DE102012202735B4 - Dynamoelectric machine with a single-layer break hole winding - Google Patents

Dynamoelectric machine with a single-layer break hole winding Download PDF

Info

Publication number
DE102012202735B4
DE102012202735B4 DE102012202735.1A DE102012202735A DE102012202735B4 DE 102012202735 B4 DE102012202735 B4 DE 102012202735B4 DE 102012202735 A DE102012202735 A DE 102012202735A DE 102012202735 B4 DE102012202735 B4 DE 102012202735B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stator
rotor
dynamoelectric machine
coils
segments
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102012202735.1A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102012202735A1 (en
Inventor
Frank Brasas
Johannes Germishuizen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102012202735.1A priority Critical patent/DE102012202735B4/en
Priority to PCT/EP2013/053182 priority patent/WO2013124239A2/en
Priority to EP13707822.6A priority patent/EP2805406A2/en
Publication of DE102012202735A1 publication Critical patent/DE102012202735A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102012202735B4 publication Critical patent/DE102012202735B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12Machines characterised by the modularity of some components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Dynamoelektrische Maschine, insbesondere Windkraftgenerator – mit einem Rotor (108), der mit Permanentmagneten (110) magnetische Pole (107) ausbildet, und – mit einem Stator (101), in dessen Nuten (102) ein dreiphasiges Wicklungssystem (U, V, W) angeordnet ist, und der in Umfangsrichtung betrachtet mehrere Segmente (103) aufweist, die mechanisch zusammengesetzt den Stator (101) ergeben, mit folgenden Merkmalen: – jedes der Segmente (103) weist zumindest drei Spulen (106) oder ein ganzzahliges Vielfaches davon auf, – das Wicklungssystem (105) ist als Einschicht-Bruchlochwicklung ausgebildet, – die Spulen (112) unterschiedlicher Segmente (103) weisen identische Spulenweite auf, wobei die Spulenweite die Entfernung der beiden Nuten (102) ist, in denen sich der Hin- bzw. Rückleiter einer Spule (112) befindet, – ein Segment (103) des Stators (101) erstreckt sich über sechs Nuten (102) oder ganzzahlige Vielfache davon, – zumindest ein Segment (103) des Stators (101) weist nur Spulen (106) zweier unterschiedlicher Phasen (U, V, W) auf.Dynamoelectric machine, in particular a wind power generator - with a rotor (108) which forms magnetic poles (107) with permanent magnets (110), and - with a stator (101) in whose slots (102) a three-phase winding system (U, V, W ) and which, viewed in the circumferential direction, has several segments (103) which, when assembled mechanically, result in the stator (101), with the following features: - Each of the segments (103) has at least three coils (106) or an integral multiple thereof - The winding system (105) is designed as a single-layer broken-hole winding, - the coils (112) of different segments (103) have identical coil widths, the coil width being the distance between the two grooves (102) in which the outward or . The return conductor of a coil (112) is located, - a segment (103) of the stator (101) extends over six slots (102) or integer multiples thereof, - at least one segment (103) of the stator (101) has only coils (106 ) betw egg of different phases (U, V, W).

Description

Die Erfindung betrifft eine dynamoelektrische Maschine mit einem Stator, der in Umfangsrichtung betrachtet, mehrere Segmente aufweist, die mechanisch zusammengesetzt einen Stator ergeben, mit einem dreiphasigen Wicklungssystem, das in Nuten des Stators eingebettet ist.The invention relates to a dynamoelectric machine having a stator, which, viewed in the circumferential direction, has a plurality of segments, which mechanically produce a stator, with a three-phase winding system embedded in slots of the stator.

Große dynamoelektrische Maschinen, wie z. B. Wind- und Gezeitengeneratoren mit Statordurchmesser von mehr als zwei bis drei Metern, weisen u. a. das Problem auf, dass der Stator, gegebenenfalls auch der Rotor nicht aus einem Stück gefertigt werden bzw. nicht in einem Stück transportiert werden können. Dazu ist es deshalb notwendig, die Komponenten in Segmentbauweise zu fertigen. Die Wicklung, die in einem segmentierten Stator eingelegt wird, sollte demnach in sich abgeschlossen sein. Aus fertigungstechnischen Gründen ist eine Überlappung einzelner Spulen über die Segmentgrenze hinaus nicht vorteilhaft, da die Montage dann vor Ort auf der Anlage durchgeführt werden muss und dort auch die erforderlichen elektrischen Prüfungen der Wicklung durchgeführt werden müssen. Dies erhöht den Montageaufwand erheblich.Large dynamoelectric machines, such. As wind and tide generators with stator diameter of more than two to three meters, u. a. the problem that the stator, possibly also the rotor can not be made in one piece or can not be transported in one piece. Therefore, it is necessary to manufacture the components in segmental construction. The winding, which is inserted in a segmented stator should therefore be self-contained. For manufacturing reasons, an overlap of individual coils beyond the segment boundary is not advantageous since the assembly then has to be carried out on site on the system and there the necessary electrical tests of the winding must be performed. This increases the installation effort considerably.

Deshalb werden bevorzugt Ganzlochwicklungen mit q = 1 eingesetzt, da diese für die Fertigung besonders gut geeignet sind, die Spulenweite konstant ist und es zwischen den Segmenten des Stators zu keiner Überlappung der Spulen kommt.Therefore, all-hole windings with q = 1 are preferably used, since they are particularly well suited for the production, the coil width is constant and there is no overlap of the coils between the segments of the stator.

Es ergibt sich hier jedoch aus elektromagnetischer Sicht das Problem, dass im Betrieb der dynamoelektrischen Maschine Oberwellen des Luftspaltfeldes nicht reduziert werden können. Diese Oberwellen sind u. a. dafür verantwortlich, dass durch die Wicklung ein vergleichsweise großes Rastmoment (cogging torque) verursacht wird. Insbesondere bei langsam laufenden Generatoren muss jedoch das Rastmoment so gering wie möglich gehalten werden.However, from an electromagnetic point of view, the problem arises here that harmonics of the air-gap field can not be reduced during operation of the dynamoelectric machine. These harmonics are u. a. responsible for the winding causing a comparatively large cogging torque. However, especially with slow-running generators, the cogging torque must be kept as low as possible.

