电机定子、发电机及风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种铝制绕组发电机定子，其包括定子本体，以及连接组件。其中定子本体上缠绕有多个铝制定子绕组，连接组件用于将定子绕组连接至铜制电缆，连接组件包括固定于定子本体一端的铝制集电环以及固定于集电环上的转接排，铝制定子绕组的铝制引出线与集电环电连接，然后再通过铜铝转接排过渡与铜制电缆电连接。通过这种连接方式，有效避免了铝引线和铜铝转接器件的冷压或钎焊，能够减少故障点。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电设备技术领域，特别涉及一种铝制绕组发电机定子、发电机及风力发电机。
背景技术
现有的风力发电机多采用绕线式感应发电技术，即通过发电机转子在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，以产生电流。
现有的发电机中的定子绕组主要有定子铁芯及定子绕组组成。传统的风力发电机中的定子绕组均采用铜材料制成。但是铜的密度较大且价格昂贵，这使得发电机存在制造成本高以及重量大的问题。基于此，目前有一些发电机中开始采用铝制绕组发电机定子，并将绕组并头进行钎焊连接，然后通过铜铝转接头直接与铜电缆连接。但是，铝钎焊工艺性差，难度高，在实际生产中易产生缺陷；同时，钎焊得到的铝线为扁线，其与铜铝连接管压接容易出现缺陷，长期使用易发生故障。
实用新型内容
针对现有技术中的部分或全部问题，本实用新型首先提供一种铝制绕组发电机定子，包括：
定子本体，其上缠绕有多个铝制定子绕组；
集电环，其固定于所述定子本体的一端，所述多个铝制定子绕组的铝制引出线与所述集电环电连接，其中所述集电环由金属铝制成；以及
转接排，其一端与所述集电环固定连接，另一端适于与铜制电缆连接，以将所述定子绕组与所述铜制电缆电连接。
进一步地，所述铝制定子绕组的引出线与所述集电环通过氩弧焊连接。
进一步地，所述转接排包括：
第一部，用于与所述集电环固定连接，所述第一部由金属铝制成；以及
第二部，用于与所述铜制电缆连接，所述第二部由金属铜制成。
进一步地，所述第一部与所述集电环通过氩弧焊连接。
进一步地，所述第二部上设置有多个通孔，所述铜制电缆通过螺栓固定至所述通孔，实现与所述转接排的电连接。
进一步地，所述转接排为片状，其上半部由金属铝制成，用于与所述集电环固定连接，以及下半部由金属铜制成，用于与所述铜制电缆连接。
进一步地，所述集电环通过扎带捆绑固定于所述定子本体上。
基于如前所述的铝制绕组发电机定子，本实用新型还提供一种发电机，包括：
壳体；
如前所述的铝制绕组发电机定子，其设置于所述壳体内；以及
发电机转子，其可转动地设置于所述铝制绕组发电机定子内。
本实用新型还提供一种风力发电机，其包括如前所述的发电机。
本实用新型提供的铝制绕组发电机定子，一方面采用了铝制绕组，有效降低了发电机定子的自身重量以及制造成本，另一方面通过铝集电环及铜铝转接排配合，使得铝制绕组的引线与铜电缆电连接，有效避免了铝引线和铜铝转接管的冷压或钎焊，进而可以减少故障点。所述铝导线与集电环先通过氩弧焊连接，铜铝转接排与铝集电环之间也通过氩弧焊连接，焊接质量容易掌控。而铜电缆与定子的连接方式采用传统的经过验证的螺栓连接方式，安装及维修更为方便。
附图说明
为进一步阐明本实用新型的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出现有技术中的铝制绕组发电机定子的结构示意图；
图2示出本实用新型一个实施例的一种铝制绕组发电机定子的结构示意图；
图3示出本实用新型一个实施例的一种铝制绕组发电机定子的局部结构示意图；以及
图4示出本实用新型一个实施例的转接排的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本实用新型。应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
在本实用新型中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。
在本实用新型中，各实施例仅仅旨在说明本实用新型的方案，而不应被理解为限制性的。
在本实用新型中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
