定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组制造技术

本发明专利技术涉及用于电机定子的定子铁心单元，包括第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组、第一冷却流体通道和第二冷却流体输送管，各个叠片组沿电机的轴向彼此相邻地接合，并且第一中间叠片组和第二中间叠片组设置在第一叠片组和第二叠片组之间；第一中间叠片组和第二中间叠片组分别具有第一切槽和第二切槽并且第一切槽和第二切槽相对应地连通以形成第一冷却流体通道，以使第一冷却流体能够流过第一冷却流体通道；第二冷却流体输送管穿过第一叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组和第二叠片组并且从第二冷却流体输送管中流过的第二冷却流体能够与第一冷却流体产生热交换。本发明专利技术还涉及用于电机的定子、电机和风力发电机组。

【技术实现步骤摘要】
定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组
本专利技术涉及电机的定子铁心单元、具有该定子铁心单元的定子、具有该定子的电机以及具有该电机的风力发电机组。
技术介绍
电机是电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，在现代社会所有行业和部门中有着广泛的应用并在国民经济中占据着极其重要的地位。电机在运行过程中会产生热量，热量主要来源于电磁损耗的热损耗，主要包括绕组中由于欧姆阻抗产生的焦耳热，即铜损；铁心中的磁滞损耗和涡流损耗等，即铁耗；以及不可避免的杂散损耗。如果电机是永磁电机的话，热损耗还包括磁钢损耗。这些损耗使电机运行时释放出大量的热量，过高的热量不仅会对电机本身及其绝缘结构造成一定的冲击，带来缩短绝缘寿命甚至绝缘失效的危害，还会导致电机的输出功率不断下降。对于永磁电机而言，还会致使永磁体材料产生退磁的风险，一旦发生退磁，将会使永磁体材料性能有明显的下降，从而导致电机性能低于设计预期目标。因此，需要冷却系统和冷却方法对电机运行时产生的大量热量进行冷却。现有技术提供了一种通过隔离条构建通风道的电机冷却装置。定子铁心将若干个定子叠片堆叠组通过若干隔离条沿轴向等间距隔开的方式构成，使定子铁心中形成多个允许冷却空气通过的径向通风道，达到使定子铁心得到充分冷却的目的。但是，以空气作为初级冷却介质的冷却方式以及包含隔离条的定子铁心结构存在以下明显的缺陷，与液体冷却介质相比，空气的对流换热系数较低；包含隔离条的定子铁心结构使永磁体无法得到充分利用，并且增加了铜的使用量。现有技术还提供了一种针对定子铁心的水冷却装置。这种水冷却装置在定子铁心轭部中/上安装蛇形蜿蜒的冷却管，水冷却介质在冷却管中流动以实现对定子铁心的冷却。这种水冷却装置省去了隔离条，并且用对流换热系数较高的水冷介质代替了空气。但是，由于冷却管安装位置的限制，使得定子铁心的主要发热体，即绕组中的热量到冷却管间的热传递路径较长(热阻较大)，导致对端部绕组的冷却效果较差。因此，需要一种能够克服上述缺陷中的至少一个缺陷的定子铁心单元、具有该定子铁心单元的定子、具有该定子的电机以及具有该电机的风力发电机组。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种换热效率高的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。本专利技术的另一个目的是提供一种结构简单、紧凑的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。本专利技术的另一个目的是提供一种能够节省材料和成本的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。本专利技术的一个方面提供了一种用于电机的定子的定子铁心单元，包括第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组、第一冷却流体通道和第二冷却流体输送管，其中：第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组和第二中间叠片组沿电机的轴向彼此相邻地接合，并且第一中间叠片组和第二中间叠片组设置在第一叠片组和第二叠片组之间；第一中间叠片组具有第一切槽，第一切槽在第一中间叠片组的径向外表面敞开；第二中间叠片组具有第二切槽，第二切槽在第二中间叠片组的径向内表面敞开并且与第一切槽相对应地连通以形成第一冷却流体通道，以使第一冷却流体能够流过第一冷却流体通道；并且第二冷却流体输送管穿过第一叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组和第二叠片组并且从第二冷却流体输送管中流过的第二冷却流体能够与第一冷却流体产生热交换。