[实用新型]定子组件、机电换能器以及风力涡轮机

说明书

本实用新型描述了一种定子组件、机电换能器以及风力涡轮机，所述定子组件包括（a）框架结构，其具有围绕纵向轴线周向分布的多个定子齿，其中在相应的两个相邻定子齿之间形成一个定子槽；（b）具有多个电绕组的绕组系统，其中，分别地，一个电绕组围绕至少一个定子齿缠绕并且部分地容纳在两个定子槽内，并且每个电绕组包括从所述框架结构轴向突出的端部绕组部分；以及（c）具有多个电绝缘装置的绝缘布置结构，每个绝缘装置围绕一个电绕组的一部分。每个绝缘装置包括：（c1）容纳在相应定子槽内的内绝缘部分和从框架结构突出并围绕相应端部绕组部分的一部分的外绝缘部分。外绝缘部分包括外表面，其包括升高的表面部分。

技术领域

本实用新型总体地涉及诸如电动机或发电机的机电换能器的技术领域。这种发电机可以用在例如风力涡轮机中，用于将由风提供的机械功率转换成要馈送到例如公用电网中的电功率。具体地，本实用新型涉及用于机电换能器的定子组件内的电绝缘措施。

背景技术

机电换能器，诸如安装在风力涡轮机中的发电机，包括相对于定子组件旋转的转子组件。定子组件包括框架结构，该框架结构具有围绕纵向轴线周向分布的多个定子齿。定子槽沿着平行于纵向轴线的轴向方向延伸。该纵向轴线也是转子组件的旋转轴线。

定子组件还包括具有多个电绕组的电绕组系统，所述电绕组通常由铜制成并且通常也被简单地称为线圈。电绕组部分地容纳在相应的两个定子槽内。所谓的端部绕组部分从框架结构轴向地突出。

为了防止定子组件内的短路，容纳在定子槽内的电绕组部分与框架结构电绝缘。框架结构通常是多个金属板的叠层，所述金属板借助于绝缘漆彼此绝缘。

根据电气换能器的电压等级，可以使用不同类型和/或设计的绝缘装置。绝缘装置包括例如绝缘带和槽衬里，其也被称为“槽绝缘”。

端部绕组部分，也称为“线圈突出部”，被定义为电绕组或线圈的这种部分，其位于定子槽外部并且被需要以连接线圈“两侧”。为了避免在定子槽的出口处的高电场应力强度，重要的是使绝缘装置从定子槽伸出到最小距离，该最小距离被称为定子绝缘布置结构中的爬电距离。

对于机电换能器的可靠操作所必需的最小爬电距离取决于（a）在电相导体和框架结构之间或在两个相导体之间给定的电压的均方根（RMS）值，（b）绝缘材料的类型，（c）绝缘装置的尺寸，以及（d）机电换能器的操作环境。因此，对于更高电压等级的机电换能器，需要增大爬电距离，从而导致端部绕组部分的长度增大，这又将增大机电换能器中的电阻损耗并降低机电换能器的性能。

当然，通过简单地延伸具有增加的电压等级的端部绕组部分上的槽绝缘，可以实现必要的爬电距离。然而，这种延伸也增加了端部绕组部分的长度，因为（i）端部绕组部分被弯曲，并且（ii）绝缘装置需要在端部绕组的弯曲开始之前结束。因此，绝缘装置的伸长伴随着端部绕组部分的增加的长度，如上所述，这降低了机电换能器的性能。

可能需要改进机电换能器的性能。

实用新型内容

这种需要可以通过根据基本方案的主题来满足。本实用新型的有利实施例由优选方案描述。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于机电换能器并且特别是用于发电机的定子组件。所提供的定子组件包括：（a）框架结构，其具有围绕纵向轴线周向分布的多个定子齿，其中在相应的两个相邻定子齿之间形成一个定子槽；（b）具有多个电绕组的绕组系统，其中（b1）分别地，一个电绕组围绕至少一个定子齿缠绕并且部分地容纳在两个定子槽内，并且（b2）每个电绕组包括从所述框架结构轴向突出的端部绕组部分；以及（c）具有多个电绝缘装置的绝缘布置结构，每个绝缘装置围绕一个电绕组的一部分。每个绝缘装置包括（i）容纳在相应定子槽内的内绝缘部分，用于防止相应电绕组与框架结构之间的直接电接触，以及（ii）从框架结构突出并围绕相应端部绕组部分的一部分的外绝缘部分。外绝缘部分包括外表面，该外表面包括升高的表面部分（当然也包括非升高的表面部分）。