在过去数十年中，风力涡轮机越来越多地用作能量转换器，例如以向国家电网提供电力。这种风力涡轮机被认为利用可再生能源，而不同于化石燃料。据预测化石燃料在未来可能会变得越来越昂贵并且难以获得，并且因此风力涡轮机可能对可再生能源起到越来越重要的作用。
风力涡轮机常常部署于所谓的“风电场”中，其中多个风力涡轮机位于特定区域中，例如位于提供对于操作风力涡轮机有利的风力条件的区域中。风电场常常可能位于偏远地区或者位于海上以便最小化对当地居民的干扰并且以便于提供促进风力涡轮高效操作的风力条件。
风力涡轮机通常包括风力涡轮叶片和用于发电的发电机。在风力涡轮机的某些常见设计中，风力涡轮机包括位于风力涡轮机与发电机之间的齿轮箱以充分增加旋转速度从而能高效地驱动发电机。然而，齿轮箱的可靠性已被证明成为问题，特别是在常常超过二十年的风力涡轮机的预期操作寿命期限后。已知风力涡轮常常位于偏远并且难以接近的地区，这可能会给风力涡轮的维修和维持可靠性造成问题。
因此，近年来，所谓的“直接驱动”风力涡轮机受到关注，其中涡轮叶片直接连接到发电机使得发电机的转子与涡轮叶片以相同旋转速度旋转。因此可以省略齿轮箱，节省了重量并且提高了可靠性。然而，如果省略了齿轮箱，所需扭矩增加超过具有齿轮箱的发电机所需的扭矩并且因此需要增加电机的尺寸。然而，随着发电机的直径增加，发电机的总重量也将增加。然而，在大部分水平轴线风力涡轮机中，发电机位于支承塔架顶部的短舱中并且在组装期间通常由合适起重机用绞盘提升到位。这倾向于给发电机重量设定了大约100立方公吨的实际上限。因此需要能提供具有减小重量和提高效率的发电机，例如，使得转子的直径增加，而不会造成重量的较大相对应增加。如果风力涡轮机位于相对不易于接近的地区，诸如离岸风电场中，这可能是特别合乎需要的。
技术实现要素：
在第一方面，提供一种用于支承电机的定子或转子的电磁耦合元件的区段，包括：多个细长叠片，其在第一方向上堆叠以形成叠片堆，其中叠片的细长边缘限定叠片堆的相对的第一主面和第二主面；以及，多个细长压缩装置，其在第一方向上在内部穿过叠片堆并且被布置成将叠片堆中的叠片压缩在一起。其中，每个细长压缩装置都处于弹性延伸条件下，从而生成施加到所述叠片堆上的压缩力；每个细长压缩装置相对于延伸穿过所述叠片堆的所述细长压缩装置的部分弹性地延伸至少所述部分的弹性未延伸状态下的长度的至少0.5％、或至少1％、或至少1.5％、或至少2％、或至少2.5％、或至少3％、或至少3.5％或至少4％。
所述叠片堆具有在所述第一方向上纵向延伸的槽；并且所述细长压缩装置中至少一些位于所述槽中。所述槽设置于所述叠片堆的所述第一主面和所述第二主面中的二者中。所述槽包括第一组槽和第二组槽，所述第二组槽设置在所述叠片堆中，其在所述叠片堆厚度中的深度位置与所述第一组槽不同。
在第二方面，提供一种压缩装置，包括：中心杆部分，其具有第一端和第二端；以及在中心杆部分的第一端和第二端中相应端的第一锚固部分和第二锚固部分；其中每个锚固部分具有比中心杆部分的相邻部分更大的直径。每个压缩装置还包括：第一套环和第二套环，所述第一套环配装到所述第一锚固部分，所述第二套环配装到第二锚固部分；其中，每个锚固部分具有用于向所述叠片堆施加压缩力的肩部。
在第三方面，提供一种用于安装压缩装置的方法，包括以下步骤：提供叠片堆，所述叠片堆具有在第一方向上堆叠的叠片和在第一方向上纵向延伸的槽；提供压缩装置，所述压缩装置包括中心杆部分，中心杆部分具有在中心杆部分的相应第一端和第二端处的第一锚固部分和第二锚固部分；将压缩装置插入于槽内；向压缩装置施加张力以延长中心杆部分；将第一套环和第二套环分别配装到第一锚固部分和第二锚固部分；以及释放施加的张力以使套环向叠片堆施加压缩力。
通过提供基本上在该区段内部的压缩装置，可以减小该区段的总重量和尺寸。此外，压缩装置可以帮助在叠片上提供压缩力，在电机的寿命中可以更易于维持这种压缩力。
在第四方面，提供一种用于电机的定子或转子的磁体安装系统，该系统包括：磁体支架，包括用于安装磁体的安装表面和单元接合部分，单元接合部分包括安装唇缘，安装唇缘被布置成与相对应磁体固连单元接合以将磁体固连到安装表面上；磁体，其安装于安装表面上；以及，磁体固连单元，其用于将磁体固连到安装表面上，磁体固连单元包括固连唇缘部分、磁体保持部分以及连接部分，固连唇缘部分被成形为与安装唇缘接合，磁体保持部分包括磁体保持表面，磁体保持表面被成形为与磁体接合以将磁体保持到磁体支架上，连接部分用于连接该固连唇缘部分和该磁体保持部分，其中磁体固连单元被布置成当固连唇缘部分与安装唇缘接合时限制磁体远离磁体支架的移动。
在第五方面，提供一种用于将一个或多个磁体安装到电机的定子或转子上的磁体支架，磁体支架包括：安装表面，用于安装一个或多个磁体；以及，单元接合部分，其包括安装唇缘，安装唇缘被布置成与相对应磁体固连单元接合以将一个或多个磁体固连到安装表面上。
在第六方面，提供一种叠片，用于形成具有多个叠片的磁体支架磁体支架用于将一个或多个磁体安装到电机的定子或转子上，其中叠片包括：安装表面，其用于安装一个或多个磁体；以及，单元接合部分，其包括安装唇缘，安装唇缘被布置成与相对应磁体固连单元接合以将一个或多个磁体固连到安装表面上。
在第七方面，提供一种用于将一个或多个磁体固连到电机的定子或转子的磁体支架上的磁体固连单元，磁体固连单元包括：固连唇缘部分，其被成形为与磁体支架的相对应部分接合；磁体保持部分，其包括磁体保持表面，磁体保持表面被成形为与一个或多个磁体接合以便将一个或多个磁体保持到磁体支架上；以及，连接部分，其用于连接固连唇缘部分和磁体保持部分，其中磁体固连单元被成形为当固连唇缘部分与磁体支架的相对应部分接合时限制安装到磁体支架上的一个或多个磁体远离磁体支架的移动。
因此，电机的磁体可以被更牢固地固持，同时减小电机的重量。
在第八方面，提供一种用于电机的流体歧管，电机包括多个电气绕组，电气绕组包括流体通道，传热流体能穿过流体通道以便在流体与电气绕组之间传热，并且流体歧管包括：主体，其包括流体腔室；电绝缘元件，其联接到主体的，绝缘元件包括用于与电气绕组的流体通道流体连通的多个流体端口和与流体腔室和流体连接器流体连通的多个电绝缘流体通道。
例如，使用电绝缘元件可以帮助改进在电机的电气绕组与电机的其它零件之间的电隔离，这允许减小电机的尺寸和重量。而且，可以使用传热流体来冷却电气绕组，这可以允许电机被制成更小并且更高效。
在第九方面，提供一种用于电机的转子，转子包括：毂，其被布置成使得转子能相对于电机的定子绕旋转轴线旋转；缘部，其包括多个电磁耦合元件以用于与电机的定子进行电磁耦合；多个辐条，所述多个辐条布置于毂与缘部之间以便机械地联接毂与缘部。
在第十方面，提供一种用于电机的定子，定子包括：毂，其被布置成使得电机的转子能相对于定子绕旋转轴线旋转；缘部，其包括多个电磁耦合元件以用于与电机的转子进行电磁耦合；多个辐条，所述多个辐条布置于毂与缘部之间以便机械地联接毂与缘部。
通过使用多个辐条，可以减小转子或定子的重量。
在第十一方面，提供一种包括电机的系统，电机包括电气绕组，电气绕组包括流体通道，该系统还包括与流体通道流体连通的温控流体源，温控流体源能够操作以向绕组提供流体以将绕组的温度升高到周围温度之上。
通过使用可以操作以向绕组提供流体从而将绕组温度升高到周围温度之上的温控流体源，可以改进电机可以操作的温度范围。例如，如果周围温度低于冰点，那么将绕组温度升高到周围温度之上可以帮助防止电机在其不操作的情况下冻结。如果电机位于相对不易于接近、难以进行维修或故障排除的地区，这可能是重要的。
在第十二方面，提供一种发电机，包括：定子，其包括一个或多个电气绕组；以及，转子，其包括一个或多个永磁体，转子被布置成能相对于定子绕旋转轴线旋转；其中转子被定位成比定子离旋转轴线更远。
例如，通过将转子定位成其比定子离旋转轴线更远，扭矩可以增加而不会增加发电机的总体外部尺寸。因此能使得发电机更小并且更轻。
在附属权利要求中限定了各种其它相应方面和特征。
附图说明
现将参考附图仅以举例说明的方式描述本公开内容的示例，在附图中：
图1是直接驱动永磁同步发电机的示意图；
图2a是发电机的示意正视图并且图2b是发电机的示意侧视图；
图3是转子的示意图；
图4是转子区段的示意图；
图5a和图5b为多个转子叠片的示意图；
图6a示意性地示出了转子叠片并且图6b示意性地示出了图6a所示的转子叠片的一部分的放大视图；
图6c示意性地示出了转子叠片并且图6d示意性地示出了图6c所示的转子叠片的一部分；
图7示意性地示出了侧板相对于转子叠片和转子系杆的布置；
图8a、图8b和图8c示意性地示出了系杆；
图9a和图9b示意性地示出了系杆；
图10a和图10b示意性地示出了系杆；
图11示意性地示出了使用磁体固连夹将磁体附连到转子叠片上；
图12a示意性地示出了磁体固连夹的侧视图并且图12b示意性地示出了磁体固连夹的平面图；
图13示意性地示出了安装都转子叠片上的磁体；
图14示意性地示出了用于将磁体固连到转子叠片上的另一布置；
图15示意性地示出了转子的总体布置；
图16示意性地示出了定子；
图17示意性地示出了定子的定子环；
图18示意性地示出了定子的放大平面图；
图19示意性地示出了定子区段；
图20a示意性地示出了定子叠片并且图20b示意性地示出了图20a所示的定子叠片的一部分的放大视图；
图21a示意性地示出了定子叠片并且图21b示意性地示出了图21a所示的定子叠片的一部分；
图22示意性地示出了定子叠片的堆叠；
图23a和图23b示意性地示出了安装于定子叠片的线圈齿部分上的定子线圈的侧视图；
图24示意性地示出了定子线圈；
图25示意性地示出了定子线圈的一端的放大视图；
图26示意性地示出了定子线圈的截面图；
图27示意性地示出了定子线圈的绕组级；
图28示意性地示出了定子线圈相对于定子缘部的布置；
图29示意性地示出了用于围绕线圈齿固持定子线圈的布置；
图30示意性地示出了隔离连接器；
图31示意性地示出了隔离连接器；
图32a示意性地示出了歧管相对于定子线圈的构造；
图32b示意性地示出了歧管；
图33示意性地示出了转子轴；
图34示意性地示出了转子轴和转子轴承的布置；
图35示意性地示出了转子轴，转子轴承和定子轴承的布置；
图36示意性地示出了转子毂；
图37a示意性地示出了定子毂并且图37b示意性地示出了定子毂的分解图；
图38示意性地示出了转子的一部段；
图39示意性地示出了定子的一部段；
图40示意性地示出了使用辐条环连接器将辐条附连到转子环；
图41示意性地示出了将辐条联接到辐条安装凸缘；
图42示意性地示出了辐条端部附连件和安装于凸缘上的辐条的截面图；
图43示意性地示出了转子区段以及多个区段安装附连件的截面图；
图44a和图44b示意性地示出了区段安装附连件；
图45示意性地示出了安装于定子环上的定子区段；
图46a示意性地示出了辐条结构的等距视图并且图46b示意性地示出了辐条结构的侧视图；
图47是直接驱动永磁同步发电机的示意图；
图48a是图47的发电机的示意正视图并且图48b是图47的发电机的示意侧视图；
图49示意示出图47的发电机的转子；
图50示意性地示出了图47的发电机的辐条布置；
图51示意示出图47的发电机的定子；
图52示意性地示出了图51的定子的辐条布置；
图53示意性地示出了定子的定子区段和歧管的布置；
图54示意性地示出了定子区段；
图55示意性地示出了定子线圈；
图56示意性地示出了定子线圈到歧管的联接；
图57示意性地示出了歧管的侧视图；
图58示意性地示出了无入口连接器和出口连接器的歧管；
图59示意性地示出了歧管的主体以及绝缘板；
图60示意性地示出了歧管的主体；
图61示意性地示出了穿过主体的截面图；
图62位包括夹持套环的支承管组件的示意图；
图63位包括间隔管的支承管组件的示意图；
图64示意性地示出了转子叠片和侧板的放大视图；
图65示意性地示出了定子叠片和侧板的放大视图；
图66示意性地示出了系杆相对于定子侧板中形成的凹部的定位；
图67a至图67d从不同视图示意性地示出了磁体固连单元的示例；
图68a至图68c从不同视图示意性地示出了磁体固连单元的另一示例；
图69示意性地示出了流体循环系统；以及
图70示意性地示出了包括发电机的流体循环系统。
虽然本发明易于具有各种修改和替代形式，在附图中以举例的方式示出了并且在本文中具体地描述了具体实施例。然而，应了解本发明所附有的附图和详细描述不是意为限制本发明为所公开的特定形式，而是本发明意为涵盖属于要求保护的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替代。
发电机
图1是根据本公开的示例的直接驱动永磁同步发电机1(DD-PMSG)的示意图。发电机1包括转子100、定子200和轴300。转子100被布置成相对于定子200旋转。在关于图1所描述的示例中，转子100被布置成相对于定子200旋转使得轴300随着转子相对于发电机的外壳旋转。然而，在其它示例中，转子位于定子外侧。在某些示例中，轴300是固定的以便限制相对于外壳的运动，如在下文中更详细地描述。
在示例中，转子100包括多个永磁极并且定子200包括多个定子线圈。由于永磁体相对于定子200运动，转子100相对于定子200的旋转造成磁通量变化，并且因此造成定子线圈中感应电压。在示例中，转子联接到多个风力涡轮叶片以便造成转子100相对于定子200旋转。换言之，风力涡轮叶片能被认为是用于驱动发电机1的驱动元件(原动机)。然而，应意识到也可以使用诸如其它类型的涡轮叶片、内燃机、电动马达、水力涡轮等其它原动机来产生旋转运动。
图2a是发电机1的示意正视图并且图2b是发电机1的示意侧视图。如图2a所示，转子100包括多个转子辐条(诸如转子辐条102a、102b)、转子缘部104和转子毂106(在图2a中未示出)。转子辐条联接转子毂106与转子缘部。同样，定子200包括多个定子辐条(诸如定子辐条202a、202b)、定子缘部204和定子毂206(在图2a中未示出)。多个定子辐条联接转子毂与定子缘部。转子缘部104与定子缘部204同心。参考图2b，定子缘部204包括在轴向方向上由诸如定子间隔管210a和210b等定子间隔管彼此间隔开的多个定子环208。换言之，例如，定子环可以被认为是定子支承环。
在图2b所示的示例中，定子缘部包括6个定子环，但应意识到也可以使用任何合适数量的定子环。转子缘部104包括以与定子环类似方式布置的多个转子环。转子100和定子200的辐条布置可以帮助减小发电机1的质量。转子100和定子200的构造将在下文中更详细地描述。
转子
现将描述根据本公开的示例的转子100的构造。
图3是转子100的示意图。转子100包括诸如转子区段116等多个转子区段(例如充当转子现用区段)，其提供用于发电机的必需的磁性路径和激励。转子区段绕转子缘部104在周向布置。在图3中，为了易于理解附图示出了一个转子区段(转子区段116)，但应意识到转子100通常包括多个转子区段。在一示例中，转子100包括12个转子区段，但应意识到可以使用任何其它数量的转子区段，该数量诸如为12个、18个、24个。在一示例中，所用的转子区段的数量是360的整除数，其中每个转子区段具有相同的周向长度，但应意识到转子区段可以具有彼此不同的周向长度。
转子缘部
转子缘部104通过辐条(诸如辐条102a、102b)联接到转子毂105。在示例中，转子具有与定子200类似的辐条状结构。将在下文中更详细地描述转子100和定子200的辐条状结构。
如上文所提到那样，转子缘部104包括彼此在轴向间隔开的多个转子环。转子环可以例如被认为是转子支承环。在图3所示的示例中，转子缘部104(如在图2所示的示例中示出)包括第一转子环120、第二转子环122、第三转子环124和第四转子环126。换言之，图2的示例的转子缘部104包括四个转子环(如在图3中所示)，但应意识到可以使用任何其它适当数量的转子环。
转子缘部104包括多个转子环支承管组件。在示例中，每个转子环支承管组件包括支承管和一个或多个间隔元件。在某些示例中，间隔元件是夹持套环，夹持套环围绕支承管夹持。在其它示例中，间隔元件是间隔管，其具有大于支承管直径的直径，使得支承管能位于间隔管内。然而，应意识到可以使用间隔元件的类型。将在下文中更详细地描述间隔元件。
在示例中，多个周向布置的孔形成于每个转子环中，相应支承管穿过这些孔。间隔元件布置于转子环之间使得转子环处于彼此间隔开的关系。
参考图3，第一转子环支承管组件(在虚线127a内示出)和第二转子环支承管组件(在虚线127b内示出)被示出为成组转子环支承管组件的示例。