根据本专利技术的实施例，第二冷却流体输送管穿过在第一冷却流体通道中。根据本专利技术的实施例，第二冷却流体输送管的外壁与第一冷却流体通道的内壁之间存在间隙。根据本专利技术的实施例，第一切槽和第二切槽均为多个，以形成相应的多个第一冷却流体通道。根据本专利技术的实施例，第一冷却流体通道沿定子铁心单元的径向延伸。根据本专利技术的实施例，第一叠片组和/或第二叠片组分别包括叠压设置的多个第一叠片和/或多个第二叠片。根据本专利技术的实施例，第一中间叠片组包括多个第一中间叠片，多个第一中间叠片中的每一个包括第一切口，多个第一中间叠片叠压以形成第一中间叠片组并且每一个第一中间叠片的第一切口彼此对齐以形成第一切槽。根据本专利技术的实施例，第二中间叠片组包括多个第二中间叠片，多个第二中间叠片中的每一个包括第二切口，多个第二中间叠片叠压以形成第二中间叠片组并且每一个第二中间叠片的第二切口彼此对齐以形成第二切槽。根据本专利技术的实施例，第二冷却流体输送管的外壁上设置有散热结构件，散热结构件包括散热翅片，散热翅片容纳在第一冷却流体通道中。根据本专利技术的实施例，散热翅片为棱柱结构。根据本专利技术的实施例，散热翅片向第一冷却流体通道的开口方向延伸。根据本专利技术的实施例，散热结构件还包括内套筒，内套筒固定在第二冷却流体输送管的外壁上并与第二冷却流体输送管的外壁形成热接触，散热翅片设置在内套筒上。根据本专利技术的实施例，散热结构件还包括外套筒，内套筒通过支撑件固定在外套筒的内部以使内套筒和外套筒之间具有空隙，并且外套筒与第一冷却流体通道的内壁形成热接触。根据本专利技术的实施例，第二冷却流体输送管与第一叠片组和第二叠片组之间紧密配合。根据本专利技术的实施例，第一叠片组和第二叠片组中的至少一者上设置有通孔，第二冷却流体输送管从通孔穿过。本专利技术的另一方面提供了一种用于电机的定子，包括：如上所述的定子铁心单元，多个定子铁心单元沿电机的轴向叠置并紧固在一起以形成定子铁心，并且定子铁心具有齿部和轭部；绕组，绕组缠绕在定子铁心的齿部上。根据本专利技术的实施例，第一冷却流体通道形成在定子铁心的齿部和轭部中。根据本专利技术的实施例，定子还包括夹紧部件，夹紧部件与第二冷却流体输送管从定子铁心的轴向端部伸出的部位接合，以轴向压紧定子铁心。本专利技术的另一方面提供了一种电机，包括：转子；和如上所述的定子。根据本专利技术的实施例，电机为风力发电机。本专利技术的另一方面提供了一种风力发电机组，包括：如上所述的风力发电机和叶轮，叶轮与风力发电机连接并驱动风力发电机的转子转动。综上，本专利技术的定子铁心单元、定子、电机和风力发电机组摆脱了传统地通过隔离条将定子叠片堆叠组沿轴向等距隔开以构建内部径向通风道的定子铁心结构，使得整个定子铁心的轴向尺寸更加紧凑，减小了永磁体及铜的用量，降低了成本。本专利技术的定子铁心单元、定子和电机中的冷却循环回路提高了冷却效率，能够对定子铁心进行无死角的充分冷却。本专利技术的定子铁心单元、定子和电机的冷却循环回路中的第二冷却流体冷却循环回路对第一冷却流体冷却循环回路进行冷却，使得整个定子铁心单元具备了较高的内聚性。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术。其中：图1是根据本专利技术的示例性实施例的定子的一部分的示意图；图2是根据本专利技术的示例性实施例的定子铁心单元的示意图；图3是根据本专利技术的示例性实施例的第一叠片组和第二叠片组的结构示意图；图4是根据本专利技术的示例性实施例的第一中间叠片组的结构示意图；图5是根据本专利技术的示例性实施例的第二中间叠片组的结构示意图；图6是根据本专利技术的示例性实施例的定子铁心单元的装配爆炸图；图7是根据本专利技术的示例性实施例的散热结构件的局部示意图；图8是根据本专利技术的示例性实施例的定子缺少散热结构件时的局部剖开示意图；图9是根据本专利技术的示例性实施例的定子铁心单元的部分冷却回路示意图。