Bei einer Ganzlochwicklung mit q = 1 führen Oberwellen zu einer erheblichen Drehmomentenwelligkeit, was zu Geräuschen und zu Vibrationen im Stator und damit im Gehäuse und den angrenzenden Bauteilen führt.In a full-hole winding with q = 1, harmonics lead to a considerable torque ripple, which leads to noise and vibrations in the stator and thus in the housing and the adjacent components.

Das angesprochene Rastmoment kann bei einer q = 1-Wicklung somit nur auf der Rotorseite gesenkt werden. Insbesondere bei einer Grundform eines Permanentmagneten in Form eines Quaders ist dies nicht so einfach und ohne Weiteres möglich. Bei Verwendung quaderförmiger Permanentmagnete gibt es bekanntlich zwei Methoden, die in der Praxis bevorzugt eingesetzt werden. Zum einen wird ein Polversatz der Permanentmagnete gewählt zum anderen wird eine Staffelung der Permanentmagnete auf dem Rotor in axialer Richtung herbeigeführt.The mentioned cogging torque can thus be reduced only on the rotor side with a q = 1 winding. In particular, in a basic form of a permanent magnet in the form of a cuboid, this is not so easy and readily possible. When using cuboid permanent magnets, there are known two methods that are preferably used in practice. On the one hand, a pole offset of the permanent magnets is selected, on the other hand a staggering of the permanent magnets on the rotor in the axial direction is brought about.

Eine weitere Möglichkeit das Rastmoment auf der Rotorseite zu beeinflussen, ist die Optimierung der Geometrie der Permanentmagnete. Diese Methode der Reduzierung der Rastmomente, insbesondere verbunden mit dem Polversatz der Magnete oder einer Staffelung der Magnete auf dem Rotor, reduziert das Rastmoment ganz erheblich. Nachteilig dabei ist jedoch, dass der Rotor unsymmetrisch gefertigt werden muss und/oder die Permanentmagnete aufwändig nachbearbeitet werden müssen.Another way to influence the cogging torque on the rotor side is to optimize the geometry of the permanent magnets. This method of reducing the cogging torque, in particular associated with the pole offset of the magnets or a staggering of the magnets on the rotor, reduces the cogging torque quite considerably. The disadvantage here, however, is that the rotor must be made asymmetrical and / or the permanent magnets must be reworked consuming.

Aus der DE 10 2004 044 701 A1 ist ein Verfahren zur Oberwellenunterdrückung bei einer permanenterregten Synchronmaschine beschrieben, welche einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Stator vorzugsweise eine drehphasige Drehstromwicklung aufweist und der Rotor Permanentmagnete aufweist, wobei eine erste Oberwelle mittels eines Wickelschemas und eine zweite Oberwelle mittels einer Magnetgeometrie unterdrückt wird, wobei die Magnetgeometrie insbesondere eine Magnetbreite und/oder eine Polabwicklung betrifft.From the DE 10 2004 044 701 A1 a method for harmonic suppression in a permanent-magnet synchronous machine is described which comprises a stator and a rotor, wherein the stator preferably comprises a three-phase rotating-phase winding and the rotor has permanent magnets, wherein a first harmonic wave is suppressed by means of a winding scheme and a second harmonic by means of a magnet geometry, wherein the magnet geometry relates in particular to a magnet width and / or a pole development.

Die aufgeführten Möglichkeiten zur Reduktion der Rastmomente verursachen auf jeden Fall einen erhöhten Fertigungsaufwand bei der Herstellung der dynamoelektrischen Maschine in dieser Leistungsklasse.The listed options for reducing the cogging torque definitely cause an increased production cost in the production of the dynamoelectric machine in this performance class.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine dynamoelektrische Maschine zu schaffen, insbesondere für die Leistungsklasse ab einem Megawatt wie z. B. Windkraftgenerator, bei der das Rastmoment gegenüber herkömmlichen Maschinen reduziert wird, bei einfacher Herstellung des Rotors.Based on this, the present invention seeks to provide a dynamoelectric machine, especially for the power class from a megawatt such. B. wind power generator, in which the cogging torque is reduced compared to conventional machines, with a simple manufacture of the rotor.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine dynamoelektrische Maschine, insbesondere Windkraftgenerator

  • – mit einem Rotor, der mit Permanentmagneten magnetische Pole ausbildet, und
  • – mit einem Stator, in dessen Nuten ein dreiphasiges Wicklungssystem angeordnet ist, und der in Umfangsrichtung betrachtet mehrere Segmente aufweist, die mechanisch zusammengesetzt den Stator ergeben, mit folgenden Merkmalen:
  • – jedes der Segmente weist zumindest drei Spulen oder ein ganzzahliges Vielfaches davon auf,
  • – das Wicklungssystem ist als Einschicht-Bruchlochwicklung ausgebildet,
  • – die Spulen unterschiedlicher Segmente weisen identische Spulenweite auf, wobei die Spulenweite die Entfernung der beiden Nuten ist, in denen sich der Hin- bzw. Rückleiter einer Spule befindet,
  • – ein Segment des Stators erstreckt sich über sechs Nuten oder ganzzahlige Vielfache davon,
  • – zumindest ein Segment des Stators weist nur Spulen zweier unterschiedlicher Phasen auf.
The solution of the problem is achieved by a dynamoelectric machine, in particular wind power generator
  • - With a rotor that forms magnetic poles with permanent magnets, and
  • - With a stator, in the grooves of a three-phase winding system is arranged, and viewed in the circumferential direction has a plurality of segments, which mechanically composite the stator, with the following features:
  • Each of the segments has at least three coils or an integral multiple thereof,
  • The winding system is designed as a single-layer break hole winding,
  • The coils of different segments have identical coil widths, the coil width being the distance of the two slots in which the forward and return conductors of a coil are located,
  • A segment of the stator extends over six slots or integer multiples thereof,
  • - At least one segment of the stator has only coils of two different phases.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wicklungssystems der dynamoelektrischen Maschine lassen sich nunmehr allein auf Seiten des Stators die Rastmomente erheblich reduzieren oder gar kompensieren. Es entfällt somit eine aufwändige Bearbeitung der Permanentmagneten und/oder des Rotors, bzw. die genaue Positionierung der Permanentmagnete auf oder im Blechpaket des Rotors. Due to the inventive design of the winding system of the dynamoelectric machine can now significantly reduce or even compensate for the cogging moments alone on the part of the stator. It thus eliminates a complex processing of the permanent magnets and / or the rotor, or the exact positioning of the permanent magnets on or in the laminated core of the rotor.

