专利名称：发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电机。
背景技术：
市售发电机的定子冷却，尤其是风力发电机的定子冷却是以设有附加热交换器 (空-空冷却器或空-水冷却器)的闭合冷却回路为基础的。但是，闭合冷却回路技术比较复杂，需要使用附加的冷却介质，例如水。此外如上所述，发电机的闭合冷却回路还需要设置热交换器。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷却定子时不需要使用附加冷却介质(例如水)的发电机。本发明用以达成上述目的的解决方案为一种发电机，其具有一静止布置的定子和一以可绕一旋转轴旋转的方式进行布置的转子，其中，所述定子具有一磁轭和一从所述发电机的周围空气中吸入空气的风扇，所述定子具有一进风通道，所述风扇将空气吹入所述进风通道，所述进风通道所采用的布置方式使得其可以将所述风扇所吸入的空气分布到所述磁轭沿所述旋转轴方向分布的整个长度上，所述磁轭上设有多个沿所述磁轭的周向分布并覆盖所述磁轭的整个长度的冷却通道，所述定子具有一在所述磁轭的周向上与所述进风通道错开布置的排风通道，所述进风通道通过所述冷却通道与所述排风通道连通，且其连通方式使得空气从所述进风通道经所述冷却通道进入所述排风通道，所述发电机所采用的设计使得穿过所述排风通道的空气被排入所述发电机的周围空气。本发明通过沿磁轭周向导引冷却空气，可以使定子得到特别有效的冷却。本发明的有利设计方案请参阅从属权利要求。事实证明，如果所述发电机所采用的设计使得空气沿所述发电机的旋转轴方向从所述排风通道进入所述发电机的周围空气，就比较有利，因为这样可以可靠防止热的排出空气过早地被当作冷却空气吸入。事实证明，如果所述磁轭具有多个沿所述磁轭的周向分布的凹槽并且所述冷却通道由所述凹槽构成，也是比较有利。这样不但能使所述定子的磁轭得到特别良好的冷却，还能使所述定子获得特别简单的机械结构。所述发电机例如可实施为风力发电机。
图1为本发明发电机沿旋转轴分布的剖面图；图2为本发明发电机垂直于旋转轴的剖面图；以及图3为图1的细节图。
具体实施例方式下文将对附图所示的本发明实施例进行详细说明。下面联系图1、图2和图3对本发明的实施例进行说明。相同元件在这三个图中均用同样的参考符号表示。其中，图3为图1的细节图，这里在示意本发明的主要元件时作了放大处理。如上所述，图1为所述发电机，特别是该发电机的定子沿旋转轴Z分布的剖面图。图2则是与图1相对应的、垂直于旋转轴Z的剖面图，为清楚起见，转子的部分元件在图2中未予图示。为清楚起见，这三个图都只对发电机1上有助于理解本发明的重要元件进行了示意。在实施例范围内以风力发电机形式存在的本发明发电机1具有相对于发电机安装位置静止布置的定子3和以可绕发电机旋转轴Z旋转的方式进行布置的转子2。为清楚起见，转子2上对理解本发明帮助不大的元件在图1中只简单地用两个矩形表示。在本实施例中，转子2具有用于产生磁场的永磁体，为清楚起见，图中未示意这些永磁体。转子2 包括发电机1的在发电机1运行过程中绕旋转轴Z旋转的元件。转子2在发电机1运行过程中绕旋转轴Z旋转。转子2和定子3之间设有气隙17。转子2在发电机1运行过程中围绕布置在发电机1中央的定子3旋转，因此本实施例中的发电机1实施为所谓的外转子。磁轭21是定子3的一个重要元件。在本实施例中，磁轭21由多个沿旋转轴Z方向一个接一个布置的金属板构成，这些金属板共同形成所谓的叠片组。各金属板上通常都设有电绝缘层，例如漆涂层。所述金属板具有沿旋转轴Z方向穿过所述金属板的槽隙，定子的绕组布置在这些槽隙中。图1对在纵向末端突出于金属板之外的绕组末端4进行了图示。 在本发明范围内，磁轭21由叠片组构成。作为由若干单个金属板组装而成的替代方案，磁轭21也可以采用整体式设计，由实心材料(例如一或多个实心铁质工件)构成。在本实施例中，定子3还具有两个风扇6a和6b，这两个风扇都具有自有的电力驱动装置2 和22b。风扇6a和6b分别具有一个自有的专属电力驱动装置(电动机)，并不受转子2的旋转的影响，因此这样的风扇在专业上又称作独立风扇。风扇6a和6b具有进风口 8a和8b。如图中的两个箭头7a和7b所示，这两个风扇6a和6b运行时从发电机1的周围空气中吸入空气。在此需要说明的是，图1、图2和图 3中所示出的箭头表示的是用于冷却定子的气流的方向。定子3还具有两个沿旋转轴Z方向分布的进风通道fe和恥，风扇6a和6b将从周围空气中吸入的空气吹入这两个进风通道，其中，风扇6a将空气吹入进风通道fe，风扇6b 将空气吹入进风通道6b。进风通道fe和恥所采用的布置方式使得其可以在定子3的磁轭 21上，在磁轭3对应于进风通道的位置上将风扇所吸入的空气分布到磁轭3沿旋转轴Z方向分布的整个长度1上。为了实现良好的定子冷却，所述磁轭上设有沿磁轭21相对于旋转轴Z的周向T以及沿磁轭21分布并覆盖磁轭21整个长度1的冷却通道，为清楚起见，图1中只为其中两个冷却通道16a和16b标注了参考符号，图3中只为其中一个冷却通道16a标注了参考符号。 图2中则示出了冷却通道16a、16a'、16b和16b'。为了防止冷却通道中的空气沿径向R 流向旋转轴Z，定子3具有圆形弯曲金属板IlaUla'、llb和lib'。