如上文所提到那样，在示例中，每个转子环支承管组件包括一个或多个间隔元件。在图3所示的示例中，间隔元件是间隔管。例如，第二转子环支承管组件(由虚线127b指示)包括三个间隔管128a、128b和128c。举例而言，第二转子环支承管组件的支承杆穿过在转子环中相对应的孔，间隔管128a位于第一转子环120与第二转子环122之间，间隔管128b位于第二转子环122与第三转子环124之间，并且间隔管128c位于第三转子环124与第四转子环之间126使得转子环保持彼此间隔开的关系。在示例中，支承管在轴向方向上由位于与外转子环相邻(例如，与转子环120和126相邻)的支承管的任一端处的固持套环保持在转子环的孔内。换言之，例如，转子环支承管组件将转子环在轴向方向上机械地联接在一起以便抵抗在转子环上的扭转和径向力。
在其它示例中(类似于图3所示的布置)，每个转子环支承管组件包括四对夹持套环，其中每一对夹持套环位于相应转子环的每一侧。
在一示例中，转子环支承管组件绕转子环在周向方向上分布。在图3的示例中，转子环支承管组件在周向方向上均匀分布(即，在周向方向上每个杆之间的距离相同)，但应意识到它们可以不均匀地分布(即，在周向方向上在转子环支承管组件之间具有不同间距)。在图3所示的示例中，间隔管具有彼此相同的长度使得转子环在轴向方向上在它们之间具有相同距离(在存在三个或更多个转子环的情况下)，但应意识到间隔管可以具有彼此不同的长度。例如，在第一转子环120与第二转子环122之间的间隔管的长度可以不同于在第二转子环122与第三转子环124之间的间隔管的长度。
在示例中，在一个转子间隔环与另一转子间隔环之间的各间隔管的长度彼此相同。换言之，在示例中，各转子环被布置成在垂直于转子的旋转轴线的平面中彼此平行。此能帮助在轴向方向上提供刚度以及简化构造。然而，应意识到各转子环无需彼此平行。
在图3的示例中，转子环支承管组件的支承管垂直于转子环的平面，即，支承管的主长度方向平行于旋转轴线，但应意识到其它布置也是可能的。在图3的示例中，支承管和间隔管具有圆形横截面，但应意识到可以使用其它横截面，诸如正方形、椭圆形、矩形等。然而，应意识到转子环支承组件的各横截面可以彼此不同。
转子区段
现将参考图4至图15来描述根据本公开的示例的转子区段。
图4为根据本公开的示例的转子区段116的示意图。转子区段116包括多个转子叠片130、第一转子区段侧板134、第二转子区段侧板136、多个转子系杆(诸如转子系杆138)、多个永磁体(诸如永磁体140)和多个磁体固连夹(诸如磁体固连夹142)。
系杆在轴向方向上穿过转子区段侧板和转子叠片(即，平行于转子的旋转轴线)使得各叠片由转子侧板压缩在一起。换言之，例如，系杆可以被认为是压缩装置的示例。在示例中，系杆定位于永磁极的中部以便减小在系杆与转子的磁路之间的相互作用。将在下文中更详细描述转子叠片、转子侧板和转子系杆的布置。
在示例中，磁体固连夹将永磁体机械地联接到转子叠片，如将在下文中更详细的描述。换言之，这些磁体夹将永磁体固连到转子叠片上。在示例中，永磁体是NdFeB(钕铁硼)磁体，通常被称作钕磁体，但应意识到可以使用其它合适永磁体，诸如其它稀土磁体或过渡金属磁体。
转子叠片
现将参考图5a至图5b和图6a至图6d来描述转子叠片130。
诸如电动马达和发电机等电机通常使用叠片芯，定子或转子线圈分别围绕层合芯定位，但有时候也可以使用固体芯。希望芯(层合的或固体的)具有相对较高的磁导率以便帮助减小产生磁场所需要的电流。为了帮助减小芯中的涡流，应避免固体芯并且应使用层合芯。层合芯通常包括在叠片堆中堆叠在一起但使用合适绝缘涂层而彼此绝缘的多个金属叠片。叠片通常被布置成使得叠片的平面垂直于旋转轴线。换言之，叠片通常被布置成使得其主长度(最长的长度)布置于电机的周向方向上。如果电机的特定设计中使用了永磁体，常常使用叠片来保持永磁体。
在操作中，叠片经受由于行波磁场造成的波动疲劳应力。为了帮助减轻叠片的疲劳应力、噪音、振动和磨损，叠片通常以预定力被压缩在一起。这能帮助改进在各叠片之间的传热。
为了压缩叠片，叠片通常在制造期间压缩在一起，例如使用机械或液压机并且然后由外部刚性结构而保持压缩。然而，在使用期间，电机温度的重复改变造成叠片膨胀和收缩。而且，尽管大部分电机的设计寻求减轻在操作期间的振动，但难以消除振动并且因此叠片可能相对于彼此移动。这可能会造成在各叠片之间的绝缘涂层磨损并且因此该叠片堆的总宽度可能减小。因此，因为将叠片压缩在一起的外部结构是固定的，所以在叠片上的压缩力减小，并且因此叠片能更多地移动，造成绝缘涂层上更多磨损。
为了帮助解决这个问题，某些制造商使用外部弹簧系统来帮助在使用中维持在叠片上的压缩力。然而，这些系统通常较为庞大并且常常使用许多金属零件，这可能易于造成不合需要的损失。因此，当电机操作时，在金属零件中感应的涡流可能成为问题，例如增加加热并且因此降低效率。此类弹簧系统增加的质量和此类弹簧系统的尺寸也可能增加制造和安装成本，特别是在用于海上风力涡轮机应用中的情况下。
本公开的示例设法解决上述问题。
图5a和图5b为根据本公开的示例的多个转子叠片的示意图。
图5a示意性地示出了多个转子叠片。转子叠片在轴向方向上堆叠在一起。在图5a的示例中，转子叠片包括第一转子叠片144和第二转子叠片146。第二转子叠片146在轴向方向上位于第一转子叠片144之间。多个转子系杆槽(诸如转子系杆槽148)形成于第一转子叠片和第二转子叠片中使得转子系杆能穿过各转子叠片。如上文所提到的那样，在示例中，系杆定位于相应磁极(例如，在此处，磁场最小)的中部(中心)。在某些示例中，每个系杆定位于相应磁极的中心的阈值距离内。在示例中，选择阈值距离使得由于系杆造成的磁场扭转小于所要求的扭转阈值。
一个或多个转子安装孔(诸如转子安装孔150)，形成于第一叠片144中以将转子叠片安装于转子100上。转子系杆槽和转子安装孔在图5b中更详细地示出，图5b示意性地示出了根据本公开的示例的多个第一转子叠片。
图6a示意性地示出了根据本公开的示例的第二转子叠片之一。图6b示意性地示出了在图6a中示出的第二转子叠片的部分152的放大视图。第二转子叠片包括在周向方向上位于磁体固连区域之间的磁体安装表面(磁体接合表面)。例如，参考图6b，部分152包括磁体安装表面154a、154b和磁体固连区域156a、156b和156c。在图6a和图6b所示的示例中，每个磁体固连区域包括一对磁体夹固连唇缘。例如，磁体固连区域156a包括磁体夹固连唇缘158a和磁体夹固连唇缘158b。然而，应意识到磁体固连区域可以包括一个或多个磁体夹固连唇缘。例如，在周向方向上在转子叠片的边缘处的磁体固连区域包括一个磁体夹固连唇缘。
在示例中，磁体夹固连唇缘与磁体固连夹的相对应部分接合以将磁体固连到磁体接合表面上。这将在下文中更详细地描述。第二转子叠片具有与图6a所示的第二转子叠片基本上相同的轮廓。在某些示例中，使用合适的胶将磁体胶合到磁体接合表面上，并且利用磁体固连夹固连，但应意识到在其它示例中，可以省略胶。磁体安装系统因此可以形成为具有例如一个或多个磁体夹、一个或多个磁体支架(其中每个磁体支架可以包括至少一个叠片和/或任何其它合适磁体支架)和在磁体支架的安装表面上安装的一个或多个磁体。
图6c示意性地示出了第一转子叠片之一，并且图6d示意性地示出了图6c所示的第一转子叠片的一部分160。在图6c所示的示例中，第一转子叠片包括三个转子安装孔150a、150b、150c，但应意识到第一转子叠片可以包括任何适当数量的转子安装孔。在示例中，安装孔定位于磁极的中心(中部)以便减小它们对磁通量的影响。在某些示例中，安装孔定位于离相应磁极的中心在一安装孔阈值距离内。
以与第二转子叠片类似的方式，第一转子叠片包括在周向方向上位于磁体固连区域之间的多个磁体接合表面。例如，参考图6d，第二转子叠片包括磁体安装表面162a、162b和磁体固连区域164a、164b、164c。每个磁体固连区域包括一对磁体夹固连唇缘。例如，磁体固连区域164a包括磁体夹固连唇缘166a和磁体夹固连唇缘166b。磁体夹固连唇缘与磁体固连夹的相对应部分接合以将磁体固连到磁体接合表面上。这将在下文中更详细地描述。
在示例中，各第一转子叠片都包括第一部分和第二部分。在示例中，第一部分对应于第一转子叠片的外部部分并且第二部分对应于第一转子叠片的内部部分。换言之，第一部分位于离旋转轴线比第二部分离旋转轴线更远处。参考图6d，第一转子叠片包括第一(外部)部分168a和第二(内部)部分168b。在示例中，第一转子叠片的第一部分的轮廓与第二转子叠片的轮廓相对应。当第一转子叠片和第二转子叠片堆在一起时，例如，如图5a所示，使得各第二转子叠片在轴向方向上位于第一转子叠片之间，各转子叠片的外表面在平行于旋转轴线的方向上具有基本上相同轮廓(截面)。此处，“外表面”用来表示转子叠片的这样的表面，即该表面包括磁体安装表面并且朝向转子100的外侧(即，远离毂300)定位。
应了解可以使用第一叠片和/或第二叠片的其它构造。例如，三组第一叠片可以与两组第二叠片一起使用，各组第二叠片分别位于第一叠片之间，或者四组第二叠片可以与三组第二叠片一起使用，各组第二叠片分别位于第一叠片之间，但也可以使用任何其它合适组合。在某些示例中，第二叠片的组的数量比第一叠片的组的数量小一。将意识到这些叠片的不同组合也可以用于定子。
图7示意性地示出了侧板如何相对于转子叠片和转子系杆布置。为了易于理解附图，图7示出了一个侧板，转子侧板134，但应意识到转子侧板136以与图7所示的类似方式配置。
图7示意性地示出了系杆(诸如系杆138)、第一转子叠片144和第二转子叠片146。转子系杆抵靠转子叠片压缩转子侧板使得各转子叠片压缩在一起。在示例中，转子叠片在轴向方向上的长度大于定子叠片在轴向方向上的长度以便减小在侧板中的损失。
转子系杆
现将参考图8a至图8c、图9a至图9c和图10a至图10c来描述转子系杆的另外的细节。
在示例中，系杆是不导电、非磁性的杆，具有在一定弹性范围基本上恒定的弹簧常数(弹簧刚度)。然而，应意识到导电材料和/或磁性材料也可以用于形成系杆。在使用导电材料的示例中，系杆可以与转子或定子区段电绝缘。
在示例中，相对于系杆的自然长度，系杆在预定长度变化的一定长度变化上具有恒定的弹性弹簧常数，但应意识到系杆可以在其它适当应变范围具有恒定的弹簧刚度(弹簧常数)。换言之，在预定应变范围内，系杆的弹性行为基本上与胡克定律相符。在示例中，系杆具有恒定弹簧常数所在的预定应变范围取决于系杆的材料。在示例中，每个系杆的自然长度(未延伸长度)小于堆叠转子叠片与侧板在轴向方向上的组合长度。
图8a、图8b和图8c示意性地示出了根据本公开的系杆的示例。图8a示意性示出了系杆138。在图8a至图8c所示的示例中，系杆138由单轴定向玻璃纤维复合拉挤杆169形成，包括在每一端处的锚固件170a、170b。
图8b示意性地示出了锚固件170a。锚固件170a包括第一缠绕引导件172a、第二缠绕引导件172b和玻璃纤维粗纱174，玻璃纤维粗纱174围绕拉挤杆169缠绕。为了帮助粘附粗纱174，在将粗纱174围绕拉挤杆169缠绕之前，拉挤杆169被磨蚀。玻璃纤维粗纱174饱和含有聚酯或环氧树脂同时围绕在第一缠绕引导件172a与第二缠绕引导件172b之间的拉挤杆缠绕粗纱174，，但应意识到也可以使用其它合适粘合剂或树脂，诸如环氧树脂粘合剂。为系杆138的两端执行缠绕粗纱的这个过程，并且然后使用已知技术来使该杆固化。当该杆被定位成保持各转子叠片时，玻璃纤维粗纱174的圆形取向能帮助抵抗径向力，并且在拉挤杆中纤维的单轴定向帮助抵抗在轴向方向上的张力。在图8a至图8c的示例中，锚固件为圆柱形，但应意识到，也可以使用其它构造。此外，应意识到可以使用其它材料来代替玻璃纤维粗纱，可以使用诸如玻璃纤维织带、碳纤维粗纱、碳纤维织带和类似物。
在示例中，为了保持系杆使得它们压缩转子叠片，间隔套环定位于锚固件与侧板之间。在图8b的示例中，间隔套环包括第一半件176a和第二半件176b，第一半件176a和第二半件176b与锚固件接合以保持锚固件离开侧板。间隔套环的第一半件176a和第二半件176b各分别包括肩部178a和178b(在图8b中并未示出肩部178b)。为了保持系杆在张力下，当转子区段处于组装形式中时，间隔套环的每个半件的肩部定位于锚固件与侧板之间使得系杆的长度比系杆的自然(未延伸)长度更长。在示例中，在系杆的轴向方向上的肩部的深度d可以被选择，以实现在系杆中所要求的张力。
图8c示意性地示出了围绕锚固件定位的间隔套环。在示例中，间隔套环具有圆形截面，但应意识到也可以使用适用于锚固件的其它截面。
图9a和图9b示意性地示出了根据本公开的另一示例的系杆。
图9a示意性地示出了利用片状模塑化合物(SMC)玻璃纤维形成的系杆180。系杆180包括在每一端处的锚固部分，其与系杆一体地模制。参考图9b，系杆180包括锚固部分181。间隔套环182包括第一半件182a和第二半件182b。锚固部分181包括锚固件部分肩部183并且间隔套环182包括间隔套环肩部184a和184b(在图9b中并未示出肩部184a)。为了保持系杆180处于张力下以便在轴向方向上压缩叠片，间隔套环182围绕锚固部分181定位成使得间隔套环肩部184与锚固件部分肩部183在侧板和锚固部分181之间接合使得锚固件部分保持离开侧板。换言之，锚固部分181可以被认为是以与图8a至图8c的锚固件170a和170b类似方式构造的锚固件。
在示例中，锚固件部分181具有圆形截面并且间隔套环182具有内部轮廓，该内部轮廓与锚固件部分181的外部轮廓相对应。然而，应意识到锚固件部分181可以适当地具有其它截面，诸如正方形、六边形等。在示例中，在系杆180的轴向方向上的肩部184的深度d可以被选择，以实现在系杆180中所要求的张力。
尽管图8和图9的示例示出了包括两个半件的间隔套环，应意识到间隔套环可以以其它合适方式拆分，诸如分成三份、四份或任何其它数量的零件和/或任何其它尺寸的零件。
图10a和图10b示意性地示出了根据本公开的另一示例的系杆。
图10a示意性地示出了利用片状模塑化合物(SMC)玻璃纤维形成的系杆185。系杆185包括在每一端处的锚固部分，其与系杆一体地模制。第一间隔套环186a和第二间隔套环186b分别位于系杆185的一端。
参考图10b，系杆185包括锚固部分187。锚固部分187的外径带有螺纹。螺纹孔189形成于第一间隔套环186a中并且定尺寸成当间隔套环相对于锚固部分187围绕系杆185的纵向轴线旋转时以螺纹方式与该锚固部分接合。间隔套环186a包括六边形螺母部分188，六边形螺母部分188使用诸如扳手内六角螺丝刀等合适工具来相对于锚固部分187旋转间隔套环。然而，应意识到螺母部分188可以采取其它合适构造，所述构造诸如是在平行于系杆185的纵向轴线的平面中布置的一对机械加工的平行平坦部。在示例中，螺纹孔189为盲孔并且螺母部分188具有形状适于与诸如六角匙、槽头螺丝刀、Posidrive螺丝刀等合适工具接合的凹部。
在示例中，为了保持系杆180处于张力下以便在轴向方向上压缩叠片，间隔套环的面190与转子区段的侧板接触并且间隔套环186a、186b相对于锚固部分187旋转以便抵靠侧板拧紧间隔套环并且向系杆185施加张力。在这些示例中，然后可以通过相对于锚固部分187旋转间隔套环186a(186b)将系杆185中的张力调整到所希望的张力。
在上文关于图8a至图8c所描述的示例中，利用拉挤玻璃纤维形成系杆，并且在图9a、图9b、图10a和图10b的示例中，系杆由片状模塑化合物(SMC)玻璃纤维制成。然而，应意识到可以使用其它合适材料，诸如钛等级5、钢或其它材料。
返回参考图7，现将描述转子区段的叠片的组装。
如上文所提到的那样，第一转子叠片144和第二转子叠片146在轴向方向上堆叠在一起。转子区段侧板134包括多个槽(诸如槽135)，它们被定位成与转子叠片中的槽(诸如槽148)相对应。在示例中，在第一转子叠片中的槽为锁眼形。换言之，参考图6d的示例，在第一转子叠片中的槽包括线性部分165a和圆形部分165b，在线性部分165a中，槽的侧部彼此平行。在示例中，线性部分165a被定位成比圆形部分165b离毂300更远，但应意识到可以使用相反布置，并且可以使用其它槽配置。
圆形部分165b的直径尺寸设定为允许系杆的(多个)锚固件穿过圆形部分165b。线性部分在周向方向上的宽度与相对应系杆的直径基本上相同。在示例中，线性部分165a的宽度比相对应系杆的直径大第一预定空隙距离，圆形部分165b的直径比系杆的锚固件直径大第二预定空隙距离。
