定子鐵心單元、定子、電機及風力發電機組制造技術

本發明專利技術涉及用于電機定子的定子鐵心單元，包括第一疊片組、第二疊片組、第一中間疊片組、第二中間疊片組、第一冷卻流體通道和第二冷卻流體輸送管，各個疊片組沿電機的軸向彼此相鄰地接合，并且第一中間疊片組和第二中間疊片組設置在第一疊片組和第二疊片組之間；第一中間疊片組和第二中間疊片組分別具有第一切槽和第二切槽并且第一切槽和第二切槽相對應地連通以形成第一冷卻流體通道，以使第一冷卻流體能夠流過第一冷卻流體通道；第二冷卻流體輸送管穿過第一疊片組、第一中間疊片組、第二中間疊片組和第二疊片組并且從第二冷卻流體輸送管中流過的第二冷卻流體能夠與第一冷卻流體產生熱交換。本發明專利技術還涉及用于電機的定子、電機和風力發電機組。

【技術實現步驟摘要】
定子鐵心單元、定子、電機及風力發電機組
本專利技術涉及電機的定子鐵心單元、具有該定子鐵心單元的定子、具有該定子的電機以及具有該電機的風力發電機組。
技術介紹
電機是電能生產、傳輸、使用和電能特性變化的核心裝備，在現代社會所有行業和部門中有著廣泛的應用并在國民經濟中占據著極其重要的地位。電機在運行過程中會產生熱量，熱量主要來源于電磁損耗的熱損耗，主要包括繞組中由于歐姆阻抗產生的焦耳熱，即銅損；鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗等，即鐵耗；以及不可避免的雜散損耗。如果電機是永磁電機的話，熱損耗還包括磁鋼損耗。這些損耗使電機運行時釋放出大量的熱量，過高的熱量不僅會對電機本身及其絕緣結構造成一定的沖擊，帶來縮短絕緣壽命甚至絕緣失效的危害，還會導致電機的輸出功率不斷下降。對于永磁電機而言，還會致使永磁體材料產生退磁的風險，一旦發生退磁，將會使永磁體材料性能有明顯的下降，從而導致電機性能低于設計預期目標。因此，需要冷卻系統和冷卻方法對電機運行時產生的大量熱量進行冷卻。現有技術提供了一種通過隔離條構建通風道的電機冷卻裝置。定子鐵心將若干個定子疊片堆疊組通過若干隔離條沿軸向等間距隔開的方式構成，使定子鐵心中形成多個允許冷卻空氣通過的徑向通風道，達到使定子鐵心得到充分冷卻的目的。但是，以空氣作為初級冷卻介質的冷卻方式以及包含隔離條的定子鐵心結構存在以下明顯的缺陷，與液體冷卻介質相比，空氣的對流換熱系數較低；包含隔離條的定子鐵心結構使永磁體無法得到充分利用，并且增加了銅的使用量。現有技術還提供了一種針對定子鐵心的水冷卻裝置。這種水冷卻裝置在定子鐵心軛部中/上安裝蛇形蜿蜒的冷卻管，水冷卻介質在冷卻管中流動以實現對定子鐵心的冷卻。這種水冷卻裝置省去了隔離條，并且用對流換熱系數較高的水冷介質代替了空氣。但是，由于冷卻管安裝位置的限制，使得定子鐵心的主要發熱體，即繞組中的熱量到冷卻管間的熱傳遞路徑較長(熱阻較大)，導致對端部繞組的冷卻效果較差。因此，需要一種能夠克服上述缺陷中的至少一個缺陷的定子鐵心單元、具有該定子鐵心單元的定子、具有該定子的電機以及具有該電機的風力發電機組。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供一種換熱效率高的定子鐵心單元、定子、電機及風力發電機組。本專利技術的另一個目的是提供一種結構簡單、緊湊的定子鐵心單元、定子、電機及風力發電機組。本專利技術的另一個目的是提供一種能夠節省材料和成本的定子鐵心單元、定子、電機及風力發電機組。本專利技術的一個方面提供了一種用于電機的定子的定子鐵心單元，包括第一疊片組、第二疊片組、第一中間疊片組、第二中間疊片組、第一冷卻流體通道和第二冷卻流體輸送管，其中：第一疊片組、第二疊片組、第一中間疊片組和第二中間疊片組沿電機的軸向彼此相鄰地接合，并且第一中間疊片組和第二中間疊片組設置在第一疊片組和第二疊片組之間；第一中間疊片組具有第一切槽，第一切槽在第一中間疊片組的徑向外表面敞開；第二中間疊片組具有第二切槽，第二切槽在第二中間疊片組的徑向內表面敞開并且與第一切槽相對應地連通以形成第一冷卻流體通道，以使第一冷卻流體能夠流過第一冷卻流體通道；并且第二冷卻流體輸送管穿過第一疊片組、第一中間疊片組、第二中間疊片組和第二疊片組并且從第二冷卻流體輸送管中流過的第二冷卻流體能夠與第一冷卻流體產生熱交換。