在附图中：1-定子2-周向3-定子铁心4-齿槽5-绕组6-第二冷却流体输送管7-散热结构件8-轴向9-定子铁心单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机的定子的定子铁心单元(9)，包括第一叠片组(11a)、第二叠片组(11b)、第一中间叠片组(12)、第二中间叠片组(13)、第一冷却流体通道(14)和第二冷却流体输送管(6)，其中：所述第一叠片组(11a)、所述第二叠片组(11b)、所述第一中间叠片组(12)和所述第二中间叠片组(13)沿所述电机的轴向(8)彼此相邻地接合，并且所述第一中间叠片组(12)和所述第二中间叠片组(13)设置在所述第一叠片组(11a)和所述第二叠片组(11b)之间；所述第一中间叠片组(12)具有第一切槽(29)，所述第一切槽(29)在所述第一中间叠片组(12)的径向外表面敞开；所述第二中间叠片组(13)具有第二切槽(34)，所述第二切槽(34)在所述第二中间叠片组(13)的径向内表面敞开并且与所述第一切槽(29)相对应地连通以形成所述第一冷却流体通道(14)，以使第一冷却流体能够流过所述第一冷却流体通道(14)；并且所述第二冷却流体输送管(6)穿过所述第一叠片组(11a)、所述第一中间叠片组(12)、所述第二中间叠片组(13)和所述第二叠片组(11b)并且从所述第二冷却流体输送管(6)中流过的第二冷却流体能够与所述第一冷却流体产生热交换。...

【技术特征摘要】
1.一种用于电机的定子的定子铁心单元(9)，包括第一叠片组(11a)、第二叠片组(11b)、第一中间叠片组(12)、第二中间叠片组(13)、第一冷却流体通道(14)和第二冷却流体输送管(6)，其中：所述第一叠片组(11a)、所述第二叠片组(11b)、所述第一中间叠片组(12)和所述第二中间叠片组(13)沿所述电机的轴向(8)彼此相邻地接合，并且所述第一中间叠片组(12)和所述第二中间叠片组(13)设置在所述第一叠片组(11a)和所述第二叠片组(11b)之间；所述第一中间叠片组(12)具有第一切槽(29)，所述第一切槽(29)在所述第一中间叠片组(12)的径向外表面敞开；所述第二中间叠片组(13)具有第二切槽(34)，所述第二切槽(34)在所述第二中间叠片组(13)的径向内表面敞开并且与所述第一切槽(29)相对应地连通以形成所述第一冷却流体通道(14)，以使第一冷却流体能够流过所述第一冷却流体通道(14)；并且所述第二冷却流体输送管(6)穿过所述第一叠片组(11a)、所述第一中间叠片组(12)、所述第二中间叠片组(13)和所述第二叠片组(11b)并且从所述第二冷却流体输送管(6)中流过的第二冷却流体能够与所述第一冷却流体产生热交换。2.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第二冷却流体输送管(6)穿过所述第一冷却流体通道(14)。3.根据权利要求2所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第二冷却流体输送管(6)的外壁与所述第一冷却流体通道(14)的内壁之间存在间隙(37)。4.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一切槽(29)和所述第二切槽(34)均为多个，以形成相应的多个所述第一冷却流体通道(14)。5.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一冷却流体通道(14)沿着所述定子铁心单元(9)的径向(10)延伸。6.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一叠片组(11a)和/或所述第二叠片组(11b)分别包括叠压设置的多个第一叠片(17a)和/或多个第二叠片(17b)。7.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第一中间叠片组(12)包括多个第一中间叠片(23)，所述多个第一中间叠片(23)中的每一个包括第一切口(26)，所述多个第一中间叠片(23)叠压以形成所述第一中间叠片组(12)并且所述每一个第一中间叠片(23)的第一切口(26)彼此对齐以形成所述第一切槽(29)。8.根据权利要求1所述的定子铁心单元(9)，其中，所述第二中间叠片组(13)包括多个第二中间叠片(30)，所述多个第二中间叠片(30)中的每一个包括第二切口(33)，所述多个第二中间叠片(30)叠压以形成所述第二中间叠片组(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦辉，夏静，王丁会，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11