Vorteilhafterweise weisen dabei alle Spulen des Wicklungssystems die gleiche Spulenweite auf. Das vereinfacht die Montage. Pro Segment ist dabei die Wicklung weiterhin in sich abgeschlossen, so dass keine der Spulen Hin- Und Rückleiter in unterschiedlichen Segmenten besitzt. Damit kann eine Wicklungseinheit – also die Spulen eines Segments – im Werk montiert, getränkt und mechanisch und elektrisch geprüft werden.Advantageously, all coils of the winding system have the same coil width. This simplifies the assembly. Per segment, the winding is still self-contained, so that none of the coils has return and return conductors in different segments. This allows a winding unit - ie the coils of a segment - to be assembled, impregnated and mechanically and electrically tested in the factory.

Ein Segment des Stators weist vorteilhafterweise zumindest sechs Nuten oder ein ganzzahliges Vielfaches davon auf, so dass nunmehr mit der jeweiligen Spulenweite der Spulen ein kompaktes Segment und damit transportfähiges Segment eines Stators geschaffen ist. Mechanisch werden die Segmente vorzugsweise an ihren Stirnseiten und/oder am Außenumfang durch geeignete Verbindungselemente miteinander verbunden und bilden somit einen Stator eines Außenläufer- oder Innenläufergenerators. Diese mechanische Verbindung der Segmente mit ihren jeweiligen Nachbarsegmenten fixiert und positioniert die Segmente zueinander derart, dass sich ein gleichmäßiger mechanischer Luftspalt des Generators ohne Versatz an den Segmentgrenzen ergibt. Außerdem dient diese Fixierung der zusätzlichen mechanischen Versteifung des gesamten Stators, was für kurzzeitige Last- oder Stromstöße vorteilhaft ist.A segment of the stator advantageously has at least six grooves or an integer multiple thereof, so that now with the respective coil width of the coil, a compact segment and thus transportable segment of a stator is provided. Mechanically, the segments are preferably connected to one another at their front sides and / or on the outer circumference by suitable connecting elements and thus form a stator of an external rotor or inner rotor generator. This mechanical connection of the segments with their respective adjacent segments fixes and positions the segments relative to one another such that a uniform mechanical air gap of the generator results without offset at the segment boundaries. In addition, this fixation is the additional mechanical stiffening of the entire stator, which is advantageous for short-term load or surges.

Elektrisch verbunden werden die jeweiligen Phasen der Segmente durch ringförmig verlaufende, gegeneinander isolierte elektrische Leiter an einer Stirnseite des Stator. Diese elektrische Kontaktierung erfolgt auf der Anlage vor Ort.The respective phases of the segments are electrically connected by ring-shaped, mutually insulated electrical conductors on one end face of the stator. This electrical contact is made on site at the plant.

Erfindungsgemäß wird die Reduzierung der Rastmomente u. a. dadurch erreicht, dass zumindest ein Segment des Stators lediglich zwei Spulen des Dreiphasensystems U, V, W aufweist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Wicklungen, auch in den Segmenten deren Spulen alle drei Phasen aufweisen, wird sowohl durch den konstruktiven Aufbau als auch durch die daraus resultierenden elektromagnetischen Eigenschaften im Betreib der dynamoelektrischen Maschine eine Reduzierung der Rastmomente geschaffen.According to the invention, the reduction of the cogging torque u. a. achieved in that at least one segment of the stator has only two coils of the three-phase system U, V, W. The inventive arrangement of the windings, even in the segments whose coils have all three phases, a reduction of the cogging torques is created both by the structural design and by the resulting electromagnetic properties in the operation of the dynamoelectric machine.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Rotor pro magnetischem Pol, in Umfangsrichtung betrachtet nur einen Permanentmagnet auf. Vorteilhafterweise erstrecken sich selbstverständlich die magnetischen Pole in axialer Richtung des Rotors, so dass in axialer Richtung betrachtet durchaus mehrere Magnete hintereinander in axialer Richtung angeordnet sind.In a particularly preferred embodiment, the rotor has only one permanent magnet per magnetic pole, viewed in the circumferential direction. Advantageously, of course, the magnetic poles extend in the axial direction of the rotor, so that viewed in the axial direction quite a plurality of magnets are arranged one behind the other in the axial direction.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Magnete in axiale Ausnehmungen des Blechpakets des Rotors eingesetzt sind. Dies erleichtert insbesondere das axiale Einschieben und Positionieren der Permanentmagnete. In diesem Fall sind keine Vorkehrungen zu treffen, die Permanentmagnete im Betrieb am Rotor, beispielsweise durch eine Bandage zu fixieren um die Fliehkräfte aufzunehmen.It when the magnets are inserted into axial recesses of the laminated core of the rotor is particularly advantageous. This facilitates in particular the axial insertion and positioning of the permanent magnets. In this case, no provision should be made to fix the permanent magnets in operation on the rotor, for example by a bandage to absorb the centrifugal forces.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die gängigen, in großer Stückzahl – und dementsprechend günstig herstellbaren Permanentmagnete, die in quaderförmiger Form angeboten und hergestellt werden, einsetzbar sind. Ein derartiger Stator mit seinem Rotor eignet sich insbesondere für große Windkraftgeneratoren, deren Generator-Durchmesser zwei, drei vier oder gar über fünf Meter beträgt. Dabei handelt es sich insbesondere um direkt angetriebene Windkraftgeneratoren, bei denen die Windturbine den Rotor der dynamoelektrischen Maschine direkt antreibt, ohne dass eine Zwischenschaltung eines Getriebes notwendig wäre.It is particularly advantageous if the usual, in large quantities - and accordingly low manufacturable permanent magnets, which are offered and manufactured in cuboid shape, can be used. Such a stator with its rotor is particularly suitable for large wind power generators whose generator diameter is two, three four or even more than five meters. These are in particular directly driven wind power generators, in which the wind turbine directly drives the rotor of the dynamoelectric machine without the need for an intermediate gearbox.

Selbstverständlich lässt sich der erfindungsgemäße Grundgedanke aber auch auf Windgeneratoren übertragen, die über ein Getriebe mit der Windturbine verbunden sind.Of course, the basic idea according to the invention can also be transferred to wind generators which are connected to the wind turbine via a gearbox.

Auch andere große dynamoelektrische Maschinen, wie z. B. Rohrmühlen, oder Unterwassergeneratoren lassen sich auf die erfinderische Art und Weise bezüglich der Rastmomente optimieren.Other large dynamoelectric machines, such. As tube mills, or underwater generators can be optimized in the inventive manner with respect to the cogging torques.