在此还应当指出，在本实用新型的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本实用新型的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。
在此还应当指出，在本实用新型的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本实用新型中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
发电机定子一般包括定子本体和多个定子绕组，其中所述多个定子绕组缠绕于定子本体上，当发电机转子在定子本体内部转动时，会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。而采用金属铝制备定子绕组时，由于金属铝的导电率为电工用铜的导电率的60％，且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要比铜制定子绕组质量低很多。但是由于铝制定子绕组的连接端需要与铜电缆实现电连接，因此，还需要设计一些转接结构实现铜铝转接。图1示出现有技术中的铝制绕组发电机定子400的结构示意图。如图1所示的实施例中，采用了管状的转换接头100，其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。但是压接连接方式易出现缺陷，长期使用易发生故障。针对上述问题，本实用新型通过引入铝制集电环，先将铝制绕组的引出线与铝制集电环连接，再通过铜铝转接排过渡，铜电缆再与铜铝转接排铜材质端通过螺栓连接。通过这种方式避免了铝引线和铜铝转接管的冷压或钎焊，减少故障点，铝导线与集电环先通过氩弧焊连接，铜铝转接排与铝集电环之间也通过氩弧焊连接，焊接质量容易掌控。此外，线圈与线圈之间的并头通过氩弧焊方式连接，其焊接质量较铝钎焊更为容易掌控。
下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本实用新型。
图2示出本实用新型一个实施例的一种铝制绕组发电机定子的结构示意图，以及图3示出本实用新型一个实施例的一种铝制绕组发电机定子的局部结构示意图。如图所示，一种铝制绕组发电机定子，其包括定子本体201、多个定子绕组202以及连接组件。其中，所述多个定子绕组202缠绕于所述定子本体201上，且所述多个定子绕组202的连接端形成引出线。在本实用新型的一个实施例中，所述定子绕组202采用金属铝制成，以降低发电机定子的重量，并降低生产成本，基于此，所述定子绕组202的引出线为铝制引出线221，通常所述铝制引出线221需要进一步地通过连接组件与铜制电缆电连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述铝制引出线221是通过定子绕组中不同线圈与线圈之间的并头连接形成，其中不同线圈之间的并头通过氩弧焊方式连接，相较于铝钎焊工艺，采用氩弧焊方式的焊接工艺更为简单，且焊接可靠性更高。
在本实用新型的实施例中，所述连接组件由集电环231以及转接排232组成。其中所述集电环231设置于所述定制本体201的一端，所述多个定子绕组202的铝制引出线221与所述集电环电连接。在本实用新型的一个实施例中，所述定子绕组202的铝制引出线221与所述集电环通过氩弧焊方式连接。在本实用新型的又一个实施例中，为了保证稳定性，还可以进一步地采用扎带或其他方式将所述集电环231捆绑固定于所述定子本体201上。由于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，因此，为了有效防止连接处铝制的定子绕组202的电化学腐蚀问题，在本实用新型的一个实施例中，所述集电环231采用与所述定子绕组202相同的材质制成，即采用金属铝制作形成。
所述转接排232用于将所述集电环231与铜制电缆进行电连接，进而实现铝制的定子绕组与铜制电缆的电连接。为实现这一目的，在本实用新型的实施例中，所述转接排232至少包括两个功能部分，其中，第一部用于与所述定子绕组202的铝制引出线221固定连接，以及第二部用于与所述铜制电缆连接。基于相同的理由，在本实用新型的实施例中，所述转接排232的第一部优选采用与所述集电环231相同的材质制成，以及第二部优选采用与所述铜制电缆相同的材质制成，即所述第一部由金属铝制成，以及所述第二部由金属铜制成。在本实用新型的一个实施例中，所述转接排232通过氩弧焊的方式与所述集电环231固定连接，具体而言，是所述转接排232的第一部，即铝制的部分通过氩弧焊的方式与所述集电环231固定连接。在本实用新型的一个实施例中，所述转接排232的第一部及第二部例如可以通过机械啮合、熔融连接、模塑等方式连接。