在一示例中，为了组装叠片与转子侧板，转子叠片以所希望的布置堆叠在一起并且转子侧板定位于转子叠片的任一侧。系杆穿过槽148的圆形部分165b并且以合适方式施加张力到系杆上使得系杆的锚固件(锚固部分)定位于转子侧板的任一侧。换言之，锚固件被定位成使得它们与相应转子侧板间隔开。系杆从圆形部分165b移动到线性部分165a使得系杆接触离圆形部分165b最远的线性部分165a中的槽的端部。然后将间隔套环施加到锚固件上使得锚固件保持离开相应侧板并且以所希望的张力来保持系杆以压缩叠片。对于每个锚固件和每个系杆适当地重复这个过程。
在其它示例中，为了组装叠片与转子侧板，转子叠片以所希望的布置堆叠在一起并且转子侧板定位于转子叠片的任一侧。间隔套环施加到系杆的每一端上并且由合适系杆安装工具保持到系杆上。在一示例中，系杆安装工具与套环上的凸缘接合，套环上的凸缘定位于套环的远离系杆的端部(例如，在远离对应于图8b的肩部178a、178b和图9b的肩部184a、184b的端部的套环的另一端)。利用系杆安装工具将张力施加到系杆并且将系杆移动就位。然后释放由系杆安装工具施加在系杆上的张力，使得间隔套环接触外叠片并且利用所需张力来保持系杆以压缩叠片。对于每个锚固件和每个系杆适当地重复这个过程。
在关于图5至图7所描述的某些示例中，第一组系杆被布置成使得当第一组系杆定位成压缩转子叠片时，它们位于离毂300的第一距离处，并且当第二组系杆定位成压缩转子叠片时，第二组系杆位于离毂300的第二距离处。在示例中，第一距离大于第二距离。在图4和图7所示的某些示例中，每个槽包括两个系杆。这帮助在叠片上在径向方向上均匀地分配由系杆提供的压缩力。然而，应意识到槽可以容纳任何适当数量的系杆。在某些示例中，每个槽容纳一个系杆并且第一组系杆中的系杆与第二组的系杆在周向方向上交替布置在交替的槽，但应意识到其它布置也是可能的。
磁体夹
在使用永磁体的许多电机中，通常使用合适粘合剂将磁体固连到转子上。然而，久而久之，粘合剂可能分解并且磁体脱离转子如果当电机操作时，一个或多个磁体脱离转子，这可能难以修复并且可能会给电机造成损坏。本公开的示例设法解决这个问题。
现将参考图11至图14根据本公开的示例描述例如磁体夹的磁体固连单元相对于转子叠片的布置，该布置使得将磁体保持到转子区段上。
图11示意性地示出了使用磁体固连夹142a、142b(磁体固连单元的示例)将磁体140a附连到转子叠片130(磁体支架的示例)上。如上文所提到的那样，转子叠片包括多个磁体固连区域(也被称作单元接合部分)。每个磁体固连区域包括至少一个安装唇缘或磁体夹固连唇缘。例如参考图11，转子叠片包括磁体夹固连唇缘191a和磁体夹固连唇缘191b。磁体夹固连夹142a、142b与磁体固连夹的相对应部分接合以将磁体固连到磁体接合表面上。磁体夹固连唇缘或安装唇缘能例如包括在一方向上的突起和/或具有颈部形状的一部分以便于磁体固连夹的相对应部分接合以限制磁体夹远离转子区段的运动。
现将参考图12a和图12b来描述根据本公开的示例的磁体固连单元，该磁体固连单元例如是磁体固连夹。
图12a示意性地示出了磁体固连夹142的侧视图并且图12b示意性地示出了磁体固连夹142的平面图。
磁体固连夹142当从侧部观看时基本上为C形(例如如在图12a中)但在其它示例中，其也可以是L形。磁体固连夹142包括固连唇缘部分192和磁体保持部分193。固连唇缘部分192被成形为与转子叠片的磁体夹固连唇缘接合以限制固连夹在周向方向和径向方向上的运动。在某些示例中，转子叠片的磁体夹固连唇缘和固连夹的固连唇缘部分被成形为允许夹子相对于转子叠片在轴向方向上滑动。这能帮助将固连夹组装到转子叠片上。
磁体固连夹的磁体保持部分包括用于与磁体140a表面接合的磁体保持表面194以便限制磁体在径向方向上的运动。换言之，磁体保持表面成形为保持磁体在转子叠片的磁体接合表面上。在图12a所示的示例中，磁体保持表面194形成相对于径向方向上的平面成45度角的平面，但应意识到可以使用任何其它合适角度。磁体140a包括拐角部分196a和196b，拐角部分196a和196b形成与磁体保持表面的平面平行的面。磁体的拐角部分与固连夹的磁体保持表面接合。磁体保持部分可以例如设置在突起中，所述突起诸如是在周向方向和/或轴向方向上突伸或延伸的元件；和/或可以使用连接部分连接到磁体固连单元的固连唇缘部分；并且可以包括下列中的至少一个：臂、T形元件、新月形元件、半圆柱形元件、板和穿孔板。
参考图12b，在示例中，磁体保持部分193包括两个臂193a、193b，这两个臂193a、193b彼此间隔开使得在两个臂之间存在间隙，其中臂可以是延伸部，例如可以是具有基本上矩形(例如，基本上正方形)截面的细长元件。这在转子100旋转时允许空气在磁体固连夹142与磁体140a之间流动。在转子100旋转时，空气能在固连夹与磁体之间流动，造成围绕转子100的湍流。这能帮助改进转子磁体和定子线圈的冷却。在臂之间的间隙或者臂间隔开因此能构成造成湍流的元件以便于在使用中冷却磁体。其它类型的造成湍流的元件可以设置于磁体固连夹上，例如一个或多个凹部和/或一个或多个穿孔。当空气流相对于造成湍流的元件流动时(例如，磁体固连夹安装于当前旋转的转子上和/或风当前吹在磁体固连夹上)，由造成湍流的元件在空气流中造成湍流。在空气流和磁体固连单元相对于彼此移动时，湍流的至少一部分可能到达具有磁体的区域并且因此通过增加到达或接触磁体的空气量而增强对磁体的冷却。
图13示意性地示出了安装于转子叠片130上并且使用固连夹142固连到转子叠片130上的磁体140。在某些示例中，使用合适粘合剂诸如环氧树脂粘合剂将磁体固连到转子叠片上，并且固连夹被定位成限制磁体运动，如参考图11和图12所描述。这能在发电机使用时帮助减小磁体脱离转子100的可能性。在其它示例中，省略了粘合剂。
在示例中，利用挤压铝来形成固连夹，但应意识到也可以使用其它合适金属材料(例如，铝、钢、金属合金)或非金属材料和制造方法，诸如SMC玻璃纤维、玻璃纤维、塑料材料、聚合物、尼龙、玻璃填充尼龙或其它材料。在利用金属材料或导电材料形成固连夹的示例中，在发电机操作时，某些涡流存在于固连夹中。因此，在某些示例中，固连夹形成为使得在垂直于涡流流动的方向上最小化固连夹的截面。换言之，在示例中，固连夹形成为提供大于所希望阈值电阻的电阻。
在上文参考图11至图13所描述的示例中，多个固连夹布置于轴向方向上以将磁体固连到转子叠片上。换言之，在这些示例中，固连夹在轴向方向上的长度小于转子叠片在轴向方向上的长度。
然而，在其它示例中，固连夹在轴向方向上的长度对应于转子叠片在轴向方向上的长度。换言之，在这些示例中，固连夹在轴向方向上是连续的。在这些示例中，固连夹包括多个臂，多个臂被布置成在固连夹与磁体之间形成间隙。在某些示例中，利用单件形成固连夹以便对应于多个固连夹(诸如关于图12a和图12b所描述的固连夹142)。
图14示意性地示出了根据本公开的示例用于将磁体固连到转子叠片上的布置的另一示例。
在图14的示例中，转子包括多个转子叠片195、安装于转子叠片195上的多个磁体196和固连夹197。固连夹197包括细长偏压元件198(在此示例中弹性体绳索)，细长偏压元件198沿着固连夹的长度伸展。在图14的示例中，固连夹197在轴向方向上的长度对应于堆叠的转子叠片195在轴向方向上的长度。转子叠片195包括第一固连唇缘199a和第二固连唇缘199b以与固连夹197接合以便限制固连夹197在轴向方向上的运动，例如以限制远离转子叠片的运动。在此示例中，叠片195的单元接合部分基本上为前鞍形以与磁体固连夹197的相对应部分接合，该相对应部分具有基本上圆形的截面。
固连夹197包括第一磁体接合部分191a和第二磁体接合部分191b并且包括柔性部分，柔性部分形成中空拉长部分以接纳细长偏置元件。诸如弹性体绳索198的细长偏压元件位于第一磁体接合部分191a与第二磁体接合部分191b之间并且造成磁体接合部分朝向磁体并且远离绳索偏压。磁体196包括固连夹接合部分，固连夹接合部分与固连夹197的磁体接合部分191a、191b配合以限制磁体196远离转子叠片195运动。在示例中，固连夹接合部分是新月形，并且磁体接合部分191a、191b被成形为与固连夹接合部分的形状相对应，但应意识到也可以使用其它形状。
在示例中，为了将磁体组装到转子上，使用合适粘合剂将磁体196固连到转子叠片195上，并且固连夹197在磁体之间在轴向方向上滑动以便与磁体的固连唇缘199a、199b和固连夹接合部分接合。然后将弹性体绳索198插入于固连夹197内以将磁体接合部分191a、191b朝向磁体196偏压。甚至在粘合剂失效的情况下，固连夹197因此能限制磁体远离转子叠片195的移动。在某些示例中，可以省略粘合剂。
在示例中，利用挤压尼龙来形成固连夹197，但应意识到也可以使用其它塑料材料、塑料复合物或其它材料。此外，尽管图14的示例使用弹性体绳索198，应意识到可以使用将磁体接合部分朝向磁体偏压的其它元件，诸如一个或多个弹簧。此外，应意识到绳索无需沿着固连夹197的长度是连续的并且可以使用多个偏压元件，诸如多个弹性体绳索。还应意识到固连夹197无需沿着转子叠片的长度在轴向方向是连续的并且也可使用相应长度在轴向方向上比堆叠叠片的长度更短的一个或多个固连夹。
在图13和图14的示例中，安装表面包括用于限制安装表面上的磁体移动的限制器件。例如，图13示出了其中安装表面设有侧部突出部的示例，其中，侧部突出部充当可以通过与磁体侧部协作而帮助限制磁体周向移动的壁。在图14所示的示例中，安装表面包括在凸台形状上的突出部，其与磁体的相对应凹部协作，从而限制磁体在安装表面上的周向移动。
图15示意性地示出了转子100的总体布置。如上文所提到的那样，转子包括多个转子区段，诸如转子区段16。转子区段围绕转子缘部的圆周布置使得转子区段彼此连续。在示例中，转子包括12个转子区段并且磁体布置成形成120个转子磁极。然而，应意识到可以使用任何数量的转子区段和转子磁极。
应意识到本公开用于安装磁体的教示内容可能用于不包括叠片的磁体支架，例如，具有与多个叠片基本上相同的外部构造的一体形成的磁体支架。
现将在下文中更详细描述将转子区段附连到转子环上。
定子
现将参考图16至图32b更详细地描述根据本公开的示例的定子200。
图16示意性地示出了根据本公开的示例的定子200。
定子200包括多个定子区段，诸如定子区段212。定子区段绕固定片缘部204在周向布置。定子200通常包括多个定子区段。在一示例中，定子200包括12个定子区段，但应意识到可以使用任何其它数量的定子区段，诸如12个、18个、24个。在一示例中，所用的定子区段的数量是360的整数除数，其中每个定子区段具有相同的周向长度，但应意识到定子区段可以具有彼此不同的周向长度。
定子200包括定子毂214，定子毂214经由多个辐条诸如辐条202a和202b联接到定子缘部204。在示例中，定子200具有与转子100的福条状结构类似的辐条状结构。将在下文中更详细地描述福条状结构。
定子缘部
定子缘部204包括彼此在轴向间隔开的多个定子环。现将参考图7更详细地描述这点。
图17示意性地示出了根据本公开的示例的定200的定子环。在示例中，定子环可以被认为是定子支承环。在图17所示的示例中，转子缘部204包括第一定子环220、第二定子环222、第三定子环224、第四定子环226、第五定子环229和第六定子环230。换言之，图17的示例的定子缘部204包括六个定子环，但应意识到可以使用任何其它适当数量的定子环。在示例中，在轴向方向上在第二定子环222、第三定子环224、第四定子环226与第五定子环229之间的间距对应于在第一转子环120、第二转子环122、第三转子环124和第四转子环126之间的轴向间距，但应意识到在定子环之间的间距可以与转子环的间距不同。
在示例中，在第一定子环220与第二定子环222之间的轴向间距与在第五定子环229与第六定子环230之间的间距相同。在某些示例中，在第一定子环220与第二定子环222之间的轴向间距和在第五定子环229与第六定子环230之间的轴向间距小于在第二定子环222、第三定子环224、第四定子环226与第五定子环229中每一个之间的轴向间距。然而，应意识到可以使用在定子环之间的任何适当间距。
定子缘部204包括多个定子环支承管组件。在示例中，每个定子环支承管组件包括支承管和一个或多个间隔元件。在某些示例中，间隔元件是夹持套环，夹持套环围绕管夹持。在其它示例中，间隔元件是间隔管，其具有大于支承管直径的直径，使得支承管能位于间隔管内。然而，应意识到可以使用间隔元件的类型。将在下文中更详细地描述间隔元件。在某些示例中，定子环支承管组件与转子环支承管组件相同，但应意识到它们可以不同。
在示例中，多个周向布置的孔形成于每个定子环中，相应支承管穿过这些孔。间隔元件布置于定子环(例如，定子环220、222、224、226、229、230)之间，使得定子环彼此成间隔开的关系。
参考图17，第一定子环支承管组件(在虚线227a内示出)和第二定子环支承管组件(在虚线227b内示出)被示出为定子环支承管组件的示例。
如上文所提到那样，在示例中，每个定子环支承管组件包括一个或多个间隔元件。在图17所示的示例中，间隔元件是间隔管。例如，第二定子环支承管组件(由虚线227b指示)包括五个间隔管228a、228b、228c、228d和228e。
例如，第二定子环支承管组件的支承杆穿过在定子环(即，定子环220、222、224、226、229和230)中的相对应孔，间隔管228a位于第一定子环220与第二定子环222之间，间隔管228b位于第二定子环222与第三定子环224之间，间隔管228c位于第三定子环224与第四定子环226之间，间隔管228d位于第四定子环226与第五定子环228之间，以及间隔管228e位于第五定子环228与第六定子环230之间。换言之，例如，定子环支承管组件将定子环在轴向方向上机械地联接在一起以便抵抗在定子环上的扭转和径向力。
在其它示例中(类似于图17所示的布置)，每个定子环支承管组件包括六对夹持套环，其中每一对夹持套环位于相应定子环的每一侧。
在一示例中，定子环支承管组件绕定子环在周向方向上分布。在图17的示例中，定子间隔杆组在周向方向上均匀分布(即，在周向方向上每个定子杆之间的距离相同)，但应意识到它们可以不均匀地分布(即，在周向方向上在定子环支承管组件之间具有不同间距)。在示例中，各定子环被布置成在垂直于定子的旋转轴线的平面中彼此平行。这能帮助在轴向方向上提供刚度以及简化构造。然而，应意识到各定子环无需彼此平行。在图17的示例中，定子环支承管组件的支承管垂直于定子间隔环的平面，即，每个支承管的定子的主要长度平行于旋转轴线，但应意识到其它布置也是可能的。在图17的示例中，支承管和间隔管具有圆形截面，但应意识到可以使用诸如正方形、椭圆形、矩形等其它截面。此外，应意识到定子环支承管组件的截面可以彼此不同并且支承管和间隔管的截面可以彼此不同。在某些示例中，转子环支承管组件和/或定子环支承管组件的支承管是中空的，但应意识到它们可以是实心的或者填充并非支承管材料的材料。
在示例中，定子环支承管组件的间隔管包括第一间隔管子集和第二间隔管子集。在示例中，第二子集的间隔管在轴向方向上位于第一子集的间隔管之间。换言之，第一子集的间隔管可以被认为是外间隔管并且第二子集的间隔管可以被认为是内间隔管。例如，参考图17，定子环支承管组件227包括第一子集和第二子集，第一子集包括间隔管228a和228e，第二子集包括间隔管228b、228c和228d。
在示例中，在第一子集中的间隔管具有第一长度，并且在第二子集中的间隔管具有第二长度。在示例中，第一长度小于第二长度。例如，如上文所提到的那样，在第一定子环220与第二定子环222之间的轴向间距与在第五定子环229与第六定子环230之间的间距相同并且在第一定子环220与第二定子环222之间的轴向间距和在第五定子环229与第六定子环230之间的轴向间距小于在第二定子环222、第三定子环224、第四定子环226中的每一个与第五定子环229之间的轴向间距。在第一子集和第二子集中间隔管的长度可以被选择为实现各定子环之间所要求的间距。在使用夹持套环的其它示例中，夹持套环被定位成实现在各定子环之间所要求的间距。
然而，应意识到间隔管可以具有彼此相同的长度或者间隔套环可以被布置成使得定子环在它们之间在轴向方向上具有相同距离(在存在三个或更多个转子环的情况下)，但应意识到间隔管可以具有彼此不同的长度。
图18示意性地示出了定子200的放大平面图。图18示意性地示出了定子区段212以及例如上文参考图7所描述的定子环和定子间隔杆的示例。现将参考图19和图32b来更详细地描述定子区段。