Die dynamoelektrische Maschine kann vorteilhafterweise als Außenläufer oder Innenläufer ausgeführt werden. Am erfindungsgemäßen Grundgedanken ändert sich damit jeweils nichts.The dynamoelectric machine can be advantageously designed as an external rotor or internal rotor. Nothing changes with the basic idea according to the invention.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der Figuren näher dargestellt. Darin zeigen:The invention and advantageous embodiments of the invention are illustrated in more detail with reference to FIGS. Show:

1 einen Längsanschnitt einer Gondel einer Windkraftanlage, 1 a longitudinal section of a nacelle of a wind turbine,

2 ein Segment eines Stators, mit dem Ausschnitt des Rotors, 2 a segment of a stator, with the cutout of the rotor,

3 bis 5 jeweils verschiedene Wicklungspläne von Einschichtbruchlochwicklung mit unterschiedlichen Bruchlochwicklungsfaktoren, 3 to 5 each different winding plans of single-layer break hole winding with different Bruchlochwicklungsfaktoren,

6 Ausschnitt eines Querschnitts eines Außenläufergenerators, 6 Section of a cross-section of an external rotor generator,

7 einen Längsanschnitt einer Gondel einer Windkraftanlage mit einem Außenläufergenerator. 7 a longitudinal section of a nacelle of a wind turbine with an external rotor generator.

1 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung eine nicht näher dargestellte Gondel einer Windkraftanlage, wobei in der Gondel ein Windkraftgenerator 100 angeordnet ist, der durch eine Windturbine 109 direkt über eine Welle 111 angetrieben wird. Der Windkraftgenerator 100 weist in einem Gehäuse 120 einen Stator 101 auf, der zu einem Rotor 108 gewandt Nuten 102 aufweist, in denen ein Wicklungssystem 105 eingebettet ist. Der Rotor 108 ist dabei einen Luftspalt 114 vom Stator 101 beabstandet. 1 shows in a schematic representation of a nacelle of a wind turbine not shown in detail, wherein in the nacelle, a wind power generator 100 is arranged by a wind turbine 109 directly over a wave 111 is driven. The wind power generator 100 points in a housing 120 a stator 101 on that to a rotor 108 turned grooves 102 comprising, in which a winding system 105 is embedded. The rotor 108 is an air gap 114 from the stator 101 spaced.

Der Stator 101 ist, wie insbesondere 2 zu entnehmen, in Umfangsrichtung betrachtet aus Segmenten 103 aufgebaut, die über Statorverbindungselemente 104 und/oder über nicht näher dargestellte Flansche an den Stirnseiten des Stators 101, zusammengesetzt den Stator 101 ergeben. Auf das in den Nuten 102 befindliche Wicklungssystem 105 wurde in dieser Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die Wicklungssysteme sind den folgenden Figuren zu entnehmen.The stator 101 is, in particular 2 to be taken in the circumferential direction of segments 103 constructed using stator connection elements 104 and / or not shown flanges on the end faces of the stator 101 , assembled the stator 101 result. On the in the grooves 102 located winding system 105 was omitted in this presentation for reasons of clarity. The winding systems are shown in the following figures.

In einer Statorbohrung befindet sich im Wesentlichen konzentrisch angeordnet ein Rotor 108, der in dieser Darstellung als Innenläufer ausgeführt ist und auf seiner dem Luftspalt 114 des Windgenerators 100 zugewandten Seite Permanentmagnete 110 aufweist. Die durch die Permanentmagnete 110 gebildeten Pole sind entweder – in Umfangsrichtung betrachtet – einstückig oder aus mehren einzelnen Magneten aufgebaut. Dies betrifft sowohl segmentierte als auch nicht segmentierte Rotoren – ebenso wie Innen- und Außenläufer. Diese ist ebenso bei außen- oder innenliegenden Permanentmagneten 110 anwendbar.In a stator bore is substantially concentrically arranged a rotor 108 , which is executed in this representation as an internal rotor and on its the air gap 114 of the wind generator 100 facing side permanent magnets 110 having. The through the permanent magnets 110 formed poles are either - viewed in the circumferential direction - in one piece or composed of several individual magnets. This applies to both segmented and non-segmented rotors - as well as internal and external rotor. This is also the case with external or internal permanent magnets 110 applicable.

Diese Permanentmagnete 110 sind in axialer verlaufenden Taschen im Blechpaket des Rotors 108 angeordnet und werden als vergrabene Permanentmagnete bezeichnet. In Umfangsrichtung betrachtet ist dabei pro magnetischem Pol 107 nur ein, insbesondere quaderförmiger, Permanentmagnet vorgesehen. Diese Magnete sind insbesondere aus ökonomischen Gründen vorteilhaft.These permanent magnets 110 are in axially extending pockets in the laminated core of the rotor 108 arranged and are referred to as buried permanent magnets. In the circumferential direction is considered per magnetic pole 107 only one, in particular cuboid, permanent magnet provided. These magnets are particularly advantageous for economic reasons.

Ohne das Funktionsprinzip einzuschränken können diese Magnete auch an der Rotoroberfläche angeordnet werden. Dann sind sie durch geeignete Maßnahmen, Bandagen und/oder Kleber und/oder mechanische Halterungen am Blechpaket des Rotors 108 zu befestigen, um die Fliehkräfte aufnehmen zu können.Without restricting the principle of operation, these magnets can also be arranged on the rotor surface. Then they are by appropriate measures, bandages and / or adhesive and / or mechanical brackets on the laminated core of the rotor 108 to attach to absorb the centrifugal forces.

In axialer Erstreckung des Rotors 108 sind dabei durchaus mehrere Permanentmagnete 110 hintereinander angeordnet. Da die Reduzierung der Rastmomente allein durch das Wicklungssystem des Stators 101 erfolgt, sind Staffelungen der Permanentmagnete 110 oder Schrägungen der Permanentmagnete 110 im Rotor 108 nicht notwendig. Damit vereinfacht sich der Aufbau eines derartigen Rotors 108 erheblich, da nunmehr die Rastmomente durch das Wicklungssystem 105 des Stators 101 reduziert werden.In the axial extent of the rotor 108 are quite a few permanent magnets 110 arranged one behind the other. Since the reduction of the cogging torque solely by the winding system of the stator 101 are graduated from the permanent magnets 110 or bevels of the permanent magnets 110 in the rotor 108 unnecessary. This simplifies the structure of such a rotor 108 considerably, since now the cogging moments by the winding system 105 of the stator 101 be reduced.

