永久励磁的旋转电机的定子制造技术

本发明专利技术涉及一种永久励磁的旋转电机（1）的定子，其中，在第一线圈组（10a）中间布置有第一中间齿（8a），该第一中间齿具有第一中间齿宽度MB，其中，定子（5）具有第二线圈组（10b），其中，第一线圈组和第二线圈组沿圆周方向（U）直接彼此顺次布置，其中，在第一线圈组和第二线圈组之间布置有第一边缘齿（9），第一边缘齿具有第一边缘齿宽度RB，其中，第一边缘齿宽度RB基本上为RB=a·ZB，并且第一中间齿宽度MB基本上为MB=(2-a)·ZB，其中，因数a大于0且小于1。本发明专利技术能减小在永久励磁的旋转电机（1）中出现的齿槽力矩和/或摆锤力矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种永久励磁的旋转电机的定子。
技术介绍
在永久励磁的旋转电机中，例如在永久励磁的发电机或永久励磁的电动机中，特别是电机停止状态下的齿槽力矩为临界设计值。同时，齿槽力矩的振幅必须尽量保持最小状态。除此之外，还应使出现在荷载状态下的摆锤力矩保持在尽可能小的水平上。特别是在直接驱动的、永久励磁的风力发电机中，应使静止状态下出现的齿槽力矩以及在风力发电机运行时出现的摆锤力矩保持在尽可能小的水平上。为了使摆锤力矩最小化，目前主要使用以下方法·使得布置在电机的转子中的永久磁铁倾斜， 使得电机的定子中的电导体倾斜，·将转子的永久磁铁从极中心移开。然而，上述已知的方法在制造技术方面费用高昂。特别是在大型电机中，定子通常配备所谓的双层绕组，偶尔也配备单层绕组。为了使线圈宽度相同，习惯上，特别是在双层绕组中，使齿和槽的宽度在定子的圆周上具有均匀的槽分布宽度，其中，所有齿和槽的宽度是统一的。而在具有三层或具有多个桶式线圈(Fa^ spulen)的单层绕组中，则通过对处在一个线圈组中的线圈的布置，在每个线圈组中形成一个所谓的双倍极距，使每个线圈组中有一个所谓的极偶。在每个线圈组后面，在定子的圆周处都有一个其中未布置有线圈的区域。利用这种布置方式的特点，能改变定子圆周上的槽分布宽度，同时，线圈的宽度不必是不同的。使用这种方式能减小出现的齿槽力矩和摆锤力矩并改进磁感应曲线(绕组因数)的形状。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，减小在永久励磁的旋转电机中出现的齿槽力矩和/或摆锤力矩。本专利技术的目的通过一种永久励磁的旋转电机的定子来实现，其中，定子具有多个沿定子的轴向方向延伸的齿和槽，其中，沿定子的圆周布置有线圈组，其中，线圈组分别具有至少三个线圈，这些线圈沿圆周方向布置在直接彼此顺次布置的槽中，其中，所有槽具有统一的槽宽度NB，其中，未布置在线圈组中间并且未布置在两个沿定子的圆周方向直接彼此顺次布置的线圈组之间的齿具有统一的齿宽度ZB，其中，在第一线圈组中间布置有第一中间齿，第一中间齿具有第一中间齿宽度MB,其中，定子具有第二线圈组,第一线圈组和第二线圈组沿圆周方向直接彼此顺次布置，其中，在第一线圈组和第二线圈组之间布置有第一边缘齿，第一边缘齿具有第一边缘齿宽度RB,其中，第一边缘齿宽度RB基本上为RB=a · ZB，并且第一中间齿宽度MB基本上为MB= (2-a) · ZB，其中，因数a大于O且小于I。本专利技术的有利的设计方案由从属权利要求中得出。经证实，因数a大于O且最大为O. 35是有利的。当因数a大于O且最大为O. 35时，能使齿槽力矩和/或摆锤力矩特别显著地减小。另外，经证实，如果边缘齿宽度和中间齿宽度在其余的线圈组中设计为与对于第一线圈组而言相应地相同，则是有利的，其中，因数a在所有线圈组中是相同的，或者因数a在至少两个线圈组中不同。如果因数a在所有线圈组中是相同的，则总体布局就会非常对称，并且齿槽力矩和/或摆锤力矩会特别显著地减小。如果因数a不统一，则能使定子的制造变得非常简单。 此外，永久励磁的旋转电机可以例如是发电机或电动机，其中，发电机尤其可以设计为风力发电机和尤其可以设计为直接驱动(风轮直接与风力发电机相连接，不需要中间连接的传动装置)的风力发电机。附图说明附图中示出本专利技术的一个实施例并且在下文中对该实施例作进一步说明。图中示出图I示出根据本专利技术的永久励磁的旋转电机的示意图，图2示出根据本专利技术的电机定子的剖面的示意性细部图。具体实施例方式图I以示意性透视图的形式示出根据本专利技术的永久励磁的旋转电机I。电机I在该实施例的范畴内设计为发电机并且特别设计为风力发电机。此处能发现，出于简明性的目的而在图I中仅示出了电机I的、对于理解本专利技术十分重要的元件。电机I具有转子2，该转子能围绕电机I的旋转轴线R旋转。转子2在此包括电机I中的所有的能够围绕旋转轴线R旋转地布置的元件。转子2具有转子磁轭3，永久磁铁布置在转子磁轭上，其中，出于简明性的目的而在图I中以参考标号示出了仅仅一个永久磁铁4。在电机I的运行过程中，在本实施例的范畴中的转子2围绕位于电机I中心位置并且与电机I的环境相对静止布置的定子5旋转。因为转子2包围定子5布置，所以从专业特征角度来讲，这种机器也称为外转子。因为转子I具有能够持续产生磁场来运行电机I的永久磁铁，所以从专业特征角度来讲，这种机器也称为永久励磁的或永久磁铁励磁的电机。因为电机I具有在电机I的运行过程中围绕旋转轴线R旋转的转子2，所以这种机器也称为旋转电机。定子5具有多个沿轴向方向Z延伸的齿和槽，其中，出于简明性的目的而在图I中仅以参考标号示出了齿7a，8a和9以及槽6a。在本实施例的范畴中，定子由沿轴向方向Z彼此顺次布置的金属片构成。通常各个金属片都具有电绝缘层、例如油漆层。通过对金属片的形状进行相应的设计而形成各部分的齿和槽。定子的电线圈在槽中围绕齿延伸，其中，出于简明性的目的，图中未示出对于理解本专利技术不起重要作用的线圈。在一般的永久励磁的旋转电机中，定子5的各个齿的宽度都是相同的。根据本专利技术，相对于定子的其它齿，通过有目的地增大和缩小某些齿的宽度，使得在电机I运行过程中出现的齿槽力矩和摆锤力矩减小。此时能再次发现，即图I为示意图，其中例如特别是齿、槽和永久磁铁的宽度、数量和尺寸，以及布置在定子与转子之间的气隙的大小与实际情况不相符。图2以示意图的形式示出定子5的剖面。出于简明性的目的，定子5的剖面不是实际情况中的圆弧形，而是示意性地展开成为一个平面。线圈组沿定子5的圆周布置，其中，线圈组分别具有至少三个线圈。在图2中示出由三个线圈R1，Tl和SI组成的第一线圈组10a、和由三个线圈R2，T2和S2组成的第二线圈组10b。图中的线圈都只是象征性示出。第二线圈组IOb沿定子的圆周方向U直接跟在第一线圈组IOa后面布置。出于简 明性的目的，图2中仅使用参考标号示出了槽6a和6d，其中，定子的所有槽都具有相同的槽宽度NB，也就是说具有统一的槽宽度NB。在本实施例的范畴中，第一线圈组10a，如前所述，具有线圈R1，Tl和SI，并且第二线圈组IOb具有线圈R2，T2和S2。线圈R1，如线圈Rl的符号所示地，在槽6a和6d中延伸，并且从而包围着齿7a，7b和8a。相应地，其余的线圈在相应的线圈所属的槽中延伸，如图中的线圈符号所示。相电流R流过线圈Rl和R2，相电流T流过线圈Tl和T2，相电流S流过线圈SI和S2。在此，线圈组沿定子的圆周布置。如同已经说明地那样，在本实施例的范畴中，线圈组分别具有三个线圈。但也不是必定如此，一个线圈组也能具有三个以上的线圈。例如，每个线圈组能相应地具有六个线圈，在这种情况下，相电流R流过前面两个沿圆周方向U直接彼此顺次布置的线圈，相电流T流过后面两个沿圆周方向U直接彼此顺次布置的线圈，并且相电流S流过再后面两个沿圆周方向U直接彼此顺次布置的线圈，于是，再次在总体上形成一个三相电流系统。齿7a，7b，8a，7c，7d和齿9属于第一线圈组10a。齿7e，7f，8b，7g，7b和11属于第二线圈组10b。布置在线圈组中间的齿在下文中称为中间齿，并且布置在两个沿圆周方向U直接彼此顺次布置的线圈组之间的齿在下文中称为边缘齿。第一中间齿8a布置在第一线圈组IOa中间，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿克塞尔·默勒，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：
国别省市：