定子区段
图19示意性地示出了定子区段212。定子区段212包括：多个定子叠片235、多个定子系杆(诸如系杆236)、多个定子线圈(诸如定子线圈238)、在轴向方向上位于定子叠片235任一侧上一对定子叠片侧板240a、240b、和传热歧管(未图示)。现将在下文中更详细描述传热歧管。在示例中，定子区段212包括12个定子线圈，但应意识到定子区段可以包括任何合适数量的定子线圈。
参考图19，定子叠片235包括第一定子叠片242和第二定子叠片244。一个或多个安装孔(诸如安装孔246)形成于第一定子叠片中以将定子叠片135安装到定子环上。现将参考图20a、图20b、图21a、图21b和图22来更详细地描述定子叠片235。
定子叠片
图20a示意性地示出了根据本公开的示例的第二定子叠片之一。图20b示意性地示出了在图20a中示出的第二定子叠片的部分248的放大视图。第二定子叠片包括布置于周向方向上的多个线圈齿部。例如，参考图20b，部分248包括齿部250a、250b、250c、250d。例如，齿可以被认为是线圈齿或磁路齿，线圈可以围绕它放置。
每个齿部包括一个或多个线圈固持槽，其用于将定子线圈保持到第二定子叠片上。例如，齿部250b包括第一线圈固持槽252a和第二线圈固持槽252b，并且齿部250c包括第一线圈固持槽254a和第二线圈固持槽254b。在示例中，线圈固持板与第一线圈齿部(例如，线圈齿部250b)的线圈固持槽(例如，线圈固持槽252b)和相邻线圈齿部(例如，线圈齿部250c)的线圈固持槽(例如，线圈安装槽254a)接合以便相对于定子叠片固持线圈。这将在下文中更详细地描述。
在示例中，所有第二定子叠片具有与图20a所示的第二定子叠片基本上相同的轮廓，但应意识到第二定子叠片的轮廓可以彼此不同。
参考图20b，第二定子叠片包括多个定子系杆接合槽，诸如系杆接合槽256a、256b、256c和256d。在示例中，每个齿部包括系杆接合槽。例如，齿部250c包括系杆接合槽256c并且齿部250d包括系杆接合槽256d。在示例中，第二定子叠片的外边缘包括分别与线圈齿部的系杆接合槽相对定位的系杆接合槽，例如系杆接合槽256a和系杆接合槽256c。
换言之，当定子区段安装于定子上时，比线圈齿部离旋转轴线更远的第二定子叠片的边缘包括系杆接合槽，系杆接合槽位于穿过线圈齿部的相应系杆接合槽的径向线和旋转轴线上。然而，应意识到外边缘的系杆接合槽可以在周向方向上偏离于线圈齿部的系杆接合槽。
图21a示意性地示出了第一定子叠片之一，并且图21b示意性地示出了图21a所示的第一定子叠片的一部分260。在图21a所示的示例中，第一定子叠片包括四个定子安装孔262a、262b、262c和262d，但应意识到第一定子叠片可以包括任何适当数量的定子安装孔。换言之，定子安装孔形成于第一定子叠片中。
以类似于第二定子叠片的方式，第一定子叠片包括布置于周向方向上的多个线圈齿部。例如，参考图21b，部分260包括线圈齿部264a、264b、264c、264d。每个齿部包括一个或多个线圈安装槽，其用于将定子线圈保持到第一定子叠片上。例如，线圈齿部264b包括第一线圈安装槽252a和第二线圈安装槽252b，并且线圈齿部264c包括第一线圈安装槽254a和第二线圈安装槽254b。如上文所提到的那样，在示例中，线圈固持板与第一线圈齿部(例如，线圈齿部250b)的线圈安装槽(例如，线圈安装槽252b)和相邻线圈齿部(例如，线圈齿部250c)的线圈安装槽(例如，线圈安装槽254a)接合以便相对于定子叠片固持线圈。这将在下文中更详细地描述。
在示例中，第一定子叠片的一部分具有与第二定子叠片的轮廓相对应的轮廓。在示例中，第一定子叠片各包括第一部分和第二部分。在示例中，当定子区段安装到定子上时，第一部分对应于第一定子叠片的内部并且第二部分对应于第一定子叠片的外部。换言之，第一部分位于离第二部分的旋转轴线更远处。
参考图21b，第一定子叠片包括第一(内部)部分266a和第二(外部的)部分266b。在示例中，第一定子叠片的第一部分的轮廓与第二定子叠片的轮廓相对应。当第一定子叠片和第二定子叠片堆在一起时，例如，如图19所示，使得第二定子叠片在轴向方向上位于第一定子叠片之间，定子叠片的内表面在所有定子叠片上在平行于旋转轴线的方向上具有基本上相同轮廓(截面)。此处，“内表面”用于表示朝向定子200内侧，即，朝向旋转轴线定位的定子叠片的表面。
在示例中，通过从诸如钢板的金属板材料冲压适当轮廓而形成转子叠片和/或定子叠片，但应意识到转子叠片和/或定子叠片可以由金属板材料激光切割或模切而成。然而，应意识到可以使用制作叠片的其它方法。
在示例中，第一定子叠片242和第二定子叠片244在轴向方向上堆叠在一起以形成定子叠片，齿线圈安装于定子叠片上。在示例中，第一定子叠片包括内(第一)组系杆槽和外(第二)组系杆槽。例如，参考图21b，第一定子叠片的线圈齿部各包括内组的定子系杆槽。例如，定子系杆槽的内组包括系杆槽268a、268b、268c。
在某些示例中，可以使用未分段的定子，例如，定子叠片形成连续圆。在这些示例中，仅可使用外系杆，但应意识到可以使用内系杆和外系杆二者。
在其中叠片分段的示例中(即，不形成连续圆)，在不使内系杆不当地影响磁性情形下，可以使用内系杆和外系杆二者。然而，在这些示例中，优选地，系杆由非传导材料形成以便减少系杆对磁性的任何影响。
参考图21b的示例，在第一定子叠片中的系杆的外(第二)组为锁眼形。例如，定子系杆的外组包括系杆槽267a、267b、267c。换言之，参考图21b的示例，在第二组系杆槽中的槽包括线性部分270a和圆形部分270b，在线性部分270a中，槽的侧部彼此平行。在示例中，线性部分270a被定位成比圆形部分270b更靠近毂214，但应意识到可以使用相反布置，并且可以使用其它槽配置。在示例中，当第一定子叠片与第二定子叠片堆在一起时，第二组定子系杆槽的线性部分的至少一部分与第二定子叠片的外系杆槽在位置相对应。
图22示意性地示出了第一定子叠片中的某些与第二定子叠片的堆叠。例如，如图22所示，第一定子叠片242的系杆槽268的内组的位置与第二定子叠片244的系杆槽256的位置基本上相对应。此外，例如，第一定子叠片242的系杆槽267的外组的至少一部分与第二定子叠片的外边缘上的系杆槽256的位置相对应。
在示例中，使用系杆以类似于上文关于转子叠片所描述的方式将定子叠片压缩在一起。
例如，返回参考图21b，圆形部分270b的直径的尺寸设定为允许系杆的(多个)锚固件通过圆形部分270b。线性部分在周向方向上的宽度与相对应系杆的直径基本上相同。在示例中，线性部分270a在周向方向上的宽度是大于相对应系杆的直径的第一预定空隙距离，圆形部分165b的直径是大于系杆的锚固件直径的第二预定空隙距离。
定子区段侧板240a、240b各包括多个系杆槽，系杆槽被定位成与定子叠片中的系杆接合槽(诸如槽256a、256c)相对应。定子叠片和定子侧板组装成以类似于上文关于转子叠片所描述的方式保持在一起。在示例中，定子侧板定位于波动磁通量的区域中。因此，在示例中，为了减少在侧板中的涡流损失，由诸如铝、奥氏体不锈钢或其它非磁性金属或非金属等非磁性材料形成侧板。
图23a和图23b示意性地示出了安装于根据本公开的示例的定子叠片的线圈齿部上的定子线圈的侧视图。例如，如图23a所示，系杆236在轴向方向上压缩定子叠片并且定子线圈被安装成使得线圈围绕定子叠片的相应线圈齿部定位。现将参考图24和图29来更详细地描述定子线圈。
定子线圈
现将参考图24至图29来更详细地描述定子线圈。
图24示意性地示出了根据本公开的示例的定子线圈238。定子线圈238包括多个线性绕组部分(诸如线性绕组部分272)和位于线性绕组部分的每一端上多个端部绕组部分(诸如端部绕组部分274a、274b)。换言之，线圈238包括由线性绕组部分和端部绕组部分形成的多个绕组。
线圈238包括流体通道，流体可以通过流体通道传递以加热或冷却线圈238。在示例中，流体是液体，但应意识到也可以使用气体。线圈238包括流体入口276和流体出口278。线圈238的尺寸被设定成能配装到定子叠片的线圈齿上使得绕组部分位于线圈齿周围。换言之，在示例中，线圈238可以定位于定子叠片的线圈齿之间的定子槽中。在示例中，流体通道包括不锈钢并且绕组部分包括铜，但应意识到其它合适材料可以用于流体通道和绕组。
在示例中，绕组由诸如铜等连续导体形成，流体通道在导体内穿过。绕组由于树脂或漆涂层彼此电绝缘，但应意识到也可以使用其它技术使绕组彼此绝缘。在图24所示的示例中，线圈238包括第一电连接器280和第二电连接器282。第一电连接器280电连接到绕组的一端并且第二电连接器282连接到绕组的第二端使得在线圈238中生成的电流在电连接器之间围绕绕组流动。电连接器282、282电连接到外部电路和或其它定子线圈的其它电连接器以便实现所希望的输出，所述输出诸如是所要求的电流或电压。
图25示意性地示出了根据本公开的示例的线圈238的一端的放大视图。流体入口276包括入口连接器284并且流体出口278包括出口连接器286。入口连接器和出口连接器被配置成连接到歧管使得流体通道与歧管流体连通。现将在下文中更详细描述入口连接器284和出口连接器286。参考图25，线圈238包括电绝缘套筒，电绝缘套筒包围线圈238的线性绕组部分，但应意识到可以使用绝缘套筒的其它配置。电绝缘套筒帮助电位隔离线圈与定子叠片。在某些示例中，电隔离套筒帮助保护绕组的绝缘涂层避免与叠片的机械磨蚀。
图26示意性地示出了在图24的箭头289的方向上观察的线圈238的截面图，并且图27示意性地示出了在图24的箭头290的方向上观察的线圈238的截面图。如上文所提到那样，线圈包括流体通道291，例如，如图26所示。
在示例中，用于形成线圈238的绕组的导体的截面是矩形的。因此，在示例中，在端部绕组部分274a中的绕组相对于线性部分成角度以便适应一个绕组级到下一绕组级的台阶。
图27示意性地示出了根据本公开的示例的定子线圈的绕组匝(级)。参考图27，在示例中，线圈238包括通过使导体和流体通道弯曲成为线圈配置而形成的12个绕组匝。在图27所示的示例中，有在彼此顶部上的6个绕组匝，标记为1至6(每个绕组级包括两个绕组)。在此示例中，在槽中有4×6个导体。然而，应意识到绕组可以包括将安装于线圈槽中的任何合适数量的绕组匝。此外，尽管图27所示的导体具有矩形截面，应意识到导体的截面可以是正方形的、六边形的或圆形的或者任何其它适当截面。
图28示意性地示出了根据本公开的示例定子线圈相对于定子缘部的布置。图29示意性地示出了根据本公开的示例定子线圈和定子叠片的截面。
特别地，图29示意性地示出了用于围绕线圈齿固持定子线圈的布置。线圈固持板293(也被称作槽键)与第一向齿部(例如，线圈齿部250b)的线圈安装槽和相邻线圈齿部(例如，线圈齿部250c)的线圈安装槽(例如，线圈齿部250c)接合以便相对于定子叠片固持线圈。换言之，线圈固持板帮助限制线圈远离定子叠片的运动。在示例中，每个线圈固持板被布置成固持两个线圈的绕组，但应意识到可以使用其它适当布置将线圈固持于定子槽(即，在定子叠片的线圈齿之间)中。
入口连接器和出口连接器
现将参考图30和图31来描述入口连接器和出口连接器。入口连接器和出口连接器是根据本公开的示例的隔离连接器的示例。
图30示意性地示出了隔离连接器292，所述隔离连接器诸如是入口连接器280或出口连接器282。在示例中，出口连接器具有与入口连接器相似或相同配置。
隔离连接器292设计成使线圈与流体系统电隔离(绝缘)。隔离连接器292包括电隔离盘293和联接盘294。在示例中，基于绝缘中的电场强度，选择隔离盘292的厚度为合适厚度。隔离盘包括在盘的一侧上的第一面293a和在盘的另一侧上的第二面293b。
流体绝缘通道295形成于隔离盘293中并且流体通道296形成于联接盘294中。联接盘294包括用于将隔离连接器292联接到导体或歧管的流体通道的联接元件297。隔离盘293经由在盘中同位的通孔和螺纹孔栓接到联接盘294使得流体通道295被布置成与流体通道296流体连通。在示例中，流体绝缘通道295的长度被选择为向通过流体绝缘通道295流动的电流提供所需电阻。
隔离连接器292包括位于隔离盘293与联接盘294之间的密封件以便在盘之间形成流体密封。在示例中，密封件包括在平行于流体通道的平面中与流体通道295和流体通道296同心定位的一对同心弹性体O形环。换言之，密封件包括多个密封元件(诸如O形环)。因此，多个密封件可以认为是冗余密封件，在密封件之一损坏的情况下，其能充当备用密封件。这帮助减小泄漏发生的可能性。然而，应意识到可以使用其它合适密封件。
在示例中，第一面293a包括第一密封件298a，所述第一密封件298a用于将连接器密封到流体系统或者联接盘的联接元件，所述流体系统诸如是歧管、线圈导体的流体通道，所述联接盘诸如是联接盘294。第二面293a包括用以密封于隔离盘293与联接盘294之间的第二密封件298b。在示例中，第一密封件298a和第二密封件298b各包括定位于相对应O形环凹槽中的一对同心O形环，但应意识到可以使用其它类型的流体密封件。
图31示意性地示出了隔离连接器301的示例。隔离连接器301包括与隔离连接器292类似的元件。隔离连接器301包括隔离盘293和位于隔离盘的任一侧的一对联接盘294。隔离盘293和联接盘294的配置与在上文中参考图31所描述的配置相同。隔离连接器301包括用于保持盘在一起的连接器框架302。连接器框架包括定位于联接盘294的任一侧并且由螺栓304链接的一对框架盘使得连接器框架能在垂直于盘平面的方向上将联接盘294压缩到隔离盘293。在示例中，连接器框架302包括位于联接盘294与框架盘之间的一对框架隔离盘299a、299b以便电隔离联接盘294与连接器框架302。
在示例中，隔离连接器292经由联接元件297联接到导体流体通道或歧管。在示例中，联接元件钎焊到线圈导体流体通道或歧管使得隔离连接器的流体通道与线圈导体或歧管的流体通道流体连通，但应意识到这些连接件能以其它合适方式形成，例如使用粘合剂，或者通过焊接。
在示例中，隔离盘293和框架隔离盘299a、299b包括诸如聚醚酰亚胺(PEI)或酚醛塑料等塑料材料，但应意识到可以使用任何合适电绝缘材料。此外，尽管在图30和图31的示例中隔离连接器包括盘，应意识到可以使用具有任何其它截面的元件。例如，隔离连接器可以具有矩形或正方形截面。
歧管
现将参考图32a至图32b更详细地描述根据本公开的示例的歧管。
图32a示意性地示出了关于根据本公开的示例的定子线圈的歧管的配置。在图32a的示例中，定子区段包括第一歧管306和第二歧管308。第一歧管306和第二歧管308被布置成连接到定子线圈(诸如定子线圈238)的流体通道使得歧管与定子线圈的流体通道流体连通。在示例中，歧管被布置成与流体传热系统(流体循环系统)流体连通以传递加热和/或冷却流体通过定子线圈。
例如，当发电机1操作以便发电时，冷却流体可以经由歧管通过定子线圈的流体通道传递以便冷却定子线圈。这能允许对于给定转子/定子直径增加切向扭矩并且因此能增加给定大小发电机的动力输出。
在另一示例中，如果发电机处于备用模式，例如，原动机并不驱动发电机以生成动力，那么可能需要加热定子线圈。例如，在其中周围温度可能低于冻结(例如，低于0摄氏度)持续一年的至少某些时间的离岸风力涡轮机应用或岸上风力涡轮机应用中，存在发电机可能冻结或者在不操作时在其上形成冰的风险。因此，在某些示例中，为了帮助防止发电机冻结，加热流体通过定子线圈的流体通道传递。
在示例中，传热流体包括诸如去离子水等非传导性流体，但应意识到也可以使用其它传热流体。
图32b示意性地示出了根据本公开的示例的歧管。
图32b示出了歧管308。歧管308包括第一部分310和第二部分312。第一部分310联结到第二部分312以便在歧管内在第一部分310与第二部分312之间形成第一流体腔室314和第二流体腔室316。歧管308包括腔室分隔件318，腔室分隔件318分隔第一流体腔室314与第二流体腔室316使得流体腔室在歧管308被彼此流体隔离。在示例中，第一部分310通过焊接联结到第二部分312。然而，应意识到第一部分310可以通过螺栓联结到第二部分312，其中弹性体密封件设置于联结部之间，并且也可以使用诸如粘合剂结合、超声焊接等其它技术(单独地或组合地)。