Die Nuten 102 eines Segments 103 des Stators 101 sind entweder – wie dargestellt parallelflankig ausgeführt, d. h. die Nutbreite ist konstant. In einer weiteren Ausführungsform sind diese Nuten 102 konisch ausgeführt, d. h. in Richtung des Nutgrundes vergrößert sich die Nutbreite. Dabei sind die Flanken der Zähne parallel. Bei Realisierung der zweiten Alternative sind die Hohlräume in Richtung Nutgrund verstärkt auszugießen, oder es können dort explizit Kühlkanäle vorgesehen werden.The grooves 102 a segment 103 of the stator 101 are either - as shown running parallel flankig, ie the groove width is constant. In a further embodiment, these grooves are 102 designed conical, ie in the direction of the groove bottom increases the groove width. The flanks of the teeth are parallel. When the second alternative is implemented, the cavities are to be reinforced in the direction of the groove base, or cooling channels may be provided there explicitly.

Die Segmentgrenzen des Stator 101 verlaufen vorteilhafterweise innerhalb eines Zahnes, damit ist ein mechanischer Schutz des Wicklungssystems 105 während des Transports und der Montage gegeben.The segment boundaries of the stator 101 advantageously run within a tooth, so that is a mechanical protection of the winding system 105 during transport and assembly.

Das Wicklungssystem 105 in den offenen Nuten kann dabei zusätzlich durch Nutverschlusselemente fixiert werden.The winding system 105 In the open grooves can be additionally fixed by Nutverschlusselemente.

3 bis 5 zeigen nunmehr Wicklungspläne für eine Einschichtbruchlochwicklung mit unterschiedlichen Bruchlochwicklungsfaktoren, wobei über Segmentgrenzen hinweg keinerlei Spulenverbindungen vorgesehen sind. Mit „0” ist dabei ein Rückleiter bezeichnet – mit „X” ein Hinleiter der jeweiligen Spule. Die Bezeichnung der jeweiligen Phase U, V, W ist der 3 zu entnehmen – aber sinngemäß auf die Wicklungspläne der 4, 5 zu übertragen. 3 to 5 now show winding plans for a single-layer break hole winding with different Bruchlochwicklungsfaktoren, over segment boundaries away no coil connections are provided. With "0" a return conductor is designated - with "X" a forward conductor of the respective coil. The designation of the respective phase U, V, W is the 3 to be taken - but in analogy to the winding plans of 4 . 5 transferred to.

Das jeweilige Kontaktieren der Spulen 112 einer Phase erfolgt auf der Anlage vor Ort, wo der Stator 101 zusammengebaut wird. Diese Kontaktierung wird vorzugsweise auf einer Stirnseite des Blechpakets des Stators 101 beispielsweise durch eine Ringleitung 123 durchgeführt, die die Spulen 112 jeder Phase miteinander elektrisch verbindet. An der zweiten Stirnseiten befinden sich lediglich die Wickelköpfe.The respective contacting of the coils 112 a phase takes place on the plant site where the stator 101 is assembled. This contacting is preferably on a front side of the laminated core of the stator 101 for example, by a loop 123 carried out the coils 112 each phase connects electrically to each other. On the second end faces are only the winding heads.

3 zeigt einen Wicklungsplan mit dem Bruchlochwicklungsfaktor q = 0,9. Wobei grundsätzlich gemäß der mathematischen Beziehung 2p = N/(q·m),

2p
– die Anzahl der Polpaare,
q
– der Bruchlochwicklungsfaktor,
N
– die Anzahl der Nuten des Stators und
m
– die Anzahl der Phasen ist.
3 shows a winding plan with the Bruchlochwicklungsfaktor q = 0.9. In principle, according to the mathematical relationship 2p = N / (q · m),
2p
- the number of pole pairs,
q
The break hole winding factor,
N
- the number of slots of the stator and
m
- the number of phases is.

Dabei weisen zumindest einzelne Segmente 103 lediglich zwei Phasen des Dreiphasensystems U, V, W auf. Der Stator 101 hat somit 54 Nuten. Der dazu korrespondierende Rotor 108 weist demnach zwanzig magnetische Pole 107 auf. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der vorgefertigten Spulen in den Nuten, deren Stromdurchflutung X, O und deren Phasenkontaktierung wird die Drehmomentwelligkeit der dynamoelektrischen Maschine im Betrieb erheblich reduziert. In this case, at least individual segments 103 only two phases of the three-phase system U, V, W on. The stator 101 thus has 54 slots. The corresponding rotor 108 therefore has twenty magnetic poles 107 on. The inventive arrangement of the prefabricated coils in the grooves, their current flooding X, O and their phase contact, the torque ripple of the dynamoelectric machine is significantly reduced during operation.

4 zeigt einen Wicklungsplan mit dem Bruchlochwicklungsfaktor q = 1,2. Der Stator hat nunmehr 36 Nuten. Dabei weisen zumindest einzelne Segmente 103 lediglich zwei Phasen des Dreiphasensystems U, V, W auf. Der dazu korrespondierende Rotor 108 weist demnach zehn magnetische Pole 107 auf. Siehe auch 2, in der ein derartiger Generator beispielhaft gezeigt ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der vorgefertigten Spulen 112 in den Nuten 102, deren Stromdurchflutung X, O und deren Phasenkontaktierung wird die Drehmomentwelligkeit der dynamoelektrischen Maschine im Betrieb erheblich reduziert. 4 shows a winding plan with the break hole winding factor q = 1.2. The stator now has 36 slots. In this case, at least individual segments 103 only two phases of the three-phase system U, V, W on. The corresponding rotor 108 therefore has ten magnetic poles 107 on. See also 2 in which such a generator is shown by way of example. The inventive arrangement of the prefabricated coils 112 in the grooves 102 , whose current flooding X, O and their Phasenkontaktierung the torque ripple of the dynamoelectric machine is significantly reduced during operation.

