定子布置结构制造技术

本发明专利技术涉及定子布置结构。具体地，提供了一种用于电机的定子布置结构（1），其具有由定子叠片（3）组成的定子（2），定子叠片（3）具有多个相邻设置的金属板（4），由此通过各隔离物（6）在各组金属板（4）之间提供多个径向通道（5），其中至少一个相应径向通道（5）中的定子叠片（3）的至少一个过渡区（8）设置有弯曲和/或倾斜和/或阶梯形状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于电机的定子布置结构，该电机具有由定子叠片组成的定子，定子叠片具有多个相邻设置的金属板，由此通过相应的隔离物在各组金属板之间提供多个径向通道。
技术介绍
已知电机(例如发电机或具有各自定子布置结构的类似装置)的操作分别伴随有热损失或铜耗。为了避免过热可能导致的低效率或者甚至损坏或降低寿命(特别是相应电机的绝缘寿命)，通常给定子布置结构提供冷却装置。 因此，众所周知，通过风扇沿定子叠片并通过定子叠片的各金属板之间的各径向通道吹入气态冷却介质，诸如空气。将定子叠片的各组金属板隔开的径向通道通常是由隔离物提供的。隔离物可以是附连到定子叠片的各金属板的附加金属片的形状，或者替代性地可以是设置于定子叠片的各金属板之间所谓针点型隔离物的形状，以便建立各径向通道结构或类径向通道结构。因此，在径向通道中不可避免遇到气态冷却介质的高压力损失问题。压力损失主要由于气态冷却介质的流动分离造成，并可能大大降低冷却性能。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是要提供一种特别是在各径向通道内的压力损失方面具有改进冷却特性的定子布置结构。这是通过一开始已经描述的定子布置结构来创造性地实现的，其中至少一个相应径向通道中的定子叠片的至少一个过渡区被设置有弯曲和/或倾斜和/或阶梯形状。本专利技术基于这样的思想，即在至少一个相应径向通道中的定子叠片的至少一个过渡区设置空气动力学形状，即相应过渡区具有弯曲和/或倾斜和/或阶梯形状。以此方式，对抗气态冷却介质在用作空气管道的各径向通道中的压力损失问题。结果，由于气态冷却介质的流动速度在各径向通道之间的分布提高，即轴向和径向方向上的流动速度的各差大大减小，导致流动速度在轴向和径向方向上基本均匀分布，因此可提高冷却能力，轴向方向是沿定子叠片的轴向，径向是通过各径向通道的径向。第二，由于径向通道内压力损失的降低还降低了用于操作各冷却风扇的功率，所述本专利技术的原理可改进冷却效率。第三，随着冷却效率的提高，如果需要，可以降低定子叠片中各径向通道的总数。因此，还可以降低定子叠片的轴向尺寸，还带来更紧凑的定子设计，同时具有至少相当或改进的冷却能力。在定子布置结构的截面图中，每个径向通道具有4个相应的过渡区，即2个过渡区在径向外侧位置，限定相应的径向外侧位置上的轴向方向的相应径向通道，2个过渡区在径向内侧位置，限定相应的径向内侧位置上的相应径向通道。因此，可以应用本专利技术的原理，即提供从相应径向通道中的定子叠片到左上和/或左下和/或右上和/或右下过渡区的平滑过渡。相应地，空气动力学平滑过渡区的数目可取决于相应径向通道的相对轴向方位，因此，取决于各径向通道中的定子叠片的各过渡区关于定子的总轴长的相对轴向方位。相应过渡区的形状具体是凸面或凹面弯曲的和/或倾斜的和/或阶梯的。各过渡区的所有形状带来气态冷却介质通过径向通道并在其中流动的提高。各过渡区可以具有局部不同的形状，因此，考虑本专利技术的空气动力学优化及平滑过渡区的原理。根据本专利技术的一个实施例，紧邻各径向通道的各金属板中至少一个的至少一个自 由端被设置有弯曲和/或倾斜和/或阶梯形状。因此，轴向限定各径向通道的各金属板中至少有一个具有至少一个相应形状的自由端。如上文已经提到的，例如象倾斜和阶梯的各混合形状是可行的。关于各过渡区的阶梯形状，优选的是，紧邻各径向通道的各金属板中至少一个的径向尺寸相应减小。因此，与构成定子叠片的金属板相比，由于只有紧邻径向通道即轴向限定各通道的各金属板必须被一致地缩短，产生各阶梯形状，因此获得一种实现空气动力学形状过渡区的简便方式。此外，各金属板的各自由端具有包括其本身的一个阶梯的阶梯形状也是可行的。