根據本專利技術的實施例，第二冷卻流體輸送管穿過在第一冷卻流體通道中。根據本專利技術的實施例，第二冷卻流體輸送管的外壁與第一冷卻流體通道的內壁之間存在間隙。根據本專利技術的實施例，第一切槽和第二切槽均為多個，以形成相應的多個第一冷卻流體通道。根據本專利技術的實施例，第一冷卻流體通道沿定子鐵心單元的徑向延伸。根據本專利技術的實施例，第一疊片組和/或第二疊片組分別包括疊壓設置的多個第一疊片和/或多個第二疊片。根據本專利技術的實施例，第一中間疊片組包括多個第一中間疊片，多個第一中間疊片中的每一個包括第一切口，多個第一中間疊片疊壓以形成第一中間疊片組并且每一個第一中間疊片的第一切口彼此對齊以形成第一切槽。根據本專利技術的實施例，第二中間疊片組包括多個第二中間疊片，多個第二中間疊片中的每一個包括第二切口，多個第二中間疊片疊壓以形成第二中間疊片組并且每一個第二中間疊片的第二切口彼此對齊以形成第二切槽。根據本專利技術的實施例，第二冷卻流體輸送管的外壁上設置有散熱結構件，散熱結構件包括散熱翅片，散熱翅片容納在第一冷卻流體通道中。根據本專利技術的實施例，散熱翅片為棱柱結構。根據本專利技術的實施例，散熱翅片向第一冷卻流體通道的開口方向延伸。根據本專利技術的實施例，散熱結構件還包括內套筒，內套筒固定在第二冷卻流體輸送管的外壁上并與第二冷卻流體輸送管的外壁形成熱接觸，散熱翅片設置在內套筒上。根據本專利技術的實施例，散熱結構件還包括外套筒，內套筒通過支撐件固定在外套筒的內部以使內套筒和外套筒之間具有空隙，并且外套筒與第一冷卻流體通道的內壁形成熱接觸。根據本專利技術的實施例，第二冷卻流體輸送管與第一疊片組和第二疊片組之間緊密配合。根據本專利技術的實施例，第一疊片組和第二疊片組中的至少一者上設置有通孔，第二冷卻流體輸送管從通孔穿過。本專利技術的另一方面提供了一種用于電機的定子，包括：如上所述的定子鐵心單元，多個定子鐵心單元沿電機的軸向疊置并緊固在一起以形成定子鐵心，并且定子鐵心具有齒部和軛部；繞組，繞組纏繞在定子鐵心的齒部上。根據本專利技術的實施例，第一冷卻流體通道形成在定子鐵心的齒部和軛部中。根據本專利技術的實施例，定子還包括夾緊部件，夾緊部件與第二冷卻流體輸送管從定子鐵心的軸向端部伸出的部位接合，以軸向壓緊定子鐵心。本專利技術的另一方面提供了一種電機，包括：轉子；和如上所述的定子。根據本專利技術的實施例，電機為風力發電機。本專利技術的另一方面提供了一種風力發電機組，包括：如上所述的風力發電機和葉輪，葉輪與風力發電機連接并驅動風力發電機的轉子轉動。綜上，本專利技術的定子鐵心單元、定子、電機和風力發電機組擺脫了傳統地通過隔離條將定子疊片堆疊組沿軸向等距隔開以構建內部徑向通風道的定子鐵心結構，使得整個定子鐵心的軸向尺寸更加緊湊，減小了永磁體及銅的用量，降低了成本。本專利技術的定子鐵心單元、定子和電機中的冷卻循環回路提高了冷卻效率，能夠對定子鐵心進行無死角的充分冷卻。本專利技術的定子鐵心單元、定子和電機的冷卻循環回路中的第二冷卻流體冷卻循環回路對第一冷卻流體冷卻循環回路進行冷卻，使得整個定子鐵心單元具備了較高的內聚性。附圖說明從下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式的描述中可以更好地理解本專利技術。其中：圖1是根據本專利技術的示例性實施例的定子的一部分的示意圖；圖2是根據本專利技術的示例性實施例的定子鐵心單元的示意圖；圖3是根據本專利技術的示例性實施例的第一疊片組和第二疊片組的結構示意圖；圖4是根據本專利技術的示例性實施例的第一中間疊片組的結構示意圖；圖5是根據本專利技術的示例性實施例的第二中間疊片組的結構示意圖；圖6是根據本專利技術的示例性實施例的定子鐵心單元的裝配爆炸圖；圖7是根據本專利技術的示例性實施例的散熱結構件的局部示意圖；圖8是根據本專利技術的示例性實施例的定子缺少散熱結構件時的局部剖開示意圖；圖9是根據本專利技術的示例性實施例的定子鐵心單元的部分冷卻回路示意圖。在附圖中：1-定子2-周向3-定子鐵心4-齒槽5-繞組6-第二冷卻流體輸送管7-散熱結構件8-軸向9-定子鐵心單元本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于電機的定子的定子鐵心單元(9)，包括第一疊片組(11a)、第二疊片組(11b)、第一中間疊片組(12)、第二中間疊片組(13)、第一冷卻流體通道(14)和第二冷卻流體輸送管(6)，其中：所述第一疊片組(11a)、所述第二疊片組(11b)、所述第一中間疊片組(12)和所述第二中間疊片組(13)沿所述電機的軸向(8)彼此相鄰地接合，并且所述第一中間疊片組(12)和所述第二中間疊片組(13)設置在所述第一疊片組(11a)和所述第二疊片組(11b)之間；所述第一中間疊片組(12)具有第一切槽(29)，所述第一切槽(29)在所述第一中間疊片組(12)的徑向外表面敞開；所述第二中間疊片組(13)具有第二切槽(34)，所述第二切槽(34)在所述第二中間疊片組(13)的徑向內表面敞開并且與所述第一切槽(29)相對應地連通以形成所述第一冷卻流體通道(14)，以使第一冷卻流體能夠流過所述第一冷卻流體通道(14)；并且所述第二冷卻流體輸送管(6)穿過所述第一疊片組(11a)、所述第一中間疊片組(12)、所述第二中間疊片組(13)和所述第二疊片組(11b)并且從所述第二冷卻流體輸送管(6)中流過的第二冷卻流體能夠與所述第一冷卻流體產生熱交換。...

【技術特征摘要】
1.一種用于電機的定子的定子鐵心單元(9)，包括第一疊片組(11a)、第二疊片組(11b)、第一中間疊片組(12)、第二中間疊片組(13)、第一冷卻流體通道(14)和第二冷卻流體輸送管(6)，其中：所述第一疊片組(11a)、所述第二疊片組(11b)、所述第一中間疊片組(12)和所述第二中間疊片組(13)沿所述電機的軸向(8)彼此相鄰地接合，并且所述第一中間疊片組(12)和所述第二中間疊片組(13)設置在所述第一疊片組(11a)和所述第二疊片組(11b)之間；所述第一中間疊片組(12)具有第一切槽(29)，所述第一切槽(29)在所述第一中間疊片組(12)的徑向外表面敞開；所述第二中間疊片組(13)具有第二切槽(34)，所述第二切槽(34)在所述第二中間疊片組(13)的徑向內表面敞開并且與所述第一切槽(29)相對應地連通以形成所述第一冷卻流體通道(14)，以使第一冷卻流體能夠流過所述第一冷卻流體通道(14)；并且所述第二冷卻流體輸送管(6)穿過所述第一疊片組(11a)、所述第一中間疊片組(12)、所述第二中間疊片組(13)和所述第二疊片組(11b)并且從所述第二冷卻流體輸送管(6)中流過的第二冷卻流體能夠與所述第一冷卻流體產生熱交換。2.根據權利要求1所述的定子鐵心單元(9)，其中，所述第二冷卻流體輸送管(6)穿過所述第一冷卻流體通道(14)。3.根據權利要求2所述的定子鐵心單元(9)，其中，所述第二冷卻流體輸送管(6)的外壁與所述第一冷卻流體通道(14)的內壁之間存在間隙(37)。4.根據權利要求1所述的定子鐵心單元(9)，其中，所述第一切槽(29)和所述第二切槽(34)均為多個，以形成相應的多個所述第一冷卻流體通道(14)。5.根據權利要求1所述的定子鐵心單元(9)，其中，所述第一冷卻流體通道(14)沿著所述定子鐵心單元(9)的徑向(10)延伸。6.根據權利要求1所述的定子鐵心單元(9)，其中，所述第一疊片組(11a)和/或所述第二疊片組(11b)分別包括疊壓設置的多個第一疊片(17a)和/或多個第二疊片(17b)。7.根據權利要求1所述的定子鐵心單元(9)，其中，所述第一中間疊片組(12)包括多個第一中間疊片(23)，所述多個第一中間疊片(23)中的每一個包括第一切口(26)，所述多個第一中間疊片(23)疊壓以形成所述第一中間疊片組(12)并且所述每一個第一中間疊片(23)的第一切口(26)彼此對齊以形成所述第一切槽(29)。8.根據權利要求1所述的定子鐵心單元(9)，其中，所述第二中間疊片組(13)包括多個第二中間疊片(30)，所述多個第二中間疊片(30)中的每一個包括第二切口(33)，所述多個第二中間疊片(30)疊壓以形成所述第二中間疊片組(1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李錦輝，夏靜，王丁會，
申請(專利權)人：北京金風科創風電設備有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11