5 zeigt einen Wicklungsplan mit dem Bruchlochwicklungsfaktor q = 1,5. Der Stator hat nunmehr 18 Nuten. Dabei weisen zumindest einzelne Segmente 103 lediglich zwei Phasen des Dreiphasensystems U, V, W auf. Der dazu korrespondierende Rotor 108 weist demnach vier magnetische Pole 107 auf. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der vorgefertigten Spulen 112 in den Nuten 102, deren Stromdurchflutung X, O und deren Phasenkontaktierung wird die Drehmomentwelligkeit der dynamoelektrischen Maschine im Betrieb erheblich reduziert. 5 shows a winding plan with the break hole winding factor q = 1.5. The stator now has 18 slots. In this case, at least individual segments 103 only two phases of the three-phase system U, V, W on. The corresponding rotor 108 therefore has four magnetic poles 107 on. The inventive arrangement of the prefabricated coils 112 in the grooves 102 , whose current flooding X, O and their Phasenkontaktierung the torque ripple of the dynamoelectric machine is significantly reduced during operation.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Spulen 112 bzw. der Leiter der Spulen 112 wird unter Berücksichtigung einer einfachen Herstellung eines großen Stators 101 ein Generator mit vergleichsweise geringen Rastmomenten geschaffen.By the inventive arrangement of the coils 112 or the head of the coils 112 is considering a simple manufacture of a large stator 101 created a generator with comparatively low cogging torques.

Die elektrische Zuordnung der Spulen 112 an die jeweiligen Phasen – also die elektrische Verschaltung erfolgt auf einer Stirnseite des Stators 101. Dabei werden dort elektrisch voneinander isoliert Ringleitungen angebracht, die die jeweiligen Spulen 112 einer jeden Phase U, V, W miteinander kontaktieren.The electrical assignment of the coils 112 to the respective phases - that is, the electrical interconnection takes place on an end face of the stator 101 , In this case, there are electrically isolated from each other ring lines attached, which are the respective coils 112 each phase U, V, W contact each other.

Selbstverständlich ist die Erfindung, als auch die für Innenläufer getroffenen physikalische Aussagen auch auf Außenläufer zu übertragen. Dabei befindet sich der Stator 101, wie insbesondere der 7 zu entnehmen ist, im Wesentlichen in axialer Verlängerung der Welle 111. Das Antriebsmoment wird von der Windturbine 109 und beispielsweise einer Welle 111 über geeignete mechanische Verbindungselemente an den als Außenläufer ausgebildeten Rotor 108 übertragen. Der Rotor 108 ist dabei Teil eines Hohlkörpers 106, der den Stator 101 umgibt. Dieser umgibt den Stator 101 radial, wobei zwischen Rotor 108 und Stator 101 ein Luftspalt 114 ist, über den Stator 101 und Rotor 108 elektromagnetisch wechselwirken.It goes without saying that the invention as well as the physical statements made for internal rotors must also be applied to external rotors. This is the stator 101 , in particular the 7 can be seen, essentially in axial extension of the shaft 111 , The drive torque is from the wind turbine 109 and for example a wave 111 via suitable mechanical connecting elements on the rotor designed as an external rotor 108 transfer. The rotor 108 is part of a hollow body 106 that's the stator 101 surrounds. This surrounds the stator 101 radial, being between rotor 108 and stator 101 an air gap 114 is, over the stator 101 and rotor 108 interact electromagnetically.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagnete 110 ohne zusätzliches Blechpaket 116 – wie in 7 – direkt an dem Hohlkörper 106 angebracht. Die geschieht durch mechanische Halterungen und/oder stoffschlüssige Verbindungen, z. B. Klebung. Dies vereinfacht den Herstellungsprozess des Außenläufers, da keine zusätzlichen Elemente im Hohlkörper 106 fixiert werden müssen.In this embodiment, the permanent magnets 110 without additional laminated core 116 - as in 7 - directly on the hollow body 106 appropriate. This is done by mechanical brackets and / or cohesive connections, z. B. Bonding. This simplifies the manufacturing process of the external rotor, since no additional elements in the hollow body 106 must be fixed.

Der Rotor 108 ist in dieser Ausführungsform segmentiert ausgebildet. Dabei bildet der segmentierte Hohlkörper 106 den magnetischen Rückschluss der Permanentmagnete 110. Die Anzahl der magnetischen Pole ist ungleich der Anzahl der diesem Rotorsegment 115 gegenüberliegenden Nuten. Dies reduziert ebenso die Rastmomente.The rotor 108 is formed segmented in this embodiment. This forms the segmented hollow body 106 the magnetic conclusion of the permanent magnets 110 , The number of magnetic poles is not equal to the number of this rotor segment 115 opposite grooves. This also reduces the cogging moments.

Die Rotorsegmente 115 sind durch geeignete Rotorverbindungselemente 122 miteinander mechanisch verbunden. Die Segmentgrenzen 119 verlaufen innerhalb von Pollücken 117 der magnetischen Pole 107.The rotor segments 115 are by suitable rotor connection elements 122 mechanically connected to each other. The segment boundaries 119 run within pole gaps 117 the magnetic poles 107 ,

Der Stator 101 ist, wie in 6 gezeigt, segmentiert aufgebaut. Jedes Segment 103 weist dabei sechs Nuten auf, die aus gründen der Übersichtlichkeit ohne das Wicklungssystem 105 dargestellt werden. Die in den Nuten 102 eingesetzten Wicklungssysteme sind den 3 bis 5 zu entnehmen.The stator 101 is how in 6 shown, segmented. Every segment 103 has six grooves, which for reasons of clarity without the winding system 105 being represented. The in the grooves 102 used winding systems are the 3 to 5 refer to.

Die Nuten 102 eines Segments 103 des Stators 101 sind wie dargestellt, parallelflankig ausgeführt, d. h. die Nutbreite ist über die radiale Nuthöhe betrachtet konstant.The grooves 102 a segment 103 of the stator 101 are, as shown, executed parallel flanked, ie the groove width is constant over the radial groove height considered.

In einer weiteren Ausführungsform sind diese Nuten 102 konisch ausgeführt, d. h. in Richtung des Nutgrundes verjüngt sich die Nutbreite. Dabei sind dann die Flanken der Zähne parallel. Bei Realisierung der zweiten Alternative sind Hohlräume im Bereich der Nutöffnung, bei Einsatz rechteckförmiger Leiter – also in Richtung Luftspalt 114 verstärkt auszugießen, oder es können dort explizit Kühlkanäle vorgesehen werden, um die Leiter einer Spule 112 in der Nut zu halten.In a further embodiment, these grooves are 102 designed conical, ie in the direction of the groove bottom, the groove width tapers. The flanks of the teeth are then parallel. When implementing the second alternative, cavities are in the region of the slot opening, when using rectangular conductors - ie in the direction of the air gap 114 pour out, or it can be provided there cooling channels to the conductors of a coil explicitly 112 to keep in the groove.

