[发明专利]用于发电机定子的磁帽元件

说明书

技术领域

本发明涉及用于发电机的定子系统，特别是用于风力涡轮机的发电机的定子系统。而且，本发明涉及用于制造发电机特别是风力涡轮机发电机的定子系统的方法。

背景技术

在风力涡轮机的发电机中，在将机械能转化为电能时，产生热量。例如因焦耳损失而在形成定子绕组的铜导线中产生热量。产生的热量必须被带走以免产生热斑和绝热磨损。

一般通过将空气吹进定子内部来冷却定子外壳和所附绕组。在定子外壳的轴向端部部分，这些绕组突出出来并形成半环。这些绕组的突出的半环形成定子绕组的端部绕组。通过将空气吹过（例如，转子与定子之间的气隙中的）绕组或者吹过定子外壳的径向延伸导管而冷却定子绕组。

将冷却管或中空铜绞线附接到定子外壳来提供液体冷却也是已知的。因此，附接到定子外壳的绕组的导线部分被冷却，但突出的端部绕组仅仅在较低效率的情况下被冷却，使得热斑可能在端部绕组处出现，并且可能导致定子绕组损坏。

冷却管被附接到沿着定子外壳的凹槽中。电磁通量可能被凹槽和所附接的冷却管中断或者受到消极影响。

发明内容

本发明的一个目的是要提供对定子系统的合适冷却。

该目的由用于发电机（特别是风力涡轮机的发电机）的定子系统以及用于制造发电机（特别是风力涡轮机的发电机）的定子系统的方法来实现。

根据本发明的第一方面，提出了一种发电机（特别是风力涡轮机的发电机）的定子系统。该定子系统包括具有凹槽的外壳元件和帽元件。该帽元件适用于封闭该凹槽，使得用于引导该凹槽内的冷却流体的通道被形成。该帽元件包括磁性材料。

根据进一步的示范性实施例，提出了一种制造发电机（特别是风力涡轮机的发电机）的定子系统的方法。根据该方法，在定子系统的外壳元件中形成凹槽。帽元件被安装到用于封闭该凹槽的外壳元件，使得用于引导该凹槽内的冷却流体的通道被形成。一种帽元件，包括：磁性材料。

该外壳元件形成发电机的定子的单独部分或整个外壳。如果该外壳元件仅仅是定子外壳的一部分，则多个外壳元件可以彼此附接以便形成定子外壳，即定子堆叠。该定子的这些外壳元件围绕发电机的转子的轴延伸。因此，这些外壳元件可以包括相对于该轴沿圆周方向的圆形或弧形延伸部。而且，这些外壳元件包括纵向方向，其中该纵向方向基本上平行于该轴的轴向方向。该外壳元件可以包括多个沿该轴向方向固定在一起的薄板，使得定子叠片被形成。该定子叠片形成该外壳元件。该外壳元件包括内表面和外表面，其中该内表面比该外表面在径向方向上更接近该轴。

定子的绕组通常附接到外壳元件的内表面或外表面。例如，这些绕组可以附接到形成在内表面或外表面且大致沿轴的轴向方向延伸的狭槽。

该凹槽可以沿该外壳元件的内表面或外表面形成。该槽可以沿围绕该轴的圆周方向或者沿该外壳元件的纵向方向（即沿相对于该轴的轴向方向）形成。

帽元件可安装到该外壳元件，用以封闭该凹槽。该帽元件的材料可以包括永磁特性或铁磁特性。该帽元件可以以这种方式安装到该凹槽，即该凹槽是不漏液体的，使得冷却流体的泄漏被阻止。因此，可以不需要另外的冷却管。另外或作为替代，该凹槽以冷却管可插入到该凹槽中的方式被形成。

由于设置了包括磁性材料的帽元件，沿该定子内表面或外表面的电磁通量不受或很少受冷却流体凹槽的影响。

该电磁通量可以从外壳元件沿该磁帽元件流动并且不会被形成在该外壳元件中的凹槽中断。因此，获得了合适的电磁通量，而这导致发电机的效率提高。

根据进一步的示范性实施例，该定子系统进一步包括位于该帽元件与该凹槽的内部体积之间的绝热层。该绝热层可以包括例如橡胶密封或毡垫层。该绝热层具有可以实现改善该帽元件与该冷却流体之间热接触的技术效果。特别地，可以减少通过该凹槽的开口的冷却液体的热损。而且，该凹槽可以被隔离，使得冷却流体的泄漏被阻止。

根据进一步的示范性实施例，该定子系统进一步包括树脂层。该树脂层覆盖该外壳元件和帽元件。通过在该帽元件中涂敷用于覆盖该外壳元件的树脂层，可以形成没有突出的均匀表面。

根据进一步的示范性实施例，该外壳元件包括第一三维轮廓，而该帽元件包括第二三维轮廓。第二三维轮廓以这样的方式与第一三维轮廓的互补，即使得该帽元件可滑动地连接到第一三维轮廓，用以将该帽元件安装到该外壳元件。