在本实施例中，定子3还具有两个在磁轭21的周向T上与进风通道如和恥错开布置的排风通道20a和20b。在本实施例中，这些排风通道在磁轭21的周向T上相对于旋转轴Z错开90°布置，这从图2中可以清楚看到。错开角度不一定必须为90°，但本实施例所采用的90°角可以确保定子3(尤其是磁轭21)所得到的冷却能覆盖定子3的整个周边。针对图1需要加以说明的是，两个排风通道20a和20b用参考符号12表示的轮廓相对于旋转轴的角度与实际情况之间有90°的偏差，这是为了能够将进风通道fe和恥以及排风通道20a和20b同时绘制在图1中的绘图平面内。如图2所示，进风通道fe通过冷却通道16和16a'与排风通道20a和20b连通， 进风通道5b通过冷却通道16b和16b ‘与排风通道20a和20b连通，且其连通方式使得来自进风通道fe的空气经冷却通道16a和16a'进入排风通道20a和20b，来自进风通道5b 的空气经冷却通道16b和16b‘进入排风通道20a和20b，具体参见图1、图2和图3中的相应箭头。随后，空气经定子3布置在排风通道20a和20b区域内的开口 1 和15b以及分布在转子2周边的排风口 23从发电机1中流出并进入周围空气。在此过程中，排风通道 20a和20b沿发电机1的旋转轴Z方向将空气排放到发电机1的周围空气中。排风口 23沿旋转轴Z方向布置在发电机1的相对于进风口 8a和8b的另一端。图中箭头9a和9b表示空气从两个排风通道20a和20b中流出。本实施例中的冷却通道实施为凹槽。因此，磁轭21具有多个相对于旋转轴Z方向沿磁轭21的周向T分布的凹槽，为清楚起见，图3中只为其中一个凹槽16标注了参考符号。 举例而言，可以在制造所述叠片组过程中通过磁轭金属板的相应成型和串接布置来实现这样的凹槽，或者也可以借助相应的铣刀以铣削方式在成品叠片组上产生这些凹槽。如果所述磁轭采用整体式设计，由实心材料(例如一或多个实心铁质工件)构成，则相应可以用铣刀以铣削方式产生上述凹槽。作为替代方案，所述冷却通道也可以实施为管道，尤其是具有方形或矩形截面、沿磁轭21的周向T分布在磁轭上并且与磁轭导热接触的管道。在图示实施例中，所述发电机具有两个风扇以及相应的两个进风通道和两个排风通道。当然，所述发电机也可以只具有单独一个风扇、单独一个进风通道和单独一个排风通道，或者也可以具有两个以上的风扇、两个以上的进风通道和两个以上的排风通道。本发明的发电机用于产生电能。
权利要求
1.一种发电机，其中，所述发电机(1)具有一静止布置的定子C3)和一以可绕一旋转轴 (Z)旋转的方式进行布置的转子O)，其中，所述定子C3)具有一磁轭和一从所述发电机(1)的周围空气中吸入空气的风扇(8a)，所述定子(3)具有一进风通道( )，所述风扇 (6a)将空气吹入所述进风通道，所述进风通道(5a)所采用的布置方式使得其可以将所述风扇(6a)所吸入的空气分布到所述磁轭沿所述旋转轴(Z)方向分布的整个长度(1) 上，所述磁轭上设有多个沿所述磁轭O)的周向(T)分布并覆盖所述磁轭的整个长度(1)的冷却通道(16a，16a')，所述定子(3)具有一在所述磁轭的周向(T)上与所述进风通道(5a)错开布置的排风通道OOa)，所述进风通道(5a)通过所述冷却通道 (16a, 16a‘)与所述排风通道(20a)连通，且其连通方式使得空气从所述进风通道(5a)经所述冷却通道(16a，16a')进入所述排风通道QOa)，所述发电机(1)所采用的设计使得穿过所述排风通道(5a)的空气被排入所述发电机(1)的周围空气。
2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述发电机(1)所采用的设计使得空气沿所述发电机⑴的旋转轴⑵方向从所述排风通道(20a)进入所述发电机⑴的周围空气。
3.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的发电机，其特征在于，所述磁轭具有多个沿所述磁轭⑵的周向⑴分布的凹槽并且所述冷却通道(16a，16a')由所述凹槽构成。
4.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的发电机，其特征在于，所述发电机(1) 实施为风力发电机。
全文摘要
本发明涉及一种发电机，其具有一静止布置的定子和一以可绕一旋转轴旋转的方式进行布置的转子，其中，所述定子具有一从所述发电机的周围空气中吸入空气的风扇，所述进风通道所采用的布置方式使得其可以将所述风扇所吸入的空气分布到所述磁轭沿所述旋转轴方向分布的整个长度上，所述磁轭上设有多个沿所述磁轭的周向分布并覆盖所述磁轭的整个长度的冷却通道，所述定子具有一在所述磁轭的周向上与所述进风通道错开布置的排风通道，所述进风通道通过所述冷却通道与所述排风通道连通，且其连通方式使得空气从所述进风通道经所述冷却通道进入所述排风通道。本发明提供一种冷却发电机定子时不必使用附加冷却介质的发电机。
文档编号F03D9/00GK102577044SQ201080047781
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月18日 优先权日2009年10月21日
发明者弗兰克·赛布伊克, 约尔格·瓦舍克, 约阿希姆·穆哈 申请人:西门子公司