Das Wicklungssystem 105 in den offenen Nuten kann dabei zusätzlich durch Nutverschlusselemente fixiert werden.The winding system 105 In the open grooves can be additionally fixed by Nutverschlusselemente.

Um größere Segmente 103 zu realisieren, weisen diese dann zwölf Nuten auf, sodass sich sechs Spulen 112 in den Nuten dieses Segments 103 befinden.To larger segments 103 to realize, they then have twelve grooves, so that six coils 112 in the grooves of this segment 103 are located.

In dem Antriebsstrang sowohl bei der Ausführung mit Innen- als auch Außenläufer kann auch ein Getriebe zwischengeschaltet sein, um u. a. die gewünschte Drehzahl des Generators im Nennbetrieb zu erhalten.In the drive train both in the version with internal and external rotor and a transmission can be interposed to u. a. To obtain the desired speed of the generator in nominal operation.

Der segmentierte Stator 101 wird, wie 7 prinzipiell dargestellt dabei beispielsweise durch geeignete mechanische Stützelemente 121 am Gehäuse 120 gehalten. Der Rotor 108 dieser Anordnung kann ebenso in Umfangsrichtung betrachtet einteilig oder segmentiert ausgeführt sein.The segmented stator 101 will, how 7 represented in principle, for example, by suitable mechanical support elements 121 on the housing 120 held. The rotor 108 This arrangement can also be designed as one piece or segmented viewed in the circumferential direction.

Die Spulen 112 sind vorzugsweise Formspulen, deren Windungen aus Flachdraht aufgebaut sind.The spools 112 are preferably form of coils whose turns are constructed of flat wire.

Das erfindungsgemäße Wicklungssystem 105 ist sowohl für Innen- als auch Außenläufer großer dynamoelektrischer Maschinen größer 1 MW und/oder Durchmessern größer 2 Metern geeignet. Besonders vorteilhaft ist dieses Wicklungssystem bei segmentierten Statoren 101 und/oder segmentierten Rotoren 108 einsetzbar.The winding system according to the invention 105 is suitable for both internal and external rotors of large dynamo-electric machines larger than 1 MW and / or diameters larger than 2 meters. This winding system is particularly advantageous for segmented stators 101 and / or segmented rotors 108 used.

Vorteilhafterweise entsprechen sich die von den Segmenten von Stator 101 und Rotor 108 aufgespannten Winkel 118, gemäß 6. Dies erleichtert den Transport – insbesondere, da nun Segmente von Rotor 108 und Stator 101 zusammen als eine Einheit transportierbar sind.Advantageously, these correspond to those of the segments of stator 101 and rotor 108 spanned angle 118 , according to 6 , This facilitates the transport - in particular, since now segments of rotor 108 and stator 101 together as a unit are transportable.

Claims (10)

Dynamoelektrische Maschine, insbesondere Windkraftgenerator – mit einem Rotor (108), der mit Permanentmagneten (110) magnetische Pole (107) ausbildet, und – mit einem Stator (101), in dessen Nuten (102) ein dreiphasiges Wicklungssystem (U, V, W) angeordnet ist, und der in Umfangsrichtung betrachtet mehrere Segmente (103) aufweist, die mechanisch zusammengesetzt den Stator (101) ergeben, mit folgenden Merkmalen: – jedes der Segmente (103) weist zumindest drei Spulen (106) oder ein ganzzahliges Vielfaches davon auf, – das Wicklungssystem (105) ist als Einschicht-Bruchlochwicklung ausgebildet, – die Spulen (112) unterschiedlicher Segmente (103) weisen identische Spulenweite auf, wobei die Spulenweite die Entfernung der beiden Nuten (102) ist, in denen sich der Hin- bzw. Rückleiter einer Spule (112) befindet, – ein Segment (103) des Stators (101) erstreckt sich über sechs Nuten (102) oder ganzzahlige Vielfache davon, – zumindest ein Segment (103) des Stators (101) weist nur Spulen (106) zweier unterschiedlicher Phasen (U, V, W) auf.Dynamoelectric machine, in particular wind power generator - with a rotor ( 108 ), with permanent magnets ( 110 ) magnetic poles ( 107 ), and - with a stator ( 101 ), in whose grooves ( 102 ) a three-phase winding system (U, V, W) is arranged, and the circumferentially more segments ( 103 ), which mechanically assembled the stator ( 101 ), having the following characteristics: each of the segments ( 103 ) has at least three coils ( 106 ) or an integer multiple thereof, - the winding system ( 105 ) is designed as a single-layer break hole winding, - the coils ( 112 ) of different segments ( 103 ) have identical coil width, wherein the coil width the distance of the two grooves ( 102 ), in which the return conductor of a coil ( 112 ), - a segment ( 103 ) of the stator ( 101 ) extends over six grooves ( 102 ) or integer multiples thereof, - at least one segment ( 103 ) of the stator ( 101 ) has only coils ( 106 ) of two different phases (U, V, W). Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (108) vergrabene Permanentmagnete (110) oder Oberflächenmagnete aufweist.Dynamoelectric machine according to claim 1, characterized in that the rotor ( 108 ) buried permanent magnets ( 110 ) or surface magnets. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass pro magnetischem Pol (107) des Rotors (108) in Umfangsrichtung betrachtet zumindest ein Permanentmagnet (110) vorgesehen ist.Dynamoelectric machine according to claim 2, characterized in that per magnetic pole ( 107 ) of the rotor ( 108 ) viewed in the circumferential direction at least one permanent magnet ( 110 ) is provided. Dynamoelektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (110) quaderförmig ausgeführt sind.Dynamoelectric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets ( 110 ) are executed cuboid. Dynamoelektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutenanzahl des Stators (101) vierundfünfzig (N = 54) ist und der Rotor (108) zwanzig Pole aufweist, mit einem Bruchlochwicklungsfaktor von q = 0,9.Dynamoelectric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the number of slots of the stator ( 101 ) fifty-four (N = 54) and the rotor ( 108 ) has twenty poles, with a break hole winding factor of q = 0.9. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutenanzahl des Stators (101) sechsunddreißig (N = 36) ist, der Rotor (108) zehn magnetische Pole aufweist und der Bruchlochwicklungsfaktor q = 1,2 ist.Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the number of slots of the stator ( 101 ) is thirty-six (N = 36), the rotor ( 108 ) has ten magnetic poles and the break hole winding factor q = 1.2. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutenanzahl des Stators (101) achtzehn (N = 18) ist, dass der Rotor (108) vier magnetische Pole aufweist und dass der Bruchlochwicklungsfaktor q = 1,5 ist.Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the number of slots of the stator ( 101 ) Eighteen (N = 18) is that the rotor ( 108 ) has four magnetic poles and that the break hole winding factor q = 1.5. Windkraftgenerator (100) mit einer dynamoelektrischen Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Windkraftgenerator (100) von einer Windturbine (109) direkt oder über ein Getriebe angetrieben wird.Wind power generator ( 100 ) with a dynamoelectric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the wind power generator ( 100 ) from a wind turbine ( 109 ) is driven directly or via a transmission. Windkraftgenerator (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Windkraftgenerator (100) um eine dynamoelektrische Maschine mit einem Außen- oder Innenläufer handelt.Wind power generator ( 100 ) according to claim 8, characterized in that it is in the wind power generator ( 100 ) is a dynamo-electric machine with an external or internal rotor. Windkraftanlage mit einem Windkraftgenerator (100) nach Anspruch 8 oder 9.Wind turbine with a wind power generator ( 100 ) according to claim 8 or 9.
DE102012202735.1A 2012-02-22 2012-02-22 Dynamoelectric machine with a single-layer break hole winding Expired - Fee Related DE102012202735B4 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012202735.1A DE102012202735B4 (en) 2012-02-22 2012-02-22 Dynamoelectric machine with a single-layer break hole winding
PCT/EP2013/053182 WO2013124239A2 (en) 2012-02-22 2013-02-18 Dynamoelectric machine with a single-layer fractional-slot winding
EP13707822.6A EP2805406A2 (en) 2012-02-22 2013-02-18 Segemented electric machine with single-layer fractional-slot winding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012202735.1A DE102012202735B4 (en) 2012-02-22 2012-02-22 Dynamoelectric machine with a single-layer break hole winding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012202735A1 DE102012202735A1 (en) 2013-08-22
DE102012202735B4 true DE102012202735B4 (en) 2014-10-16

