[发明专利]电机、定子延伸元件和风力涡轮机

说明书

一种电机，包括定子(8)，所述定子具有定子芯(19)、从所述定子芯(19)径向突出的多个定子齿(9)、以及多个定子线圈(10)，其中，每个定子线圈(10)围绕所述定子(8)的至少一个定子齿(9)缠绕并且包括在轴向方向上突出超过所述定子芯(19)的至少一个线圈头部(14)，其中，所述定子(8)包括定子延伸结构(20)，所述定子延伸结构具有多个磁通引导延伸节段(17)，每个磁通引导延伸节段从定子齿(9)轴向突到由所述线圈头部(14)中的至少一个围绕的区域中。

技术领域

本发明涉及一种电机，其包括定子，该定子具有定子芯、从定子芯径向突出的多个定子齿以及多个定子线圈，其中，每个定子线圈围绕定子的至少一个定子齿缠绕并且包括在轴向方向上突出超过定子芯的至少一个线圈头部。此外，本发明涉及一种定子延伸元件和一种风力涡轮机。

背景技术

从定子芯上突出的定子线圈绕组的线圈头部在电机操作期间被激励并且承载电流。然而，它们可以被认为是定子绕组的无源（passive）部分，因为它们在产生扭矩或电动势方面不是有源的（active）。在用作发电机的电机中，交变磁场几乎完全被引导通过定子芯，使得从定子芯突出的线圈头部不参与感应电动势或扭矩的产生。因此，线圈头部可以被认为是无源电导体，其不会分别有助于在电动机或发电机中产生扭矩和感应电动势。

此外，由于线圈头部不与定子芯直接接触，所以它们可能具有电机的部件中的最高温度。因此，形成线圈头部的定子绕组的电导体部分主要贡献于电机中的损耗并且降低电机的效率。

因此，希望形成线圈头部的导体部分尽可能短。这可以例如通过其中定子绕组围绕定子的定子齿缠绕的绕组方案或绕组图案来实现。然而，由于定子绕组被引导通过相邻定子齿之间的槽，所以需要特定的线圈头部部分来桥接至少定子的前表面处的两个相邻槽之间的周向距离。由于线圈头部是不可避免的，因此希望尽可能地减小由线圈头部引起的损耗。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有提高效率的电机。

该目的是通过如最初描述的一种电机来解决的，其中，定子包括具有多个磁通引导延伸节段的定子延伸结构，每个磁通引导延伸节段从定子齿轴向地突出到由至少一个线圈头部围绕的区域中。

电机的定子包括由多个定子线圈形成的定子绕组。每个定子线圈的一部分在轴向方向上笔直或基本笔直地延伸穿过定子齿之间的定子槽，所述定子齿从定子的定子芯径向突出。在定子的一个或多个前表面处，绕组通过定子线圈的线圈头部从两个相邻定子齿之间的一个槽被引导到两个定子齿之间的另一槽中。线圈头部在轴向方向上突出超过定子芯并且桥接定子线圈的两个笔直区段之间的周向距离。

定子包括具有多个定子延伸节段的定子延伸结构。定子延伸结构以及特别是定子延伸节段分别在轴向方向上突出超过定子芯，或超过定子的轴向分离的端面中的一个。定子延伸节段各自在轴向方向上从定子齿中的一个突到由至少一个线圈头部围绕的区域中。换句话说，定子芯通过磁通引导延伸节段延伸到至少部分地由一个或多个线圈头部围绕的区域中。

这具有以下优点，线圈头部成为电机的有源部分。由于定子芯延伸到线圈头部的区域中，线圈头部也可被认为是定子的有源长度的一部分，并且为感应电压或感应电动势(EMF)和扭矩的产生提供了额外的贡献。延伸节段从在轴向笔直的区段之间的定子芯投影和/或投影到至少一些线圈头部的一个或多个弯曲部分中，即，到定子线圈的突出超过定子芯的部分中。特别地，至少一个定子延伸节段突出到至少部分地从定子绕组的线圈头部围绕的区域中的每一个中。定子延伸节段可具有等于定子线圈的径向延伸的径向长度，或者它们可略大于或短于定子线圈的径向延伸。优选地，至少有至少部分地由一个或多个线圈头部围绕的区域在径向方向上填充有磁通引导延伸节段之一的材料。