另外，还可以是与紧邻径向通道的至少一个金属板相邻设置的至少一个另一金属板具有减小的径向尺寸，因此，至少一个另一金属板的各减小的径向尺寸介于定子叠片的径向尺寸和紧邻各径向通道的各金属板的径向尺寸之间。以此方式，过渡区可进一步被平滑，产生气态冷却介质的更佳的流动曲线。具有减小的径向尺寸的各金属板的具体数目是任意的，因此显然更大数目的各径向减小的金属板产生更加平滑的过渡区。出于相同原因，优选的是，相应的至少一个另一金属板和紧邻径向通道的金属板的径向尺寸是逐渐减小的。隔离物具有空气动力学形状是另一优点。以此方式，可获得气态冷却介质通过发电机定子流动的进一步改进。相应的空气动力学形状可以期望方式控制或引导气体流动，整体上对发电机的冷却能力的改进有贡献。由于隔离物还可以支撑气态冷却介质在发电机中，即尤其是定子的径向管道类的通道的适当传送，所以隔离物的特定表面结构也可以是有利的。隔离物的空气动力学形状可以由楔形或锥形形状来提供。这些形状明显适于控制或引导气体流动。不过，其它形状的隔离物也是适用的。在本专利技术的另一有利的实施例中，隔离物是由导热材料制成的。因此，隔离物可将热从定子绕组和定子叠片中引出，这另外会提高冷却性能。或者，另外，用于更好地传送热能，诸如传热膏或类似物的装置可能是有用的。因此，优选的是，导热材料是金属，具体是铜基金属。金属通常具有良的导热率，即具有相对高的导热系数，因此有助于隔离物的良的传热行为。因此，铜或铜的合金是有利的，原因是它们表现出突出的导热能力。应理解的是，具有良的导热行为的其它材料，诸如例如高石墨填充的聚合物也是适用的。本专利技术还涉及一种包括前面所描述的定子布置结构的电机。电机优选用作风力涡轮机的发电机，具体是直驱式风力涡轮机的发电机。风力涡轮机可适于海上应用。附图说明在下文中，参照附图详细描述了本专利技术，附图中 图I示出了根据本专利技术示例性实施例的定子布置结构的切开视 图2示出了根据本专利技术示例性实施例的定子布置结构的切开视 图3示出了根据本专利技术示例性实施例的定子布置结构的切开视图；和 图4示出了根据本专利技术示例性实施例的定子布置结构的切开视图。具体实施方式 图I示出了根据本专利技术示例性实施例的定子布置结构I的切开视图。定子布置结构I是电机(未示出)的一部分，该电机分别是外定子2-内转子(未示出)配置，或者是外转子-内定子2配置。电机优选是适于海上应用的直驱式风力涡轮机(未示出)的发电机。定子布置结构I包括具有定子叠片3的定子2，定子叠片3具有多个相邻设置的金属板4。在各组金属板之间通过沿定子2的轴向长度的给定位置的各隔离物6提供径向通道5。定子2由沿定子叠片3和通过各径向通道5 (参照箭头7)循环的空气冷却。为了提高空气的流动曲线，即特别是降低各径向通道5内的压力损失，在各径向通道5中在定子叠片3的过渡区8设置凸的弯曲形状。由于各压力损失显著降低，所以凸的弯曲形状在通过各径向通道5中可以有更多的空气动力学空气流动，使冷却能力和冷却效率提高。通常，过渡区8可由气流的方向从基本轴向(水平)变化为径向(竖直)方向进入到各径向通道5中的区域来限定。如图所示，各过渡区8的空气动力学形状由紧邻各径向通道5的各金属板4的各自由径向端的各凸面弯曲形状提供。另外可以看到，并非紧邻各径向通道5的所有金属板4具有相应的带凸面弯曲形状的径向自由端，即与从左侧限定左径向通道的金属板4相比，限定左径向通道5的右侧的金属板4具有通常形状的自由径向端。关于右径向通道5，两个相应的金属板5都具有相应凸面弯曲的自由径向端。紧邻各通道5的各金属板4，即轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电机的定子布置结构（1），具有由定子叠片（3）组成的定子（2），定子叠片（3）具有多个相邻设置的金属板（4），由此，通过各隔离物（6）在各组金属板（4）之间提供多个径向通道（5），其中至少一个相应径向通道（5）中的定子叠片（3）的至少一个过渡区（8）被设置有弯曲和/或倾斜和/或阶梯形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J勒贝纳雷，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：