[发明专利]用于具有预制线圈绕组的发电机的定子的槽楔

说明书

技术领域

本发明涉及具有预制线圈绕组的发电机的定子的槽楔、定子和发电机。

背景技术

在具有预制线圈绕组的发电机的典型定子中，槽楔用于将线圈保持固定在其各自定子槽内。在风力发电应用中，预制线圈因其较高的可靠性比其他可替代物优选。由于线圈的实心预制结构，这些线圈需要被径向插入到槽中。因此，槽在气隙附近必须完全开放。槽楔能由磁性或非磁性材料制成，非磁性槽楔因其更高的可靠性而优选。

为了将槽楔插入到线圈上方并关闭开放的槽，定子叠片在定子槽内靠近槽开口处具有凹部。理论上能够证明，在非磁性槽楔的情况下，这些开口因定子齿的狭窄转角的磁饱和增大齿槽和脉动转矩。而且，在使用非磁性槽楔的情况下，槽楔材料具有较低的热导率，因而将绕组与气隙中的气流隔开并降低发电机的冷却效率。最后，在非磁性槽楔的情况下，脉动和齿槽转矩会相当大，这需要一些脉动转矩最小化技术，例如使永磁发电机中的永久磁铁成形。

发明内容

本发明的目的是改进发电机中的预制线圈的附接。

该目的根据分别具有权利要求1、8和12特征的本发明得以解决。

一方面，本发明涉及一种用于具有预制线圈绕组的发电机的定子的槽楔，包括：用于保持线圈绕组的保持部分，其中所述保持部分覆盖两个相邻定子槽的至少一部分；以及处于所述保持部分的底表面处的安装突出部，用于将槽楔安装到位于所述两个相邻定子槽之间的定子齿的顶表面。所述槽楔被附接到所述定子的顶或径向表面，这在所述槽楔的机械和电磁设计时允许更大的自由。而且，对于强制空气冷却发电机，发电机的冷却可被增强。预制线圈便于插入到开放的定子槽中与安装槽楔的便利相关联。根据本发明，对于以方便且牢固的方式安装槽楔以及与此附接线圈而言，只有一对突出部/凹部是必要的。

所述保持部分可覆盖所述两个相邻定子槽中每一个的一半。所述保持部分的这种尺寸允许容易操作和牢固附接线圈。还可以实现更宽的保持部分，其覆盖所述两个相邻定子槽中每一个的整个宽度，从而槽楔的数量被明显减少。

所述槽楔可包括铁磁材料。所建议的槽楔是比传统的非磁性槽楔并且也比传统的磁性槽楔更好的替代。这使预制线圈到开放槽中的插入容易，同时消除了通过增加磁性槽楔而具有磁性开放槽的缺点。这减少了齿槽和脉动转矩。进一步，槽楔的边缘的或拐角的形状能够被灵活地设计，以使振动和噪声最小化，与传统的磁性槽楔相比更容易且更有效。而且，对于气冷式发电机，冷却空气被吹过气隙并吹到定子齿和槽楔上方。在传统的非磁性槽楔的情况下，槽楔将下面的线圈与冷却空气热绝缘，从而降低了冷却效率。这里，绕组被有效冷却。

所述槽楔可被层叠。进一步可以将叠层胶合在一起以形成实心结构。叠层的厚度能够优选地与定子叠层相同。

所述槽楔可包括沿着纵向方向的多个区段，其中所述区段通过间隔件彼此分隔开，以通过所提供的气隙将所述区段彼此绝缘。这能够作为所述区段或叠层部的正面的表面处理的替代方式。所述间隔件能够与槽楔区段整体形成，例如作为正面的一部分。

所述保持部分的边缘可包括适宜于电磁场的结构。使用所述槽楔的边缘或拐角的最佳形状，齿槽和脉动转矩以及由此噪声和疲劳能够被最小化。

所述保持部分可具有曲形上表面。所述曲形上表面或径向表面能够适于所述定子的表面，以增强连续平滑度。

第二方面，本发明涉及一种具有预制线圈绕组的发电机的定子，包括：定子槽和定子齿，其中一个定子齿被布置在两个相邻定子槽之间；以及如上所述的槽楔。所述定子与先前描述的槽楔具有相同的优点和改进。

凹部可被提供在定子齿的顶表面中。顶或径向表面中的凹部能够被容易地制造。进一步，每个槽楔只有一个凹部是必须的。

所述定子和所述槽楔可包括相同的铁磁材料。这减少了齿槽和脉动转矩，因而，噪声和疲劳能够被最小化。

所述定子和所述槽楔可包括相同的层叠结构。这有效地限制所述定子和所述槽楔中的涡电流。

在进一步的方面中，本发明涉及一种具有预制线圈绕组的发电机，包括如上所述的定子。所述发电机与先前描述的定子和/或槽楔具有相同的优点和改进。

附图说明

附图被包括以提供各实施例的进一步理解。其他各实施例和许多预期优点因其通过参照以下详细描述变得更好理解将易于被认识到。附图的各元件并非彼此成比例。相似的附图标记指代相应类似的部分。

图1示出了根据本发明的槽楔和定子的一部分的示意立体图。

图2示出了根据本发明的槽楔的示意立体图。

图3示出了根据本发明的槽楔的示意侧视图。