歧管308包括与第一腔室314流体连通的多个第一端口(诸如端口320)和与第二腔室316流体连通的多个第二端口(诸如端口322)。在示例中，第一端口被配置成连接到定子线圈的流体入口并且第二端口被配置成连接到定子线圈的流体出口。然而，应意识到第一端口可以被配置成连接到定子线圈的流体出口并且第二端口可以被配置成连接到定子线圈的流体入口，或者可以使用其它连接配置。
在示例中，歧管308在发电机的旋转平面中的截面是截断的圆形扇区。换言之，歧管在径向方向上的外边缘和内边缘对应于同心圆弧。然而，应意识到歧管可以具有任何其它适当形状。
在示例中，第一端口320和第二端口322在周向方向上沿着以旋转轴线定中心的圆弧布置。换言之，端口位于遵循转子缘部的圆周的曲线上。在这些示例中，腔室分隔件318在周向方向上具有波状轮廓。在示例中，定子线圈的每个流体入口和流体出口对应于相应第一端口和第二端口(成对端口)。腔室分隔件位于每对端口(第一端口和第二端口)之间。例如，腔室分隔件318的一部分318a位于第一端口320a与第二端口322a之间。
在示例中，腔室分隔件318和/或第一部分310和/或第二部分312的壁包括绝缘材料用于使第一流体腔室314中的流体与第二流体腔室316中的流体热绝缘。在一示例中，腔室分隔件318和/或第一部分310和/或第二部分312具有夹层构造(即，双壁构造)，其中绝缘材料夹在两个壁之间。在另一示例中，腔室分隔件318和/或第一部分310和/或第二部分312具有中空构造。
第一部分310包括第一腔室流体端口324、第二腔室流体端口326、第三腔室流体端口328和第四腔室流体端口330。第一腔室流体端口324和第二腔室流体端口326被布置成与第一腔室314流体连通并且第三腔室流体端口328和第四腔室流体端口330被布置成与第二腔室316流体连通。在示例中，流体能通过第一腔室流体端口324和第二腔室流体端口326传递到第一腔室内以便流入到线圈的流体入口内，通过线圈的流体通道并且通过线圈的出口端口出来进入第二腔室。因此，流体通过第三腔室流体端口328和第四腔室流体端口330从歧管308流出。然而，应意识到可以使用其它流体端口配置。
将在下文中描述根据本公开的歧管的另一示例。
转子/定子区段
转子区段116和定子区段212已经在上文中单独地描述。然而，教示内容可以总体上适用于电机的定子或转子的支承电磁耦合元件(例如，磁极或定子线圈)的区段。
在示例中，这种区段包括：多个细长叠片，其在第一方向上堆叠以形成叠片堆，其中叠片的细长边缘限定叠片堆的相对的第一主面和第二主面；以及多个细长压缩装置，其在第一方向上在内部穿过叠片堆并且布置成将叠片堆中的叠片压缩在一起。
因为压缩装置(主要)在内部，区段尺寸并未相对于堆叠本身的尺寸(显著地)扩大。
在示例中，在使用中，第一方向是定子或转子(区段形成为其一部分)的轴向方向。
在示例中，叠片堆可以被认为具有平板状主体形式。
在示例中，叠片堆的主体可以例如在定子或转子(区段形成其一部分)的周向方向上弯曲。在示例中，主体具有均匀或恒定的曲率半径。例如，曲率半径在对应于细长叠片的纵向端部的叠片堆的相对第一和第二(周向)端部之间是恒定的。
在附图所示的示例中的压缩装置各呈系杆组件的形式，系杆组件具有中央系杆部分(系杆)、在系杆部分端部的锚固部分(锚钉)和用于配装到锚固部分上的套环(间隔套环)。
在示例中，压缩装置的杆部分不导电并且是非磁性的。这帮助减小感应的涡流。
在示例中，压缩装置的杆部分在一定弹性范围，例如包括杆部分的自然(未延伸)长度的范围具有基本上恒定的弹性弹簧常数(弹簧刚度)。
在示例中，在每个细长压缩装置处于弹性延伸条件从而生成施加到叠片堆上的压缩力的情况下，细长压缩装置能继续压缩叠片堆，甚至在定子或转子中的区段长期使用期间，振动造成了叠片堆的磨损和尺寸减小时也是如此。
在示例中，随着发生叠片堆的振动磨损，压缩装置的杆部分的弹性延伸减小，但初始弹性延伸量可以被布置成适应叠片堆的使用中磨损。
在示例中，叠片堆具有在第一方向上在纵向延伸的槽，并且细长压缩装置中的至少一些位于槽中。
在附图所示的示例中，叠片堆的这些槽呈系杆槽的形式。
在示例中，叠片包括第一类型的叠片和第二类型的叠片；并且第一类型的叠片各具有大体上对应于(并且对准)第二类型的叠片轮廓的第一部分和突出超过第二类型的叠片的轮廓的第二部分。在示例中，在区段使用中，第一类型叠片的第一部分和第二部分在径向在定子或转子(区段形成其部分)的径向方向上间隔开。第一类型与第二类型的第一部分对准可能造成第一类型叠片和第二类型叠片的堆叠的细长边缘(叠片堆的两个主面之一)基本上齐平，使得主面在叠片堆的第一方向上具有基本上均匀轮廓。在使用中，这个主面可以是叠片堆叠的主面，电磁耦合元件(例如，磁体或线圈)可以安装于叠片堆的主面上。
在示例中，叠片堆夹在细长板之间并且每个细长压缩装置具有第一端和第二端，第一端和第二端被布置成与所述板接合以在板之间压缩叠片堆。因此，细长压缩装置经由板间接作用于叠片堆上。如果省略板，细长压缩装置可以直接作用于堆叠上。
在附图所示的示例中，板呈定子或转子侧板的形式。
在示例中，各叠片是可透磁的(例如金属的)，同时在各叠片之间电绝缘(例如，在叠片上的绝缘涂层或者包括于堆叠中的单独绝缘层)。
与转子区段116和定子区段212相关的教示内容通常也适用于压缩装置。在示例中，该压缩装置包括中心杆部分，其具有第一端和第二端；以及在中心杆部分的第一端和第二端中相应端部的第一锚固部分和第二锚固部分；其中每个锚固部分具有比中心杆部分的相邻部分更大的直径。
而且，关于转子区段16和定子区段212的教示内容也同样适用于安装压缩装置，包括以下步骤：提供叠片堆，其具有在第一方向上堆叠的叠片和在纵向在第一方向上延伸的槽；提供压缩装置，其包括中心杆部分，中心杆部分具有在中心杆部分的相应第一端和第二端的第一锚固部分和第二锚固部分；将压缩装置插入于槽内；向压缩装置施加张力以延长中心杆部分；将第一套环和第二套环分别配装到第一锚固部分和第二锚固部分；以及释放施加的张力以使套环向叠片堆施加压缩力。
转子和定子轴/毂
现将参考图33至图37来描述根据本公开的示例的转子轴/毂和定子轴/毂。关于图33至图37所描述的轴/毂步骤的示例涉及其中转子100被布置成相对于定子200旋转使得轴300随着转子相对于发电机的外壳旋转的布置。将在下文中更详细描述涉及其中轴被固定以便限制相对于外壳旋转的布置的另外的示例。
图33示意性地示出了转子轴330。转子轴330包括第一辐条安装凸缘332a和在轴向方向上与第一辐条安装凸缘332a间隔开的第二辐条安装凸缘332b。用于附连辐条(诸如辐条102a、102b)的多个辐条附连孔(例如，孔336)形成于每个辐条安装凸缘332a、332b中并且围绕每个凸缘332a、332b在周向布置。将下下文中更详细描述将辐条附连到辐条安装凸缘上。
转子轴330包括：用于安装转子轴承的一对轴承安装表面338a、338b；用于安装定子轴承的一对定子轴承安装表面340a、340b；用于固持环以将转子轴承固持在轴上的一对转子轴承固持环表面342a、342b；用于固持环以将定子轴承固持在轴上的一对定子轴承固持环表面344a、344b；一对转子轴承固持环肩部部分346a、346b；一对定子轴承固持环肩部部分348a、348b；一对转子轴承肩部部分350a、350b；以及一对定子轴承肩部部分352a、352b。转子轴承安装表面和定子轴承安装表面分别围绕转子轴330的外侧在周向形成以便于相应转子毂与定子毂的轴承接合，如将在下文中更详细地描述。
在图33所示的示例中，成对转子轴承安装表面338a、338b朝向转子轴330d端部定位并且成对定子轴承安装表面340朝向凸缘332a、332b定位于相应凸缘与相应转子轴承安装表面之间。例如，定子轴承安装表面340a在轴向方向上位于转子轴承安装表面338a与第一辐条安装凸缘332a之间并且在轴向方向上位于转子轴承安装表面338b与第一辐条安装凸缘332b之间。
在示例中，定子轴承安装表面342a、342b的直径大于定子轴承固持环表面344a、344b的直径。定子轴承固持环表面344a、344b的直径大于定子轴承安装表面338a、338b的直径。转子轴承安装表面338a、338b的直径大于转子轴承固持环表面342a、342b的直径。换言之，在示例中，转子轴的每一端具有台阶形式，包括用于安装定子和转子轴承和固持环的表面。
图34示意性地示出了转子轴330和转子轴承的布置。图34示出了安装于转子轴330上的第一转子轴承352a和第二转子轴承352b。转子轴承352a、352b安装于相应转子轴承安装表面338a、338b上并且抵接转子轴承肩部部分350a、350b。转子轴承352a、352b由相应转子轴承固持环354a、354b固持于转子轴330上，相应转子轴承固持环354a、354b安装于转子轴承固持环表面342a、342b上并且抵接相应转子轴承固持环肩部部分346a、346b上。固持环固定到轴上以限制转子轴承的轴向移动(在旋转轴线的方向上，例如，朝向轴330的端部)。
在示例中，转子轴承固持环表面342a、342b带有螺纹并且固持环354a、354b包括相对应螺纹使得固持环能螺接到轴330上以保持(固持)转子轴承352a、352b在轴330上。在这些示例中，固持环354a、354b设有缺口(例如，缺口356)，合适工具可以位于缺口中以使固持环围绕轴旋转以便抵靠相应肩部部分拧紧或旋松它。
在其它示例中，转子轴承固持环表面342a、342b是平滑的并且使用合适夹持布置诸如开口环和(多个)螺栓将固持环354a、354b夹持到转子轴承固持环表面342a、342b上。然而，应意识到可以使用用于将固持环固定到轴上的其它合适布置。
肩部部分346a、346b提供一表面，固持环354a、354b可以定位成接触(例如，抵靠)这个表面，因此将固持环定位于离转子凸缘设定的距离。转子轴承352a、352b因此被保持(固持)在相应固持环354a、354b与相应肩部部分350a、350b之间从而限制轴向运动(其平行于旋转轴线)。
图35示意性地示出了转子轴330，转子轴承和定子轴承的布置。
转子轴承352a、352b安装于轴上，如在上文中参考图35所描述。定子轴承358a、358b安装于轴330上，以类似于转子轴承352a、352b的方式，如在下文中更详细地描述。
定子轴承352a、352b安装于相应定子轴承安装表面340a、340b上并且抵靠定子轴承肩部部分352a、352b。定子轴承358a、358b由相应定子轴承固持环360a和360b固持于定子轴330上，相应定子轴承固持环360a和360b安装于定子轴承固持环表面344a和344b上并且抵靠相应定子轴承固持环肩部部分352a、352b上。固持环固定到轴上以限制转子轴承的轴向移动(在旋转轴线的方向上，例如，朝向轴330的端部)。
在示例中，定子轴承固持环表面344a、344b带有螺纹并且固持环360a、360b包括相对应螺纹使得固持环能旋拧到轴330上以保持(固持)定子轴承358a、358b在轴330上。在这些示例中，固持环360a、360b设有缺口(例如，缺口362)，合适工具可以位于缺口中以使固持环围绕轴旋转以便抵靠相应肩部部分拧紧或旋松它。
在其它示例中，定子轴承固持环表面344a、344b是平滑的并且使用合适夹持布置诸如开口环和(多个)螺栓将固持环360a、360b夹持到定子轴承固持环表面344a、344b上。然而，应意识到可以使用用于将固持环固定到轴上的其它合适布置。肩部部分352a、352b提供一表面，固持环360a、360b可以定位成接触(例如，抵靠)这个表面，因此将固持环定位于离转子凸缘设定的距离。转子轴承358a、358b因此被保持(固持)在相应固持环360a、360b与相应肩部部分352a、352b之间从而限制轴向运动(其平行于旋转轴线)。
在示例中，转子/定子轴承是圆柱滚子轴承，这归因于其高承载能力，但应意识到可以使用其它轴承，诸如滚珠轴承、锥形滚珠轴承或其它机械轴承。应意识到对于某些应用，可以适当地使用其它类型的轴承，诸如流体轴承或磁性轴承。
现将参考图36和图37来更详细地描述定子毂。
图36示意性地示出了定子毂364a和定子毂364b。每个定子毂364a、364b包括定子轴承(例如，分别包括定子轴承358a、358b)。每个定子毂364a、364b包括相应辐条安装凸缘368a、368b。用于附连辐条(诸如辐条202a、202b)的多个辐条附连孔(例如，孔366)形成于每个辐条安装凸缘368a、368b中并且围绕每个凸缘368a、368b在周向布置。将下下文中更详细描述将辐条附连到辐条安装凸缘上。
在示例中，定子毂364a、364b与定子轴承358a、358b绝缘以便从定子电隔离轴和转子。现将参考图37a和图37b来更详细地描述定子毂。
图37a示意性地示出了定子毂364a。定子毂364a包括定子毂外壳370，定子毂外壳370包括位于外壳370内的凸缘368a和绝缘套环372。绝缘套环372被成形为配装到定子轴承上以便使定子毂外壳与定子轴承电绝缘。在示例中，绝缘套环372包括耐压缩聚合物或陶瓷绝缘材料，但应意识到也可以使用其它合适绝缘材料。在示例中，绝缘套环的电阻大于阈值电阻，该阈值电阻诸如是1G欧姆(1giga ohm)，但应意识到电阻可以是任何其它合适值。在示例中，外壳沿着凸缘368a被分成两个部分。这关于图37b更详细地描述。
图37b示意性地示出了转子毂364a的分解图。定子毂外壳370包括第一部分374a和第二部分374b。第一部分374b和第二部分374b在凸缘368a处联结在一起，例如使用胶、焊接或者通过穿过辐条附连孔的螺栓，但应意识到第一部分374a和第二部分374b能以任何其它合适方式联结在一起。换言之，定子毂外壳370能被认为具有拼合式设计。这种拼合式设计能便于将定子轴承和定子毂组装到轴330上。
在示例中，为了将定子轴承和定子毂组装到轴330上，第一部分374a和第二部分374b位于轴330上以围绕定子轴承安装表面340定位。绝缘套环372放置于定子轴承358a和定子轴承358b周围并且绝缘套环372然后相对于轴330移动以便抵靠定子毂外壳370内的第二部分374b内的肩部部分352a。然后将定子毂外壳370的第一部分374b围绕轴330放置于定子轴承358a和绝缘套环372上，并且例如通过胶合、焊接、栓接或任何其它合适布置联结到第二部分374b上。固持环360a然后在轴330上移动以抵靠肩部部分348a并且固定到轴330上以便限制定子轴承358a和定子毂364在轴向方向上的运动。
在示例中，使用类似于定子毂(诸如定子毂364a)的布置将定子轴承352a、352b安装到电机外壳上使得轴330与电机外壳电绝缘。然而，并非总是必需使转子与外壳电绝缘，在其它示例中，使用已知的布置将轴安装到电机的外壳上。
辐条附连
现将参考图38至图45更详细地分别描述辐条到转子和/或定子环和转子轴和定子毂的附连。
图38示意性地示出了转子100的一部段。在示例中，使用相应辐条环连接器将辐条连接到转子环。例如，如图38所示，使用辐条环连接器376将辐条102a、102b连接到转子环120。在图38所示的示例中，使用多个区段安装附连件(诸如区段安装附连件373)将转子区段116安装到转子环上。换言之，更一般而言，在示例中，辐条可以被认为布置成多对辐条。例如，辐条102a和102b是成对辐条的示例。
图39示意性地示出了定子200的一部段。在示例中，使用相应辐条环连接器将辐条连接到定子环。例如，如图39所示，使用辐条环连接器376将辐条202a、202b连接到定子环230。在图39所示的示例中，使用多个区段安装附连件(诸如区段安装附连件373)将定子区段116安装到定子环上。更一般而言，在示例中，一对辐条中的每个辐条在缘部的基本上相同位置联接到缘部(例如，在定子环)并且在成对辐条中的每个辐条在毂上的不同位置联接到毂。
返回参考图17，在示例中，每个辐条的主轴线与穿过缘部的两个点的割线相对应。换言之，在示例中，每对辐条在基本上相同位置联接到缘部并且在不同位置联接到毂使得在该对中的每个辐条与缘部(例如，定子或转子环)形成割线。
现将参考图40更详细地描述辐条环连接器。
图40示意性地示出了使用辐条环连接器将辐条附连到转子。特别地，
图40示意性地示出了转子环120的一部分、辐条连接器376和辐条102a、102b。在图40所示的示例中，辐条连接器376包括两个侧板377a、377b，一定数量的附连孔穿过侧板形成(在此示例中，4个孔，但可以使用任何合适数量)。