Family

ID=47833030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012202735.1A Expired - Fee Related DE102012202735B4 (en) 2012-02-22 2012-02-22 Dynamoelectric machine with a single-layer break hole winding

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2805406A2 (en)
DE (1) DE102012202735B4 (en)
WO (1) WO2013124239A2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2924847A1 (en) 2014-03-28 2015-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Composite electric machine
US11196314B2 (en) 2017-02-02 2021-12-07 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Segmented stator electrical machine
DE102017119530A1 (en) * 2017-08-25 2019-02-28 Wobben Properties Gmbh Generator rotor and generator stator and generator and wind turbine and method for transporting a generator
EP3514922B2 (en) * 2018-01-18 2022-12-14 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Fractional slot multi winding set electrical machine
EP3627666A1 (en) 2018-09-24 2020-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Magnetic active unit of a multiphase rotating electric machine
US11799343B2 (en) 2021-01-08 2023-10-24 Beta Air, Llc Methods and systems for a fractional concentrated stator configured for use in electric aircraft motor
CN113659739B (en) * 2021-08-17 2022-09-30 浙江大学 Novel modular motor stator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004044701A1 (en) * 2004-09-15 2006-04-06 Siemens Ag synchronous machine
US20110266911A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 James Kenneth Booth Winding Arrangement

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004044697B4 (en) * 2004-09-15 2009-02-26 Siemens Ag synchronous machine
CN101752973B (en) * 2008-12-13 2013-07-17 中山大洋电机股份有限公司 Direct drive motor
JP4715934B2 (en) * 2009-02-20 2011-07-06 株式会社デンソー 5-phase motor
DE102009032883A1 (en) * 2009-07-13 2011-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Winding arrangement

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004044701A1 (en) * 2004-09-15 2006-04-06 Siemens Ag synchronous machine
US20110266911A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 James Kenneth Booth Winding Arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013124239A2 (en) 2013-08-29
EP2805406A2 (en) 2014-11-26
WO2013124239A3 (en) 2014-08-07
DE102012202735A1 (en) 2013-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012202735B4 (en) Dynamoelectric machine with a single-layer break hole winding
EP2639936B1 (en) Electrical machine with permanently excited rotor and permanently excited rotor
DE102010010127A1 (en) Optimized electrical machine for intelligent actuators
EP2115857B1 (en) 18/8 synchronous motor
DE102004044701A1 (en) synchronous machine
DE102019206460B3 (en) Rotating multiphase transverse flux machine
DE102013213554A1 (en) ELECTRICAL PERMANENT MAGNET ROTATION MACHINE
DE112012007152T5 (en) Rotating electrical machine
DE102012011445A1 (en) Motor with a rotor and method of manufacturing the rotor
DE102013200476A1 (en) Permanent magnet-excited two-pole synchronous machine e.g. wind force generator, for use as inner rotor machine in wind-power plant, has pockets comprising magnets that exhibits magnetization direction to form magnetic poles of rotor
DE102013110413A1 (en) Rotor and rotating electric machine
DE102004044700A1 (en) synchronous machine
EP2327136A1 (en) Permanent-magnet synchronous motor and electric power-assisted steering system
EP2770616A1 (en) Electrical machine with split stator
EP2991207A1 (en) Dynamo-electric machine with reluctance and permanent magnet rotor
EP2550721B1 (en) Electric machine and steering device
DE102006003598A1 (en) Permanent excited synchronous motor has stator, axially running slots and number given in advance to these slots is provided with electrical conductors of coil system, in order to produce magnetic flow
DE102014222064B4 (en) Electric machine
DE102011081035A1 (en) Electric machine
EP2319164B1 (en) Rotor for an electric machine with a reduced cogging torque
DE102021200683A1 (en) Rotor of an electric motor
DE102015110652A1 (en) ROTOR STATOR ARRANGEMENT FOR A HYBRID ROTATED SYNCHRONOUS MACHINE AND A ROTOR THEREFOR
EP2532073B1 (en) Stator of a permanently excited rotating electric machine
EP2792054A1 (en) Electric motor
DE102014200394A1 (en) Reduction of the cogging torque and the torque ripple of an electrically excited generator by alternative extension of rotor pole pieces

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02K0021120000

Ipc: H02K0021020000

Effective date: 20140618

R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee