包括定子端板的发电机的制作方法

本发明涉及一种包括定子端板的发电机。

特别地，但非唯一地，本发明可以被有效率地应用于风力涡轮机的发电机。

背景技术：

发电机，诸如安装在风力涡轮机中的发电机，通常包括相对于定子旋转的转子。

发电机在连接到驱动装置（即具有风力涡轮机的叶片的风轮）的驱动端（de）和轴向相对的非驱动端（nde）之间轴向延伸。

定子通常包括沿纵向轴线纵向延伸的框架主体，并且包括定子轭和多个齿，该多个齿根据径向方向从定子轭突出到相应的齿径向端。每个齿还在第一齿纵向端部和第二齿纵向端部之间纵向延伸。在定子中还限定了多个槽，每个槽由两个相邻的齿周向界定并且在定子轭和相应的齿径向端之间径向延伸。每个槽容纳相应的绕组。

端板通常被设置在齿纵向端处，在驱动端和非驱动端处均设置。端板在制造和操作期间机械地支撑定子叠片，特别是齿。端板具有典型的指状，用于跟随定子齿的形状。

这种指板通常是层叠的并且由低碳钢制成，并且其特征在于涡流损耗导致较低的额定功率和效率（特别是较低的aep，年发电量）。

指板的另一个不便之处是它们制造起来昂贵。

为了减少涡流损耗的不便，指板可以由不锈钢制成。然而，这种选择的成本（材料和制造）非常高。另一种选择是在叠片之间用一层胶层叠指板，该叠片构成指板。然而，这种技术不是特别有效率，从而允许实现并不像期望的那样牢固的指板。此外，胶合实施起来过于昂贵，需要清洁的环境，按压机构和其它装置。

因此，仍然需要提供一种用于发电机的定子的改进设计，该设计特别地允许减少与指端板的使用相关的上述不便并且同时为定子的齿提供必要的机械支撑。

技术实现要素：

根据独立权利要求的主题可以满足该需要。从属权利要求描述本发明的有利实施例。

根据本发明，提供用于发电机的定子。定子包括：

-定子主体，该定子主体沿着定子的纵向轴线在驱动端和相对的非驱动端之间纵向延伸，定子主体包括定子轭和多个齿，该多个齿根据正交于纵向轴线的径向方向从定子轭突出到相应的齿径向端，每个齿在驱动端和非驱动端之间纵向延伸，

-定子支撑件，该定子支撑件用于径向支撑定子主体，定子支撑件还在非驱动端处为定子主体提供轴向支撑件，

其中，定子还包括端板，该端板用于在驱动端或非驱动端中的一个处轴向支撑定子主体。

包括上述定子的发电机可以被有利地集成在风力涡轮机中。

根据本发明的实施例，定子支撑件包括用于轴向支撑定子主体的在非驱动端处的肩部。

根据本发明的另外的实施例，端板是指状的，端板包括与定子轭相邻的板轭以及多个定子齿，该多个定子齿根据径向方向从板轭突出并且与定子主体的齿分别相邻。

定子主体或端板可以包括沿定子的纵向轴线堆叠的多个叠片。

已经发现，发电机中涡流损耗的原因是端板后面的定子中的高饱和度。损耗与饱和度成比例。饱和度水平可以穿过定子叠片轴向地变化，特别是在斜交发电机（skewedgenerator）中，即转子上的磁体和/或定子上的齿斜交的发电机。结果，在各端中的一端处的饱和度水平，即取决于斜交方向，可以与另一端处的饱和度水平明显不同。已经测量到，当两个端板分别在驱动端和非驱动端处被使用时，在一个端板中（即在非驱动端处）的损耗可能大于总损耗的90％。

有利地，本申请提出单端板设计，在该设计中仅低损耗端（即驱动端）处的端板被使用以提供机械支撑并且同时贡献减少的涡流损耗量。

相对于传统的设计，另一端（即非驱动端）处的端板能够被去除，并且定子的叠片能够延伸与端板相同的厚度。有利地，这还为减少由任何指板的存在引起的涡流损耗做贡献。

本发明的上述限定方面和其它方面由在下文中将描述的实施例的示例得以阐明，并且参考实施例的示例进行解释。在下文中将参考实施例的示例更详细地描述本发明，但本发明不限于此。

附图说明

图1示出了包括根据本发明的发电机的风力涡轮机的示意性截面。

图2示出了图1的发电机的示意性轴测图。

图3示出了图2的发电机的定子的示意性纵向截面。

图4示出了根据现有技术的用于发电机的定子的对应于图3的截面的示意性纵向截面。

图5示出了根据现有技术的用于发电机的定子的另一个并且更详细的纵向截面。

具体实施方式

附图中的图示是示意性的。应注意，在不同的图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。

图1示出了根据本发明的风力涡轮机1。风力涡轮机1包括塔架2，该塔架2被安装在未示出的基础部上。机舱3被布置在塔架2的顶部上。

风力涡轮机1还包括具有两个、三个或更多个叶片4的风轮5（在图1的立体图中，仅两个叶片4可见）。风轮5可围绕旋转轴线y旋转。当没有不同地指定时，下文中的术语轴向、径向和周向是参考旋转轴线y做出的。

叶片4相对于旋转轴线y径向延伸。

风力涡轮机1包括永磁体发电机10。

根据本发明的其它可能的实施例（未在附图中表示），本发明可以被应用于具有内部或外部转子12的任何其它类型的永磁体机器。

风轮5要么直接与永磁体发电机10旋转地联接（例如，直接驱动），要么借助于可旋转的主轴9并通过齿轮箱（图1中未示出）与永磁体发电机10旋转地联接。设置示意性地描绘的轴承组件8，以便将风轮5保持在适当位置。可旋转的主轴9沿旋转轴线y延伸。永磁体发电机10在连接到风轮5的驱动端31和相对的非驱动端32之间纵向延伸。

永磁体发电机10包括定子11和转子12。转子12可绕旋转轴线y相对于定子11旋转。

图2示出了发电机10的定子11和转子12的更详细的视图。转子12相对于定子11在径向外部。多个永磁体17（在图2中仅示出了一个永磁体17）被附接在转子12的面向定子11的面上。

根据本发明的可能实施例，转子12上的磁体17可以相对于纵向轴线y斜交。

围绕轴线y周向延伸的气隙16被设置在转子12和定子11之间，特别是在永磁体17和定子11之间。

转子12和永磁体17不是本发明的特定部分，并且因此不进一步详细描述。因此，本发明能够适用于具有或不具有永磁体的发电机。

定子11包括沿纵向轴线纵向延伸的定子主体13。

定子11具有常规的叠片结构，该叠片结构包括沿纵向轴线y堆叠的多个叠片18。

定子主体13包括定子轭22和多个齿33，该多个齿33根据正交于纵向轴线y的径向方向从定子轭22突出到相应的齿径向端38，每个齿在驱动端31和非驱动端32之间纵向延伸。

根据本发明的可能实施例，齿33可以相对于纵向轴线y斜交。

参考图3，定子11还包括用于径向支撑定子主体13的定子支撑件15。定子支撑件15还在非驱动端32处为定子主体13提供轴向支撑件。

周向延伸并从定子支撑件15径向突出的肩部19被设置在非驱动端32处，用于轴向支撑定子主体13的多个叠片18。

参考图2和图3，定子10还包括端板50，该端板50用于在驱动端31处轴向支撑定子主体11的多个叠片18。

在附图的实施例中，端板50是指状的，端板50包括与定子轭12相邻的板轭51和根据径向方向从板轭22突出的多个板齿52。端板50的每个板齿52与定子主体13的相应的齿33相邻，用于提供有效率的支撑。

根据本发明的可能的实施例，类似于定子主体13，端板50包括沿定子10的纵向轴线y堆叠的多个板叠片。

根据本发明的另一个实施例（未示出），定子10包括端板，该端板用于在非驱动端32处轴向支撑定子主体11的多个叠片18，而在驱动端31处可以使用轴向支撑件，该轴向支撑件例如为肩部的形式。根据本发明，端板仅被使用在损耗较低的纵向端。在该端处，端板被用于提供机械支撑并且同时贡献减少的涡流损耗量。

图4和图5示出了根据现有技术的定子130。定子130包括相同的定子支撑件15和在驱动端31处的端板50。定子130还包括在非驱动端32处的另一个端板60。第二端板60被轴向插置在定子主体13的多个叠片18和肩部19之间。因此，定子主体13的叠片18的堆叠在轴向上短于本发明的定子13的堆叠。

结果，除了显著减少指板中的涡流损耗而不损失节段的机械强度之外，本发明还允许：

-更好地利用铜，因为非驱动板能够由定子叠片代替，该定子叠片有助于由发电机产生的扭矩，

-更高的扭矩和额定功率以及更大的aep，

-由于组件数量较少而产生的更低的制造成本，

-使用在已知的实施方式中使用的相同定子支撑件的可能性。