辐条环连接器包括位于转子环120的内圆周上的辐条附连元件378以及间隔件379，辐条附连元件378链接在转子环120的内圆周上的侧板377a、377b，间隔件379链接在转子环120的外圆周上的侧板377a、377b。辐条环连接器376的侧板377a、377b由四个螺栓378附连到转子环120上，四个螺栓378穿过附连孔并且穿过在转子环120中的相对应孔。然而，应意识到可以使用任何其它合适数量的螺栓并且可以使用诸如焊接、胶合等其它合适技术将辐条环连接器376机械联接到转子环120。辐条环连接器可以被认为是用于将每个辐条联接到缘部(例如，(多个)定子或转子环)的手段的示例。
在示例中，转子环和定子环由转子(定子)环区段形成，转子(定子)环区段为当联结在一起时一起形成圆的弓形元件。在示例中，辐条连接器使用螺栓378将两个转子(定子)环区段在侧板377a、377b之间联结在一起。而且，在示例中，辐条连接器用于在转子(定子)区段之间的接合部联结转子(定子)区段，其中，辐条并不连接到辐条连接器(例如，如在图38中由辐条连接器379所示)。
在示例中，每个辐条包括在每个辐条端部的一对辐条端部附连件，用于将辐条附连到辐条附连元件和转子轴或定子毂的凸缘。在图40所示的示例中，辐条102a、102b的一端被示出具有其相应辐条端部附连件380a、380b。固连销382a、382b穿过在辐条附连元件378和相应辐条端部附连件382a、382b中形成的通孔以将辐条102a、102b机械联接到转子环120。然而，应意识到可以使用将辐条联接到转子环上的其它布置。
在示例中，区段安装附连孔形成于每个转子(定子)环中以将区段安装附连件联接到转子(定子)环。例如，图40示出了区段安装附连孔371。
图41示意性地示出了将辐条联接到辐条安装凸缘。在图41所示的示例中，使用辐条端部附连件380a将辐条102a联接到转子轴330的辐条安装凸缘332a。在此示例中，使用固连销382a将辐条端部附连件380a机械地联接到凸缘332a，固连销382a穿过在辐条端部附连件380a和凸缘332a的辐条附连孔366中形成的通孔。在示例中，转子或定子的辐条以类似方式机械联接(固连)到相应凸缘。辐条端部附连件可以被认为是用于将每个辐条联接到缘部(例如，定子或转子环)和毂(诸如凸缘332a)的联接手段的示例。
图42示意性地示出了辐条端部附连件和安装于凸缘上的辐条的截面图。在图42所示的示例中，使用辐条端部附连件380a将辐条102a联接到转子轴330的辐条安装凸缘332a。每个辐条包括在辐条任一端的螺纹部分(例如，螺纹部分384)。
辐条端部附连件380a包括螺母386和辐条附连主体388。螺母386安装于辐条附连主体388上以便限制螺母386远离辐条附连主体388的运动。在示例中，辐条附连主体388包括第一臂390a、第二臂390b和臂连接部分392，臂连接部分382被布置成使得第一臂390a和第二臂390b彼此间隔开以便位于凸缘332a上。在示例中，螺母386包括细长部分，细长部分穿过臂连接部分392中的孔并且在臂390a、390b之间远离主体388内的螺母的旋转轴线向外展开以便限制螺母386远离主体388的运动。螺纹部分384与螺母386接合使得螺母386相对于辐条102a的旋转造成辐条102a中张力变化。因此，在辐条中的张力可以通过旋转每个辐条端部附连件的螺母而调整。更具体而言，辐条端部附连件可以被认为是用于调整一个或多个辐条中的张力的调整器件的示例。在示例中，调整器件包括与缘部或毂中至少一个螺纹接合的一个或多个辐条(例如，使用螺母386和螺纹部分384)。这允许对转子或定子环进行校正(在轴向方向上的侧向校正和径向校正)。然而，应意识到也可以使用用于调整辐条中张力的其它布置。
在示例中，辐条包括具有基本上圆形截面的多个杆。换言之，在示例中，每个辐条具有基本上圆形截面，但应意识到辐条可以具有其它截面，诸如正方形、矩形、椭圆形或其它截面。例如，在某些示例(诸如在下文所描述的那些)中，辐条包括多个具有基本上矩形截面的纵向棒。
在示例中，彼此交叉的辐条彼此偏移以便减小辐条弯曲的可能性并且使得张力基本上沿着辐条在径向导向。在示例中，为了实现这点，螺母386安装到主体388上使得沿着辐条的主轴线的中心线394在轴向方向上相对于主体388的中心轴线396偏移。在示例中，臂之一(在此示例中臂390b)与凸缘322a以垫圈340间隔开，垫圈340位于凸缘332a与臂390b之间使得主体388的中心线396在轴向方向上相对于凸缘332a的中心线398偏移。换言之，例如，联接器件(诸如辐条端部附连件380a)被布置成联接在一对辐条中的每个辐条使得在该对中的辐条在沿着旋转轴线的方向上彼此偏移。
在示例中，使用辐条端部附连件和辐条连接器以类似于上文参考图38至图42所描述的类似方式将转子和/或定子的辐条中每一个机械联接到转子和/或定子环。
区段安装附连件
现将更详细地描述区段安装附连件。
图43示意性地示出了转子区段116以及多个区段安装附连件373a、373b、373c的截面图。叠片安装孔朝向每个区段安装附连件的端部并且相应螺栓400a、400b、400c穿过转子区段116的转子叠片的相应转子安装孔150a、150b、150c以便将区段安装附连件373a、373b、373c机械联接到转子叠片130。
图44a和图44b示意性地示出了区段安装附连件；
图44a示意性地示出了区段安装附连件373的等距视图并且图44b示意性地示出了区段安装附连件的截面图。区段安装附连件373包括由位于侧板402a、402b之间的端件404联结的一对侧板402a、402b。在示例中，侧板402a、402b基本上为矩形并且端件404在侧板402a、402b的主轴线方向上朝向侧板402a、402b的端部定位。在示例中，一对细长槽406a、406b形成于每个侧板中，固连螺栓可以穿过细长槽以将区段安装附连件固连到定子环的转子上。区段安装附连件373包括调整螺栓408，调整螺栓408与端件404中的螺纹孔协作使得螺栓408穿过端件404并且与转子(或定子)环的表面接合，如将在下文中更详细地描述。区段安装附连件373包括螺接到螺栓408上的锁定螺母440，当抵靠端件404拧紧锁定螺母440时，锁定螺母440限制(抑制)螺栓408相对于区段安装附连件373的旋转。
返回参考图38，转子区段116被示出使用区段安装附连件373安装到转子环120、122、124、126上。侧板402a、402b位于转子环(例如，转子环120)的任一侧上并且调整螺栓接合转子环的一侧，转子环的该侧部与上面放置转子区段116的转子环120的侧部相对。调整螺栓能相对于区段安装附连件旋转以便在调整螺栓接触转子环的位置调整在转子区段116与转子环120、122、124、126之间的距离。这帮助调整转子区段与定子区段之间的间隙以试图实现均匀间隙(通常6mm，但应意识到可以使用任何其它合适间隙)。区段安装附连件373利用螺栓联接(固连)到转子(定子)环上，螺栓穿过槽406a、406b和区段安装附连孔371。换言之，一旦拧紧，这些螺栓限制转子(定子)区段相对于转子(定子)环的运动。
在示例中，以类似于上文关于转子所描述的方式将定子区段安装到定子环上。例如，图45示意性地示出了安装到定子环上的定子区段212。
替代辐条布置
尽管上述示例使用带有螺纹部分的辐条，应意识到其它布置也是可能的。参考图46a和图46b来描述替代示例。
图46a示意性地示出了辐条结构的等距视图并且图46b示意性地示出了辐条结构的侧视图。
在图46a和图46b的示例中，示出了辐条结构500。辐条结构500包括第一侧元件502a和第二侧元件502b。每个侧元件502a、502b基本上为圆形。辐条结构包括围绕侧元件502a、502b位于第一侧元件502a与第二侧元件502b之间的多个间隔杆(例如，间隔杆504)，其保持侧元件502a、502b成彼此间隔开的关系。
图46b示意性地示出了辐条结构500的侧视图。特别地，在图46b中示出了侧元件502a。侧元件502a包括缘部506、多个辐条部分(诸如辐条部分508)和中央部分510。孔512形成于中央部分510中以与转子或定子毂接合(如上文所描述)。在示例中，辐条部分相对于孔沿切向布置并且在中央部分510与缘部506之间在径向延伸。在图46a和图46b所示的示例中，辐条在顺时针指向上沿切向布置。
在图46a和图46b所示的示例中，顺时针扭矩造成通过施加向外径向力所致的缘部的向外径向偏转减少。同样，逆时针扭矩造成通过施加向内径向力所致的缘部的向内径向偏转减少。根据所涉及的力，适当地选择辐条的取向。在示例中，定子辐条的取向与转子辐条的取向相反，如将在下文中更详细地描述。
在示例中，辐条结构用于支承转子或定子环，诸如上文所描述的那些。在示例中，间隔杆504以与上文所描述的类似方式联接到多个转子环或定子环，其余元件与上文所描述相同。换言之，在示例中，辐条结构500可以代替上文所描述的辐条布置使用(例如，参考辐条102a、102b、202a、202b)。
发电机-外转子
在上文所描述的示例中，转子在定子内相对于定子旋转。换言之，在上文所描述的示例中，转子在定子的内侧上。然而，在其它示例中，转子在定子外侧使得转子围绕定子的外侧旋转。
现参考图47至图66来描述根据本公开的示例的DD-PMSG的示例。图47是根据本公开的示例的直接驱动永磁同步发电机600(DD-PMSG)的示意图。发电机600包括转子650、定子700和轴750。转子650被布置成相对于在定子外侧上的轴750相对于定子700旋转。在示例中，转子650包括多个永磁体并且定子700包括多个定子线圈。由于永磁体相对于定子700的运动，转子650相对于定子700的旋转造成磁通量变化，并且因此造成定子线圈中感应流。更一般而言，例如，发电机包括带一个或多个电气绕组的定子和带一个或多个永磁体的转子，转子被布置成能相对于定子绕旋转轴线旋转。在示例中，转子被定位成离旋转轴线比定子更远。换言之，如上文所提到的那样，在示例中，转子被布置成围绕定子外侧旋转。
图48a是发电机600的示意正视图并且图48b是发电机600的示意侧视图。如图48a所示，转子650包括多个转子辐条，诸如转子辐条660。在示例中，转子650具有与上文参考图45所描述的辐条布置类似的辐条布置，其中切向布置的辐条被布置成当转子650旋转时沿着辐条向毂传递张力。在此示例中，辐条焊接到中央部分和缘部上，但应意识到辐条可以以诸如螺栓联接、胶粘等其它合适方式联接到中央部分和缘部上，或者可以与中央部分和缘部一体地形成。将辐条联接到缘部和中央部分(例如，毂)的焊接联结可以被认为是用于将每个辐条联接到缘部和毂(例如，中央部分)之一上的联接器件的示例。换言之，在示例中，联接器件包括焊接接合部。在某些示例中，毂、辐条和缘部彼此一体地形成(例如利用板材通过诸如金属机械加工或冲压而成)。这可以帮助简化转子和/或定子的构造。
类似地，定子700包括多个定子辐条诸如定子辐条710。多个定子辐条联接定子毂与定子缘部。在示例中，定子的辐条布置类似于转子650的辐条布置，除了定子辐条在与转子650的辐条相反的方向上切向地延伸从而抵抗由于转子650的旋转在定子700上引起的力。
参考图48b，转子缘部包括彼此间隔开的多个转子环670并且具有与上文所描述的配置类似的配置。在图48b的示例中，转子包括5个转子环，但应意识到也可以使用任何合适数量的转子环。定子缘部包括以与定子环类似方式布置的多个定子环。
图49示意性地示出了转子650。在此示例中，磁体652安装于叠片上，叠片安装于中间三个转子环670b、670c、670d上，以与上文关于发电机1所描述的发电机类似的方式。转子650包括转子毂680，转子毂680具有与上文关于发电机1所描述的定子毂类似的构造。
图50示意性地示出了发电机500的辐条布置。辐条布置可以用于转子650和定子700。在图50所示的示例中，辐条在逆时针方向在切向布置使得对于顺时针扭矩，缘部抵抗向外径向力。换言之，更一般而言，在示例中，辐条相对于毂的圆周在切向布置。
在图50的示例中，示出了转子650的辐条布置。转子包括缘部662和毂664，毂664由辐条(例如，辐条660)联接在一起。在此示例中，当向页面内观看时(如有箭头所示)，原动机被布置成使转子650在顺时针方向上旋转。辐条(例如，辐条660)被布置成将毂664的扭矩传输到缘部662上。磁体安装于转子650的内侧上，以与上文参考发动机1所描述的类似方式，除了在这些示例中，磁体在转子内侧而不是在转子外侧上。
在示例中，作用于所述转子与在径向方向上离旋转轴线更远的发电机的其它元件之间的电磁力基本上为零。为了实现这个目的，在示例中，转子包括被布置为Halbach阵列的多个磁体，但应了解可以使用其它技术。
图51示意性地示出了定子700。转子700包括多个定子线圈(例如，定子线圈712)，诸如上文参考发电机1所描述的定子线圈。定子700和转子650安装到轴750上，轴750固定到发电机外壳上。在此示例中，轴750为中空的并且歧管安装于定子700与转子650之间使得用于连接歧管与流体冷却/加热系统的流体管线穿过轴750的壁，在轴750内侧并且通过轴端部用于连接到流体冷却/加热系统。换言之，在示例中，一个或多个管孔形成于轴中并且入口管和出口管中的至少一个穿过一个或多个管孔。
在这些示例中，定子线圈与歧管经由合适流体连通管线而流体连通。在示例中，用于定子线圈的布线在定子700与转子650之间穿过轴750非壁，在轴750内侧并且穿过该轴的端部以连接到发电机的外布线。换言之，例如，一个或多个布线孔形成于该轴和电布线中以用于使一个或多个电布线穿过该轴中的一个或多个孔。本公开的示例能帮助简化发电机的构造，因为布线和/或流体管线(例如，入口管和/或出口管)能沿着轴内侧传递并且提供适于发电机管理系统(诸如流体循环系统和/或电力管理系统)的电通信和/或流体连通的集中连接位置。
更一般而言，在示例中，发电机包括与传热通道流体连通的一个或多个流体歧管并且每个歧管包括与流体循环系统流体连通的入口端口和出口端口。在示例中，发电机包括一个或多个流体入口管和一个或多个流体出口管，每一个流体入口管与相应入口端口和流体循环系统流体连通，每个流体出口管与相应出口端口和流体循环系统流体连通。因此，定子线圈可以根据需要加热或冷却，例如，取决于发电机的操作条件，如将在下文中更详细地描述。
图52示意性地示出了定子700的辐条布置。定子700包括缘部722和毂724，毂664由辐条(例如，辐条710)联接。定子700安装于轴750上以便抑制(限制)定子相对于发电机外壳的运动。辐条(例如，辐条710)被布置成向毂724传输由转子650的旋转的反向电动势生成的扭矩。在某些示例中，定子线圈与上文关于发电机1所描述的那些基本上相同，但被形成为能以类似于上文参考发电机1所描述的方式安装于转子700的外侧上。
在示例中，发电机包括外壳和轮轴，定子和转子位于外壳内，定子和转子同轴安装于轴上。在某些示例中，轴相对于外壳安装成限制轴相对于外壳的旋转并且转子包括转子轴承，转子轴承相对于轴布置成使得转子能绕轴旋转。换言之，例如，轴可以固定到外壳上并且转子能绕轴旋转。例如，转子和定子能安装于轴上使得如上文所描述，轴安装于外壳中以便限制(即，抑制)轴旋转。这能帮助确保转子与定子同心对准并且也帮助改进围绕转子整个圆周的电磁耦合。此外，在示例中，转子轴承使转子与定子电隔离，例如，使用如上文所描述的绝缘套环和毂布置。更一般而言，在示例中，转子与定子例如以定子轴承电隔离，从而减小了定子与转子之间电流沿着计划外电流路径流动的可能性。
现将参考图53至图60来描述根据本公开的示例的另外的歧管设计和定子线圈设计。
图53示意性地示出了定子的定子区段和歧管的布置。
特别地，图53示意性地示出了定子区段800、歧管820、多个定子环支承管组件(例如，指示为830的定子环支承管组件)、定子环840、多个辐条(诸如辐条850a、850b、854a和854b)、歧管入口管860和歧管出口管862。
图53的示例的定子包括位于定子环支承管组件的任一端处的两个定子环。然而，为了易于理解附图，仅示出了一个定子环(定子环840)。此外，应意识到尽管示出了一个定子区段，定子700将通常包括在周向安装的多个定子区段以便绕定子的圆周是连续的，但应意识到它们无需是连续的。
定子区段800安装于多个定子环支承管组件上，如将在下文中更详细地描述。在图53所示的示例中，定子区段800安装于十三个定子环支承管组件上，但应意识到其能安装于任何其它数量的定子环支承管组件上。
