冷却和支撑机电机械的定子段，特别用于风力涡轮机应用制造技术

本发明专利技术涉及冷却和支撑机电类机器的定子段，特别用于风力涡轮机应用，其中描述了用于电机，特别是发电机，的定子的定子段的冷却支撑元件（100）。冷却支撑元件（100）包括：具有上表面和下表面的第一板（101），其中，第一板的上表面包括用于锚接定子叠片组的锚接装置，定子叠片组可附连到冷却支撑元件（100）；具有上表面和下表面的第二板（102），其中，第二板的下表面包括进口（103）和出口（104）。第一板以第一板（101）的下表面面向第二板（102）的上表面的方式附连到第二板。隔板元件（105，106）设置在第一板（101）的下表面和第二表面（102）的上表面之间，使得在第一板（101）和第二板（102）之间提供冷却通道，冷却流体可从进口（103）通过冷却通道可引导到出口（104），用于驱散来自定子叠片组的热。此外，还描述了定子段、定子、电机和用于制造冷却支撑元件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及冷却和支撑机电类机器的定子段，特别用于风力涡轮机应用，其中描述了用于电机，特别是发电机，的定子的定子段的冷却支撑元件（100）。冷却支撑元件（100）包括：具有上表面和下表面的第一板（101），其中，第一板的上表面包括用于锚接定子叠片组的锚接装置，定子叠片组可附连到冷却支撑元件（100）；具有上表面和下表面的第二板（102），其中，第二板的下表面包括进口（103）和出口（104）。第一板以第一板（101）的下表面面向第二板（102）的上表面的方式附连到第二板。隔板元件（105，106）设置在第一板（101）的下表面和第二表面（102）的上表面之间，使得在第一板（101）和第二板（102）之间提供冷却通道，冷却流体可从进口（103）通过冷却通道可引导到出口（104），用于驱散来自定子叠片组的热。此外，还描述了定子段、定子、电机和用于制造冷却支撑元件的方法。【专利说明】冷却和支撑机电机械的定子段，特别用于风力涡轮机应用
本专利技术涉及一种用于电机，特别是发电机，的定子的定子段的冷却支撑元件。进一步地，本专利技术涉及包括这种冷却支撑元件的定子段。此外，本专利技术涉及包括所述定子段的定子。而且，本专利技术涉及包括所述定子的电机，例如涉及用于风力涡轮机的发电机。除此之外，本专利技术涉及用于制造这种冷却支撑元件的方法。
技术介绍
电机，诸如用于风力涡轮机的发电机可包括转子和定子。定子可以由一组叠片构成，其中，一个或多个线圈或绕组可被布置在定子叠片组的槽中。在这种电机中，在将机械能转换成电能或者将电能转换成机械能时产生热。在形成定子绕组的铜导体中由焦耳损耗产生热，在有磁致组件的铁部件中由涡流损耗产生热。所产生的热必须被去除，以避免热点、由于升高的磁体温度导致的功率降低以及绝缘磨损。在常规系统中，通过将空气吹入定子内部来冷却定子叠片组和所附连的绕组。在定子外壳的轴向端部，绕组突出，形成半环。突出的绕组半环形成了定子绕组的端绕组。通过将空气吹过绕组(例如，转子和定子之间的气隙中或者通过定子外壳的径向延伸的管道)来冷却定子绕组。由每个定子段安装的空气-空气热交换器执行这些定子段的冷却。随着定子段数量的增加，冷却要求增加，因此增加了定子和冷却部件的几何构造的重量和复杂性。安装过程和空气管道输送也会造成构造问题，发电机的预期寿命可能由于更多的维护需要而不能满足。在这些系统中，定子叠片被焊接到下面的T形杆，并通过压板固定在端部。定子组配备有许多个用于冷却的轴向间隔件，因此，降低了组装之后定子段的刚性。在这种冷却系统中可能出现冷却空气的不均匀流动，可能引起与温度有关的不一致的机器性能，并且还可能要求更大的风扇功率来解决尤其在端绕组中的热点问题。此外，在定子组中提供的轴向冷却通道可能降低了各分段的结构完整性。因此，可能需要用于驱散来自定子叠片组的热的改进系统。
技术实现思路
该需求可通过根据独立权利要求的主题来满足。本专利技术的有利的实施例通过从属权利要求描述。根据一个实施例，提供了一种用于电机，特别是发电机，的定子段的冷却支撑元件。所述冷却支撑元件包括:第一板，所述第一板具有上表面和下表面，其中，所述第一板的上表面包括锚接装置，所述锚接装置用于锚接定子叠片组，所述定子叠片组可附连到所述冷却支撑元件；第二板，所述第二板具有上表面和下表面，其中，所述第二板的下表面包括进口和出口，其中，所述第一板以所述第一板的下表面面向所述第二板的上表面的这种方式被附连到所述第二板，其中，分隔元件被设置在所述第一板的下表面和所述第二表面的上表面之间，使得在所述第一板和所述第二板之间提供冷却通道，其中，冷却流体可从所述进口通过所述冷却通道引导到所述出口，用于驱散来自所述定子叠片组的热。该实施例基于这样的构思，S卩，支撑元件可以用在其上可安装定子叠片组的地方，其中，支撑元件还提供冷却功能。根据该实施例，引入了简单有效的方法来支撑或安装定子叠片组并且同时冷却该定子叠片组。所描述的冷却支撑元件解决了定子段(例如，定子叠片组和布置在定子叠片组上的绕组)的冷却问题以及定子段生产中涉及的制造工艺问题。本文中提出的冷却功能不需要给空气热交换器提供更多的空气就可以实现更凉的机器性能。所描述的冷却支撑元件可以提供与风力涡轮机冷却集成在一起的定子冷却机制。在常规系统中，冷却空气的不均匀流动可能造成与温度有关的不一致的机器性能，因而可能需要更大的风扇功率来解决热点问题，特别是端绕组中的热点问题。定子组中提供的轴向冷却通道会降低分段的结构完整性，由本文描述的冷却支撑元件提供的液体冷却可以消除这种结构的不完整性。液体通过冷却通道的流动可以被改变，使得可以布置可变的流动，并因此可以集中进行控制，以根据机器功率输出来优化冷却(有或无传感器，更少控件)。所描述的冷却支撑元件可以用于定子段。因此，每个分段都可以制造和产生冷却支撑元件构成的冷却通道，并且在定子组装期间只需要管道连接。至于冷却流体，可以使用水或者其它任何流体(例如水或乙二醇混合物)。由于在降低的工作温度下的抗冻性质，乙二醇混合物是优选的。基于冷却流体的流动，并且通过优化的通道高度和宽度，因此产生了必需的对流系数。在此背景下,“定子叠片组(stator lamination stack)”可以指提供了用于接收绕组的槽的定子部分。该定子部分可以通过堆叠多个薄片的硅钢板元件来形成。在此背景下，“驱散热”可以表示在定子段(可能出现在端部)中产生的任何热可以从端部被驱散或者引导开。本文中描述的冷却支撑元件可以用于风力涡轮机的发电机的定子。它还可以用于任何其它类型的电机，比如电动机。冷却支撑元件可以尤其用于风力涡轮机的直接驱动型发电机(具有带磁体的外转子、和内定子)。在这种直接驱动型(DD)发电机中，与外定子相比，可能存在相当高的功率密度。结果是，可能需要有效的冷却。对有效冷却的这种需要可以通过本文中描述的冷却支撑元件来实现。根据另一实施例，所述第一板包括侧板，所述侧板被附连在所述下表面的两个相对边缘上，其中，所述侧板适于封闭所述冷却通道。侦彳板可以用于在两侧封闭冷却通道。而且，侧板可以用于将冷却支撑元件附连在相邻的定子段。根据另一实施例，T形条被附连到所述第二板的下表面，用于加强所述冷却支撑元件。通过使用T形条，可以解决叠片被堆叠在一起时分段的刚性构造和分段的完整性寿命检查的问题。T形条例如可以被焊接到第二板的下表面。将T形条附连到冷却支撑元件可具有分段的寿命方面的效果，原因是T形条为支撑元件提供了增强的刚度，因此可以延长分段的寿命。根据另一实施例，隔板元件被附连到所述第二板的上表面。隔板元件例如可以被焊接到第二板的上表面。隔板元件可以是在一个方向上延伸的条的形式。根据另一实施例，隔板元件形成蜿蜒形的冷却通道。通过提供蜿蜒形的冷却通道，冷却流体可以在进口进入冷却支撑元件，进口可以布置在第二板的一个拐角中。从这个进口开始，冷却流体蜿蜒地通过第一板和第二板之间的以蜿蜒形式的冷却通道，并且可以在出口离开冷却通道，出口例如被布置在第二板的与第一拐角相对的拐角处。根据另一实施例，所述锚接装置包括沟或槽，所述沟或槽适于与所述定子叠片组的对应的槽或沟接合。使用用于锚接定子叠片组的键槽特征(沟或槽)，可以避免焊接或栓接定子叠片组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机，特别是发电机，的定子的定子段的冷却支撑元件（100），所述冷却支撑元件（100）包括：第一板（101），所述第一板具有上表面和下表面，其中，所述第一板的上表面包括锚接装置（401），所述锚接装置用于锚接定子叠片组（700），所述定子叠片组可附连到所述冷却支撑元件（100），第二板（102），所述第二板具有上表面和下表面，其中，所述第二板的下表面包括进口（103）和出口（104），其中，所述第一板以所述第一板（101）的下表面面向所述第二板（102）的上表面的这种方式被附连到所述第二板，其中，隔板元件（105，106）被设置在所述第一板（101）的下表面和所述第二表面（102）的上表面之间，使得在所述第一板（101）和所述第二板（102）之间提供冷却通道，和其中，冷却流体可从所述进口（103）通过所述冷却通道引导到所述出口（104），用于驱散来自所述定子叠片组的热。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E莱马，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：