图4示出本实用新型一个实施例的转接排的结构示意图。如图4所示，在本实用新型的一个实施例中，采用了片状结构的转接排，其中所述片状结构的上半部由金属铝制成，用于与所述集电环231固定连接，以及下半部由金属铜制成，用于与所述铜制电缆连接。在本实用新型的一个实施例中，所述转接排232通过传统的螺栓连接方式与所述铜制电缆连接，具体而言，在所述转接排232的第二部设置有多个通孔2321，所述铜制电缆通过螺栓固定至所述通孔2321，实现与所述转接排232的电连接。螺栓连接方式是已经经过验证的铜制电缆与发电机定子的连接方式，其安装及维修更为方便。
基于如前所述的铝制绕组发电机定子，本实用新型还提供一种发电机，所述发电机包括壳体、定子及转子，其中所述定子采用如前所述的铝制绕组发电机定子，所述铝制绕组发电机定子设置于所述壳体内，所述发电机转子可转动地设置于所述铝制绕组发电机定子内。
本实用新型还提供一种风力发电机，其包括如前所述的发电机。
本实用新型提供的铝制绕组发电机定子，一方面采用了铝制绕组，有效降低了发电机定子的自身重量以及制造成本，另一方面通过铝集电环及铜铝转接排配合，使得铝制绕组的引线与铜电缆电连接，有效避免了铝引线和铜铝转接管的冷压或钎焊，进而可以减少故障点。所述铝导线与集电环先通过氩弧焊连接，铜铝转接排与铝集电环之间也通过氩弧焊连接，焊接质量容易掌控。而铜电缆与定子的连接方式采用传统的经过验证的螺栓连接方式，安装及维修更为方便。
尽管上文描述了本实用新型的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本实用新型的精神和范围。因此，此处所公开的本实用新型的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。
Claims (9)
1.一种铝制绕组发电机定子，其特征在于，包括：
定子本体，其上缠绕有多个铝制定子绕组；
集电环，其固定于所述定子本体的一端，所述多个铝制定子绕组的铝制引出线与所述集电环电连接，其中所述集电环由金属铝制成；以及
转接排，其一端与所述集电环固定连接，另一端适于与铜制电缆连接，以将所述定子绕组与所述铜制电缆电连接。
2.如权利要求1所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述铝制定子绕组的引出线与所述集电环通过氩弧焊连接。
3.如权利要求1所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述转接排包括：
第一部，其被配置为与所述集电环固定连接，所述第一部由金属铝制成；以及
第二部，其被配置为与所述铜制电缆连接，所述第二部由金属铜制成，其中第一部和第二部以导电方式彼此接合。
4.如权利要求3所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述第一部与所述集电环通过氩弧焊连接。
5.如权利要求3所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述第二部上设置有多个通孔，所述铜制电缆通过螺栓固定至所述通孔，实现与所述转接排的电连接。
6.如权利要求1所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述转接排为片状，其上半部由金属铝制成，且被配置为与所述集电环固定连接，以及下半部由金属铜制成，且被配置为与所述铜制电缆连接。
7.如权利要求1所述的铝制绕组发电机定子，其特征在于，所述集电环通过扎带捆绑固定于所述定子本体上。
8.一种发电机，其特征在于，包括：
壳体；
如权利要求1至7任一所述的铝制绕组发电机定子，其设置于所述壳体内；以及
发电机转子，其可转动地设置于所述铝制绕组发电机定子内。
9.一种风力发电机，其特征在于，包括如权利要求8所述的发电机。
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