多个孔形成于毂724中，相应歧管的入口管和出口管通过毂724以允许流体从流体传热系统通过毂724传送到定子线圈。例如，歧管入口管860和歧管出口管862穿过毂724中的孔864。在示例中，辐条在轴向方向上成对布置于定子环的任一侧上。例如，辐条850布置于定子环840的一侧(例如，内侧)上并且辐条850b布置于定子环840的另一侧(例如，外侧)上使得在垂直于转子旋转轴线的平面中辐条850a和850b中每一个的轮廓基本上重合。在示例中，一对辐条中的每个辐条在缘部的基本上相同位置联接到缘部并且成对辐条中的每个辐条在毂上的基本上相同位置联接到毂。
在示例中，使用位于每个辐条任一端的贯穿销来将辐条联接到毂724和定子环，贯穿销穿过在辐条中形成的通孔并且在毂724和定子环中的相应位置。例如，参考图53，使用贯穿销851a将辐条850a和850b联接到定子环840，并且使用贯穿销851b将辐条850a和850b联接到毂724。贯穿销851a和贯穿销851b以及它们所穿过的孔一起被认为是将辐条联接到缘部和/或毂的联接器件的示例。
在其它示例中，辐条通过焊接而联接到毂724和定子环，但应意识到也可以使用其它布置，诸如使用螺栓，或者可以使用粘合剂。在示例中，转子辐条以类似于定子的方式联接到转子环和转子毂，但应意识到不同的联接布置可以用于定子和转子中每一个。
图54示意性地示出了根据本公开的示例的定子区段800。定子区段800包括：多个定子叠片、多个定子系杆(诸如系杆870)、多个定子线圈(诸如定子线圈880)、在轴向方向上位于定子叠片任一侧上一对定子叠片侧板890a、890b以及歧管820。将在下文中更详细地描述歧管820。在示例中，定子区段800包括12个定子线圈，但应意识到定子区段可以包括任何合适数量的定子线圈。在示例中，定子系杆与上文所描述的那些系杆相同。
参考图54，定子叠片包括第一定子叠片884和第二定子叠片886。一个或多个安装孔(诸如安装孔888)形成于第一定子叠片884和侧板890a和890b中以将定子叠片安装到定子环上。在示例中，第二定子叠片886与上文关于图20a和图20b所描述的第二定子叠片244相同。在示例中，第一定子叠片884与上文关于图21a和图21b所描述的第一定子叠片242基本上相同。然而，在下文关于图47至图66所描述的示例中，安装孔(例如，安装孔888)被形成与定子环支承管组件(诸如定子环支承管组件830)的截面相对应使得支承管组件的支承管能穿过安装孔。在示例中，侧板890a和890b的轮廓与第一定子叠片884的轮廓基本上相对应或相同。
图55示意性地示出了定子线圈880。在示例中，定子线圈880与上文关于图24至图27所描述的定子线圈880基本上相同。然而，在图54至图66的示例中，在线圈绕组与入口连接器284和出口连接器286之间的流体通道的长度大于在上文中关于图24至图27所描述的示例的长度。此外，在线圈绕组与入口连接器284和出口连接器286之间的流体通道被布置成使得当线圈绕组安装于定子叠片上时连接器284和286比线圈绕组更靠近旋转轴线定位。
图56示意性地示出了定子线圈880到歧管820的联接。在图56所示的示例中，定子线圈880与上文关于图55所描述的示例基本上相同。然而，在图56的示例中，入口连接器和出口连接器不同于入口连接器284和出口连接器286。特别地，定子线圈880包括入口连接器892和出口连接器894。
在示例中，入口连接器892与出口连接器894相同。因此，为了简洁起见，入口连接器892将在下文中描述，但应意识到入口连接器892的描述也适用于出口连接器894。
根据这些示例的入口连接器892与流体通道898流体连通，流体通道898在入口连接器892与定子线圈880的线圈绕组之间传送流体。在示例中，入口连接器焊接到流体通道898上，但应意识到可以使用以不透流体的方式将入口连接器892结合到流体通道898上的任何其它合适布置。
在示例中，入口连接器892基本上为矩形板，其中，四个孔899朝向入口连接器892的相应拐角形成，以将入口连接器892联接到歧管820。在示例中，入口连接器892由螺栓安装并且保持于歧管上，螺栓穿过孔899并且与歧管中的相对应螺纹孔接合。然而，应意识到可以使用将入口连接器892联接到歧管820的其它布置。
为了帮助保持在入口连接器892与歧管820之间的不透流体的连接，入口连接器892包括一对同心O形环，这对同心O形环安装于在朝向歧管的入口连接器892的面中形成的相对应O形环凹槽中。在示例中，O形环和O形凹槽相对于流体通道以与上文关于图30所描述的基本上相同方式同心地布置，但应意识到可以使用其它O形环。在某些示例中，对于每个连接器仅使用一个O形环，但使用一对同心O形环是优选的，因为降低了泄漏的可能性。作为O形环的替代或除了O形环之外，入口连接器892可以使用合适粘合剂粘合地接合到歧管以帮助减小泄漏的可能性。在示例中，入口连接器892的取向相对于出口连接器894在入口连接器892的板平面中旋转180度使得入口连接器892的流体通道在周向方向上相对于出口连接器894的流体通道偏移以便于线圈绕组的相应端部基本上对准。在示例中，定子线圈可以具有彼此相同的配置和构造，但应意识到它们可以具有彼此不同的配置和构造(例如，上文所描述的定子线圈的示例的组合)。
带有流体绝缘通道的歧管
如上文所提到的那样，可以通过将合适流体通过在定子线圈中的流体通道传递而适当地冷却或加热定子线圈。此外，为了使定子线圈彼此和与发电机的主体电隔离，在示例中，绝缘入口连接器和出口连接器用于使定子线圈与歧管电隔离。在示例中，使用非导电流体(即，电阻率大于流体电阻率阈值的流体，通常大于ISO 3696标准的等级1(电阻率为10兆欧厘米(mega ohms cm)(MQcrn))。然而，应意识到可以使用其它流体电阻率阈值，诸如ISO 3696标准的等级2(电阻率为1兆欧厘米(MQcm))或者ISO 3696标准的等级3(电阻率为0.2兆欧厘米(MDcm))。然而，久而久之，流体可能变得污染使得电阻率降低。例如，如果流体是液体，可以由循环系统重复循环而使液体变得污染，使得导电盐变得溶解于液体中。因此流体污染可能因此增加不合需要的电流在定子线圈与歧管之间通过流体流动的可能性。换言之，流体可能在定子线圈与歧管之间形成传导路径，特别是在流体变得污染的情况下。因此，为了减小在定子线圈与歧管之间不合需要的电流的可能性，在歧管与定子线圈的相应入口和出口之间的绝缘通道的长度被布置成使得对于给定污染水平，在绝缘通道上的流体的电阻大于流体路径电阻阈值。现在，将在下文中更详细地描述这点。
图57示意性地示出了根据本公开的示例的歧管的侧视图。特别地，歧管820包括主体1000和电绝缘元件1010。主体1000包括内分隔壁1002(由虚线示出)并且将在下文中更详细地描述。
电绝缘元件1010包括第一绝缘板1010a和第二绝缘板1010b。在示例中，第一绝缘板1010a和第二绝缘板1010b粘合性地结合在一起，但应意识到了可以使用将它们联接在一起的其它技术。绝缘元件1010使入口和出口连接器与歧管820电隔离并且将在下文中更详细地描述。
图58示意性地示出了无入口连接器和出口连接器的歧管。在示例中，用于将入口连接器和出口连接器联接到歧管的多个螺纹孔(诸如螺纹孔1020)形成于绝缘元件1010中。在示例中，螺纹孔布置于四个孔组中，四个孔组对应于在相应入口连接器和出口连接器中形成的孔的位置。例如，螺纹孔1020的位置对应于在入口连接器892中形成的孔899的位置。然而，应意识到可以使用螺纹孔的任何其它布置。
在示例中，多个流体入口孔(诸如流体入口孔1022)和多个流体出口孔(诸如流体出口孔1024)形成于第一绝缘板1010a中。流体入口孔和流体出口孔被定位成与相应入口连接器和出口连接器的流体通道相对应使得流体通道能与歧管流体连通。例如，流体入口孔1022被定位成与入口连接器892的流体通道898相对应。
换言之，更一般而言，在示例中，歧管包括主体(例如，主体1000)，主体包括流体腔室和联接到主体上的电绝缘元件(例如，绝缘元件1010)，绝缘元件包括用于与电气绕组(例如，定子绕组)的流体通道流体连通的多个流体端口和与流体腔室和流体连接器流体连通的多个电绝缘流体通道。
图59示意性地示出了歧管的主体1000以及第二绝缘板1010b。在示例中，第二绝缘板1010b包括形成于第二绝缘板的表面中的多个绝缘通道(诸如绝缘通道1030)，其充当流体的流动路径。在示例中，绝缘通道基本上为U形，但应意识到可以使用其它配置，诸如S形通道。更一般而言，在示例中，绝缘通道具有大于一的弯度指数。换言之，实际路径长度与绝缘通道的最短可能部分长度的比例大于1(弯度指数＝实际路径长度/最短路径长度)。在示例中，绝缘通道中每一个的长度是100mm，但应意识到可以使用任何其它适当长度。
更一般而言，如上文所提到的那样，在示例中，布置于流体端口与流体腔室之间的电绝缘流体通道的长度使得通过流体端口与主体之间的电绝缘通道的流体的电阻大于阈值电阻(流体路径电阻阈值)。第一绝缘板1010a可以被认为是第一元件的示例并且第二绝缘板1010b可以被认为是第二元件的示例，其中电绝缘元件(诸如电绝缘元件1010)包括第一元件和第二元件，并且第二元件联接到第一元件。在示例中，绝缘通道形成于第一元件与第二元件之间，例如在第一绝缘板1010a与第二绝缘板1010b之间。在示例中，流体端口对应于形成于第一元件中的多个通孔的相应孔(诸如流体入口孔和/或流体出口孔)。
返回参考图59，绝缘通道1032包括第一端1034a和第二端1034b。第一端1034a的位置被布置成与流体入口孔1022的位置相对应使得流体通道898能与绝缘通道1032流体连通。
通孔在对应于第二端1034b的位置形成于第二绝缘板1010b中使得绝缘通道1032能与歧管820的主体1000流体连通。换言之，在示例中，每个绝缘通道包括第一端和第二端，第一端的位置被布置成与第一绝缘板的流体入口孔的位置相对应。在示例中，通孔形成于第二绝缘板中第二端。在示例中，每个第一端被定位成与相应流体端口的部分相对应。
在示例中，第一绝缘板1010a粘合地结合到第二绝缘板1010b使得流体能沿着绝缘通道在第一绝缘板1010a与第二绝缘板1010b之间流动。换言之，例如，绝缘通道可以被认为是流体绝缘通道，其长度可以被布置成实现所希望的流体电阻。在示例中，第一绝缘板和第二绝缘板粘合性地结合在一起，但应意识到它们能以任何其它合适方式联结在一起。在示例中，第一绝缘板和第二绝缘板由电绝缘塑料材料诸如聚醚酰亚胺(PEI)或酚醛塑料形成，但应意识到可以使用其它复合材料、陶瓷材料或其它合适材料。
图60示意性地示出了歧管820的主体1000。多个主体流体孔(诸如流体孔1038a和1038b)形成于主体的面(前壁)中，主体的面联接到第二绝缘板1010b。主体流体孔被定位成与形成于第二绝缘板中的相应通孔的位置相对应使得主体能与绝缘通道(流体绝缘通道)流体连通。
例如，主体流体孔1040被布置于主体中的特定位置以便当第二绝缘板1010b安装于主体1000上时与形成于绝缘通道1032的第二端1034b处的通孔的位置相对应。换言之，更一般而言，在示例中，多个流体腔室孔(诸如主体流体孔)形成于主体中用于在流体腔室与绝缘通道之间的流体连通；并且多个孔(诸如形成于第二端1034b处的通孔)形成于第二元件中流体通道的第二端在与相应流体腔室孔相对应的位置。
在示例中，主体1000由第一部分和第二部分以与参考图32a和图32b所描述的类似方式形成，但应是到可以使用形成主体的其它技术。在示例中，主体包括不锈钢，但应意识到可以使用其它金属、复合物、塑料材料等。
在示例中，第二绝缘板1010b粘合性地结合到主体上使得通孔对应于(即，匹配)主体流体孔以便在第二绝缘板1000b主体1000的前壁之间形成不透流体的密封，但应意识到其它技术可以用于将第二绝缘板1010b联结到主体1000以便形成不透流体的联结。在示例中，绝缘通道在第一元件与第二元件之间(例如，在第一绝缘板1010a与第二绝缘板1010b之间)形成于第一元件和第二元件之一的表面中。例如，绝缘通道可以从第二绝缘板1010b机械加工出来，并且然后第二绝缘板1010b粘合地结合到第一绝缘板1010a上。然而应意识到可以使用其它技术诸如模制、蚀刻或其它适当技术来形成绝缘通道。
图61示意性地示出了穿过主体的截面图。特别地，图61示意性地示出了主体1000和内分隔壁1002。主体1000包括第一流体腔室1040和第二流体腔室1042。内分隔壁1002分开流体腔室1040与第二流体腔室1042使得流体腔室在主体1000内彼此流体隔离。换言之，在示例中，内分隔壁1002充当腔室分隔件。在示例中，内分隔壁和/或主体的壁包括热绝缘材料，以与上文关于图32a和图32b所描述的歧管的类似的方式。
应意识到歧管可以包括流体腔室或多于一个流体腔室。如上文所提到的那样，在示例中，主体包括流体腔室。更具体而言，流腔室包括第一流体腔室(诸如第一流体腔室314或第一流体腔室1040)和与第一流体腔室流体隔室的第二流体腔室(诸如第二流体腔室316或第二流体腔室1042)并且其中第一组流体端口(例如，流体入口孔)与第一流体腔室流体连通并且第二组流体端口(例如，流体出口孔)与第二腔室流体连通。
如上文所提到的那样，在示例中，主体1000包括内分隔壁1002。腔室分隔件38和内分隔壁1002可以被认为是布置成隔离在第一流体腔室中的流体与第二腔室中的流体的腔室分隔件的示例。在示例中，内分隔件(诸如内分隔壁)包括绝热材料。这可以帮助改进歧管的热效率，因为在第一流体腔室与第二流体腔室之间的热流动可以减小并且因此在两个腔室中的流体之间的温差更可能维持直到向流体循环系统的适当部分的所希望的位置(例如，向海水内)传热。
在示例中，歧管主体1000在发电机的旋转平面中的截面是截断的圆形扇区。换言之，歧管主体1000在径向方向上的外边缘和内边缘对应于同心圆弧。然而，应意识到歧管主体1000可以具有任何其它适当形状。此外，应意识到上文关于图57至图61的示例所描述的歧管的特征中的任何特征可以与上文关于图32a和图32b所描述的歧管的特征中的任何特征组合。在示例中，第一组流体端口中的流体端口与第二组流体端口中的流体端口沿着流体腔室内的线交替布置；并且腔室分隔件布置于所述第一组流体端口中的流体端口与第二组流体端口中的流体端口之间，例如在上文中关于图32a和图32b所描述的腔室分隔件38的波状构造。
第一流体腔室1040经由形成于主体的后壁(即，在背向第二绝缘板1010b的主体的面中)中形成的孔1044与歧管入口管860流体连通。第二流体腔室1042经由形成于主体1000的后壁中的孔1046与歧管出口管862流体连通。
例如，为了传递流体通过定子线圈以便加热或冷却它们，流体从歧管入口管860传递到第一流体腔室1040内并且通过在第一绝缘板与第二绝缘板之间的相应绝缘通道。流体然后从第一绝缘板1010传出到定子线圈的相应的入口连接器内。流体通过定子线圈并且从连接器的出口出来回到第一绝缘板1010a内，其中，其然后通过在第一绝缘板与第二绝缘板(1010a与1010b)之间的绝缘通道流动。流体经由歧管出口管862传递到第二流体腔室内并且从歧管820传出到流体循环系统。因此，定子线圈可以根据需要被加热或冷却，同时帮助减少在入口连接器和出口连接器与歧管之间经由流体流动的电流。
在某些示例中，在线圈绕组与入口连接器和出口连接器之间的流体通道由诸如塑料管件等绝缘材料形成。在这些示例中，在线圈绕组与入口连接器和出口连接器之间的长度基于流体的电阻率被选择成得到所希望的电阻。用于在金属与塑料管件之间形成不透流体的接合部的技术是本领域中已知的(例如，从建筑物的热水加热)并且将不在本文中详细地描述。
支承管组件
现将参考图62至图63来描述根据本公开的示例的支承管组件。
图62为根据本公开的示例包括夹持套环的支承管组件的示意图。特别地，图62示意性地示出了支承管组件1100。支承管组件1100包括支承管105、第一对夹持套环1108a和1108b、第二对夹持套环1110a和1110b、第三对夹持套环1112a和1112b和第四对夹持套环1114a和1114b。每个夹持套环包括环，环中形成裂口，螺栓定位于裂口中使得拧紧螺栓造成裂口处的环端部被拉在一起。例如，裂口1116形成于夹持套环1112b中并且螺栓1118位于裂口上使得夹持套环能绕支承管1105拧紧。然而，应意识到可以使用围绕支承管拧紧夹持套环的其它布置。如上文所提到的那样，在示例中，在一对夹持套环中的每个夹持套环位于相应转子环或定子环的任一侧上。在示例中，夹持套环定位于支承管周围以便在转子与定子环之间提供所希望的间距。在示例中，支承管和夹持套环由金属形成，但应意识到可以使用其它合适材料，诸如可以使用复合材料(例如，玻璃纤维、碳纤维)、塑料材料或其它材料。
图63为根据本公开的示例包括间隔管的支承管组件的示意图。特别地，图63示出了支承管组件830(诸如上文关于图53所描述的那些)的示例。支承管组件830包括支承管1121、第一间隔管1122和第二间隔管1124、第一安装套环116和第二安装套环1128。参考图53，例如，选择间隔管1122和1124的长度使得定子区段(诸如定子区段800)在轴向方向上保持在定子环之间(诸如在定子环840与图53未示出的另一定子环之间)。安装环限制支承管组件在轴向方向上的移动。例如，间隔管1124和安装套环28位于定子环840的任一侧。在示例中，支承管、间隔管和安装套环由金属形成并且安装套环和/或间隔管焊接到支承管上(例如，使用点焊)。然而，应意识到支承管、安装套环和间隔管可以包括其它合适材料，诸如可以使用复合材料(例如，玻璃纤维、碳纤维)、塑料材料或其它材料。
在示例中，安装套环与上文所描述的夹持套环基本上相同。这便于组装定子或转子，因为支承管可以穿过在定子(或转子)环(例如定子环840)中的适当孔，穿过间隔管(例如，间隔管124)、穿过定子(或转子)叠片、穿过间隔管(例如，间隔管1122)、通过其它定子(或转子)环并且然后利用安装套环(例如，安装套环1128和1126)固连就位，例如通过拧紧在套环上的螺栓(在其中安装套环与夹持套环相同的示例中)或者通过焊接。然而，应意识到可以使用将定子区段组装到转子环上的其它方法。换言之，在某些示例中，支承管穿过在叠片中的通孔以便将叠片安装到支承管上并且将叠片机械联接到转子环或定子环上。
系杆和叠片
现将描述系杆、转子叠片、定子叠片和系杆的另外的示例。
图64示意性地示出了转子叠片和侧板的放大视图。特别地，图64示意性地示出了转子叠片的示例的一部分，其包括第一转子叠片1130和第二转子叠片1132、转子区段侧板1134和系杆1136a和1136b。在示例中，系杆1136a和1136b与上文所描述的那些系杆中的任何系杆相同。在示例中，第二转子叠片1132与上文所描述的第二转子叠片146相同，并且第一转子叠片1130具有与用于安装磁体的第一转子叠片144相同的构造。然而，在下文关于图47所描述的示例中，多个支承管孔，也被称作安装孔(诸如支承管孔1138)形成于第一转子叠片和转子侧板(例如，转子侧板1134)中在远离磁体安装侧定位的部分中，使得一个或多个支承管可以用于将叠片安装于转子上。
在示例中，系杆被组装成将叠片保持在一起，如上文所描述那样。然而，在某些示例中，转子侧板包括一个或多个凹部，当系杆安装成保持叠片时，间隔套环(诸如间隔套环176)可以定位于一个或多个凹部中。例如，参考图64，侧板1134包括第一凹部1140a和第二凹部1140b，第一凹部1140a和第二凹部1140b被成形为与系杆的间隔套环相对应。
图65示意性地示出了定子叠片和侧板的部分的放大视图。特别地，图65示意性地示出了定子叠片的一示例的一部分，其包括第一定子叠片884和第二转子叠片886、定子区段侧板890a和系杆870a和870b。在示例中，系杆840a和870b与上文所描述的那些系杆中的任何系杆相同。
在示例中，第二转子叠片886与上文所描述的第二定子叠片248相同，并且第一转子叠片884具有与用于安装线圈的第一定子叠片260相同的构造。然而，在下文关于图47所描述的示例中，多个安装孔，也被称作支承管孔(诸如安装孔888)形成于第一定子叠片884和定子侧板(例如，定子侧板890a)中在远离定子线圈安装侧定位的部分中，使得一个或多个支承管能用于将叠片安装到定子上。
在示例中，系杆组装成保持叠片在一起，如上文所描述那样。然而，在某些示例中，定子侧板包括一个或多个凹部，当系杆安装成保持叠片时，间隔套环(诸如间隔套环176)可以位于一个或多个凹部中。例如，参考图65，侧板890a包括第一凹部1142a和第二凹部1142b，第一凹部1142a和第二凹部1142b被成形为与系杆的间隔套环相对应。
图66示意性地示出了根据本公开的示例系杆相对于形成于定子侧板中的凹部的定位。特别地，在图66的示例中，系杆138相对于侧板890a安装成接触侧板的间隔套环176的第一半件176a的端部位于在侧板890a中形成的凹部1142b中。
磁体固连夹的示例
图67a至图67d示出了从不同的视角观察的磁体固连单元(磁体固连夹)的另一示例。图67d示出了用于磁体901和磁体支架902的磁体固连夹910的截面图。图67a示出了图67d的磁体固连单元910的透视图并且图67b至图67c示出了分别沿着图67a的线A-A和B-B的截面图。
磁体固连单元910包括用于将磁体901固连到磁体支架902的安装表面903上的两个臂912a和912b。特别地，两个臂912a和912b接触在磁体固连夹的磁体保持表面上的磁体901以便限制磁体的径向移动。在此示例中，每个臂具有基本上正方形或矩形截面并且具有沿着臂的基本上相同截面。在其它示例中，截面可以具有不同形状并且其形状可以沿着长度不同。
而且，在图67d的视图中，磁体固连夹910在径向方向上比磁体901更高并且臂912a-912b与磁体901重叠。然而，在其它示例中，磁体901可以包括凹部和/或缺口以接纳臂912a和942b。这个凹部和/或缺口可以设置于磁体901的拐角上或者可以在径向方向上沿着磁体侧部设置。这个凹部和/或缺口布置可以有益于增加由两个臂912a和912b之间的间隙和/或由于磁体901和磁体固连单元910的相对布置提供的湍流和因此形成的冷却效果。
在图67d所示的示例中，当固连唇缘916与磁体支架902的相对应唇缘接合时，磁体901至少部分地由磁体固连夹910的侧部914在周向方向上固连。因此，在此示例中，可以省略其中可接纳磁体的磁体安装凹部(如在图67d中所示)。替代地，其可以与侧部914组合地用于减小磁体901的周向移动。在此示例中，侧部914包括板，但在其它示例中，侧部914可以具有不同形状并且也可以更靠近臂912a-912b布置并且离固连唇缘916更远。例如，在使用中，侧部914可能不接触磁体支架902。
图68a至图68c从不同视图示意性地示出了磁体固连单元的另一示例。图68a示出了图67d的磁体固连单元920的透视图并且图68b至图68c示出了分别沿着图68a的线A-A和B-B的截面图。在此示例中，磁体固连夹9250包括磁体保持部分922，磁体保持部分922包括板。板包括一个或多个穿孔922a和凹部922b。穿孔和凹部可以用作造成湍流的元件并且帮助形成相对于磁体固连夹流动和流过凹部的流体(例如空气)的流动扰乱从而造成湍流。
在其它示例中，磁体保持部分922包括一个或多个穿孔但并无凹部，并且在其它示例中，磁体保持部分922包括一个或多个凹部。此外，穿孔和凹部可以具有任何合适形状。例如，穿孔可以具有圆形形状、椭圆形状、矩形形状或正方形形状等。而且，图68a和图68b所示的凹部形成三角柱形中空部分，但在其它示例中，其可以形成平行六面体形、圆柱的一部分、球或椭球体的一部分等形状的中空部分。
造成湍流的元件的示例包括一个或多个间隙(例如，在臂912a-912b或臂193a-193b之间的间隙或闭合间隙)、一个或多个凹部、一个或多个穿孔和一个或多个突起。例如，磁体保持部分922可能具有T形形状和/或可以被布置成使得如果两个或更多个磁体固连单元放置成一排，将在相邻的磁体保持部分之间存在间隙，从而造成湍流。换言之，磁体保持部分922可以包括一个或多个造成湍流的元件的任何合适组合以便在流体相对于磁体固连单元流动时改进磁体冷却。
磁体固连单元920还包括侧部924以限制一个或多个磁体在磁体支架上的周向移动。在此示例中，侧部924为T形但在其它示例中，侧部可能具有不同形状。
在图68a至图68c的示例中，固连唇缘926包括三个部分：由具有梯形截面的部分连接的具有矩形截面的两个部分。在其它示例中，固连唇缘926可以具有不同形状。例如，当与磁体支架的相对应部分协作或接合时，在周向方向上具有突起的形状能帮助限制磁体的径向移动。而磁体支架可以包括在周向方向上的另一突起，其中，这个另一突起形成中空部分以用于接纳固连唇缘926。例如，固连唇缘可以具有以下形状：板、在径向方向具有凸块的板、圆柱的一部分等。在示例中，固连唇缘926可以被成形为便于唇缘在磁体支架902的相对应部分中滑动。
流体循环系统
图69示意性地示出了流体循环系统或流体传热系统1200，其包括根据本公开的示例的发电机1202，例如上文所描述的发电机。发电机1202包括导电材料(例如，铜)的线圈或绕组1204以示出发电机的绕组，例如上文所描述的定子线圈。应意识到发电机可以包括多个绕组和多个流体通道，流体通道串联或并联地连接。而且，如果使用多个流体通道，能使用一个或多个可控制的阀来独立地控制每个流体通道的温度。绕组1204还包括例如用不锈钢制成的流体通道。应当指出的是电气绕组和线圈12502的流体通道在图中被示出为相同元件。在示例中，绕组1204与上文所描述的定子绕组相同，但应意识到可以使用其它构造。换言之，更一般而言，例如，流体循环系统1200(流体传热系统)可以被认为是包括电机的系统，电机包括电气绕组，电气绕组包括流体通道，该系统还包括与流体通道流体连通的温控流体源，温控流体源能够操作以向绕组提供流体以升高绕组的温度高于周围温度。
在示例中，流体循环系统包括去离子器和脱气系统以使流体去离子并且从流体移除气体(在图69中未图示)。例如，如果流体通道中使用了铜，则重要的是从流体中移除氧，因为氧与铜起反应并且可能随着时间造成流体通道腐蚀或者阻塞。
线圈的流体通道联接到温控流体源1206。绕组1204的流体输出在点1208联接到流体源1206的流体输入并且在点1210联接到绕组1204的流体输入。流体1200是闭合系统并且包括非导电流体的传热流体，例如去离子水。
温控流体源1206包括一个或多个电泵1212以围绕循环系统1200移动流体。源1206还包括一个或多个阀1214、1216以控制流体的流动。流体源还包括热源1218和散热器1220。热源1218被示出为电加热器，其包括电线圈1222和温控器1224。电线圈1222围绕加热腔室1226缠绕使得当电流从控制器1224通过线圈1222流动时在线圈1222中所产生的热转移到包含于腔室1226内的流体。电线圈1222和控制器1224使用虚线示出以示出这些元件为电气的并且不构成流体系统的部分，流体系统使用实线示出。电加热器1218联接到阀1214以控制通过热源1218流动的流体。在此示例中，散热器1220的形式为具有较大表面积的热交换器或辐射器，该面积例如是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10m2的，但应意识到可以使用任何其它表面积。
在此示例中，散热器1220包括空气通路(未图示)和电冷却风扇1228。风扇1228还包括温度传感器(未图示)以控制风扇1228何时操作。替代地，风扇总是工作。阀1216控制流体通过散热器1220的流动。
在图示示例中，散热器假定在空气中，但也可以使用可替换的环境散热器来冷却，例如散热器1220可以放置于海水水体中。
由控制器1230来控制系统1200，控制器1230由通用计算机来提供。使用虚线示出在控制器1230与各种其它元件之间的信号连接以示出这些连接为电连接。控制器1230电连接到阀1214、1216、泵1212、加热器控制器1224和冷却风扇1228中的每一个。控制器也可以包括一个或多个温度传感器1232以检测在系统中的流体温度并且确定如何来控制系统的其它元件。温度传感器1232可以放置于绕组1204上或者系统1200的流体回路中的其它地方。包括另一传感器1234以检测发电机1202的旋转速度。
在操作中，由泵1212围绕系统1200泵送流体。在系统(或绕组1204)中的流体温度由传感器1232检测。如果由传感器1232检测到的温度高于第一预定阈值(例如，20、25、30、35、40、45或50摄氏度，但应意识到可以使用其它阈值)，阀1214关闭而阀1216打开，使得流体通过绕组1204和散热器1220泵送。如果检测到流体温度高于第二较高的预定阈值(例如，高于第一预定温度5、10、15、20、25、30、35、40、45或40度，但应意识到可以使用其它阈值)，风扇1228也可以操作。如果传感器1234检测到发电机是静止的或者不操作，和/或由传感器1232检测的温度等于或低于第三预定阈值(例如，0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10摄氏度，但应意识到可以使用其它阈值)，阀1214打开并且阀1216闭合，使得流体通过绕组1204和热源1218泵送。当阀1214打开时，热源也将操作。热源1218通常能够操作以将流体加热到在5摄氏度与15摄氏度之间范围的温度，例如，5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15摄氏度。应意识到可能存在不需要冷却或加热绕组1204的温度范围(例如，在5摄氏度与25摄氏度之间)。而且，所讨论的温度只是示例并且根据特定环境，设想到其它温度范围。
在附图中，热交换器用作散热器，但也可以使用热电冷却设备或珀尔贴冷却器。附图所示的示例可以被称作直接流体循环系统或者流体传热系统，因为通过绕组1204的流体通道流动的流体被热源1218和散热器1220直接加热。
图70示意性地示出了包括根据本公开的示例的发电机1202的流体循环系统或流体传热系统1250。对于相同元件，在图70中使用与图69相同的附图标记。
流体传热系统1250包括三个单独流体回路。第一流体回路包括绕组1202、泵1252和热交换器1258。热交换器被示出为两个交换器，一个用于热源并且一个用于散热器回路，但可以替代地由单个热交换器提供。第二流体回路包括泵1254、热交换器1258a和热源1260。在示例中，热源1260由燃气式水加热器提供。第三流体回路包括泵1256和呈流体出口1262和流体出口1264形式的散热器。第一流体回路、第二流体回路和第三流体回路中的每一个彼此独立。也就是说，通过第一流体回路、第二流体回路和第三流体回路的流体是独立的。第二流体回路和第三流体回路各经由热交换器1258热联接到第一流体回路。附图所示的示例可以被称作间接流体传热系统。
在操作中，流体由泵1252围绕第一流体回路泵送。在系统(或者绕组1204)中的流体的温度由传感器1232检测到。如果由传感器1232检测的温度高于第一预定阈值(例如，20、25、30、35、40、45或50摄氏度，但应意识到可以使用其它阈值)，泵1256操作而泵1254不操作。在第一流体回路中的流体通过热交换器1258b流动并且经由热交换器1258b向第三流体回路中的流体传热，因为在第三流体回路中的流体在更低温度。第三流体回路的泵1256通过热交换器1258b将海水泵送到入口1264中并且从流体出口1262泵送出来。如果由传感器1234检测到发电机1202是静止的或不操作的，和/或由传感器1232检测的温度等于或低于第二预定阈值(例如，0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10摄氏度，但应意识到可以使用其它阈值)，泵1256并不操作而泵1254操作。在第一流体回路中的流体通过热交换器1258a流动并且经由热交换器1258a向第二流体回路中的流体传热，因为在第二流体回路中的流体处于更高的温度。
第二流体回路的泵1254泵送流体通过加热器1260和热交换器1258a。在第一流体回路和第二流体回路中的流体可以相同，例如非导电流体，例如去离子水。如上文所描述，在此示例中，用于第三流体回路中的流体可以是海水，但可以是其它环境流体源，例如湖水和河水。应意识到在系统1250中的控制元件全都受到系统1200的中央控制器控制，但控制器和控制线在附图中省略。应意识到本公开的技术和教示内容可以更通常地适用于诸如电动马达(例如，辐条布置和磁体安装布置可以部署于电动马达中，但可以适当地采用本教示内容的任何部分)等电机。例如，电流可以供应到适当构造的定子线圈以使转子相对于定子旋转。
此外，尽管上文的教示内容被描述为可用于风力涡轮机中的发电机的示例，应意识到本公开的技术和教示内容可以适用于其它应用的任何合适尺寸的发电机或电机。例如，教示内容可以适用于低重量较为重要的情形，诸如便携式发电机，便携式风力涡轮机、包括电动马达的便携式装置等。
应意识到上文所描述的不同示例中的任何示例中的一个或多个的特征可以与适当变化适当地组合在一起，这些变化对于领域技术人员而言从本公开显而易见。