專(zhuān)利名稱(chēng)：三個(gè)定子繞組構(gòu)成的組、定子裝置、發(fā)電機(jī)及風(fēng)力渦輪機(jī)的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明在大型電機(jī)或發(fā)電機(jī)中，通常使用所謂的雙層繞組。這 種繞組形式具有的優(yōu)點(diǎn)是所有繞線是相同的因而繞線容易制造。
而且，對(duì)于分段式電機(jī)，雙層繞組需要越過(guò)分段接合點(diǎn) 進(jìn)行連接的繞線。
可以制作當(dāng)在定子中插入最后 一個(gè)繞線時(shí)不需要移走第 一個(gè)被插入的繞線的單層繞組。也可以制造不需要越過(guò)分段接合點(diǎn)的 單層繞組。因此，單層繞組對(duì)于大型電機(jī)來(lái)說(shuō)是有利的。
單層繞組通常既需要在平面內(nèi)還需要伸出繞組平面的繞 組端部。這些繞組端部也稱(chēng)為端部繞組或繞組頭部。
另外，該軸線可以是大體上與繞線槽所在的平面垂直。
本發(fā)明是特別有利的，因?yàn)樗欣@組的整體長(zhǎng)度以及所 有繞線可被保持在最小的長(zhǎng)度內(nèi)，從而導(dǎo)致用于繞組的材料減少，尤 其是銅。此外，這還導(dǎo)致重量減輕，例如，風(fēng)力渦輪機(jī)中的大型發(fā)電 機(jī)的重量減少了幾百千克。0015]另外，本發(fā)明允許減少繞組頭部的軸向長(zhǎng)度，使得包括 這些繞組的定子將具有更小的軸向尺寸。這將減小電機(jī)殼體的尺寸， 也減小了電機(jī)的整體重量。
此外，本發(fā)明有利地允許所有三個(gè)繞線具有大體相同的 長(zhǎng)度,因而具有相同的電阻。不僅對(duì)三個(gè)繞組是這樣，而且對(duì)三個(gè)線 圈也是這樣，這三個(gè)線圈中的每個(gè)都包括相同數(shù)量的多個(gè)繞組。然后 這導(dǎo)致三個(gè)線圈產(chǎn)生相同的電流。
此外，有利的是，本發(fā)明涉及單層定子繞組，使得一個(gè) 繞線槽中只能安裝一個(gè)繞組。0019] 定子繞組可以這種方式被預(yù)制成，即繞組的截面大體是 矩形的。繞組的截面在整個(gè)繞組環(huán)上是相同的。
此外，三個(gè)定子繞組中至少一個(gè)自身可相對(duì)于與繞線槽 平行的對(duì)稱(chēng)軸線反射對(duì)稱(chēng)，也包括第一和第二繞組頭部。
用于繞組頭部的示例的有益形狀將在下面參考附圖
進(jìn)行說(shuō)明。
更具體地，繞組頭部WH2設(shè)計(jì)成繞組頭部WH2的一部分為立體形式，其特征在于定子繞組W2的繞組頭部WH2的所示分段是——從繞線槽WS4開(kāi)始——向下在彎曲部上連續(xù)傾斜的，直到該彎曲部大體上為90度的基本為圓弧形的分段。然后繞組W2在相同的平面內(nèi)沿相反的方向連續(xù)彎曲傾斜，直到繞組W2重新大體上指向定子S的軸線方向。在那一點(diǎn)，繞組頭部WH2處在繞組頭部WH3下方。然后繞組頭部WH2的形狀以如下方式繼續(xù)，即朝繞線槽WS3的方向繞著大體上垂直于繞線槽WS3、 WS4所在平面的軸線旋轉(zhuǎn)與沿著該軸線平移的組合。 最后，繞組頭部WH2在繞組頭部WH1上方沿著繞線槽WS3的方向以直線形式繼續(xù)延伸。
00561 總而言之，并且通過(guò)在繞組W2處從頂部觀察，繞組頭部WH2完成了一個(gè)半圈以封閉繞線槽WS3與WS4之間的繞組W2。
[0057剛剛討論的實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)繞組的長(zhǎng)度能夠被減小并且三個(gè)繞組的長(zhǎng)度是完全相同的。這使得用于繞組的材料大幅減少并且重量大幅減輕。
[0058需要理解的是，對(duì)實(shí)施例略微改動(dòng)，尤其是關(guān)于圓弧的精確度，關(guān)于所述平面的完美的平面性，或者關(guān)于具體提及的角度，都將被本發(fā)明覆蓋。
權(quán)利要求
1.用于電機(jī)定子(S)的三個(gè)定子繞組(W1、W2、W3)構(gòu)成的組，其中-定子(S)具有第一圓柱形表面，該第一圓柱形表面上形成有多個(gè)周向間隔開(kāi)的繞線槽(WS1、WS2、...)，每個(gè)繞線槽(WS1、WS2、...)沿著所述第一圓柱形表面的軸向長(zhǎng)度延伸并且被設(shè)置成用于嵌入單個(gè)定子繞組(W1、W2、W3)的一個(gè)分段，-每個(gè)定子繞組(W1、W2、W3)被預(yù)制成封閉的環(huán)，每個(gè)定子繞組(W1、W2、W3)的兩個(gè)大體上平行的分段設(shè)置成被嵌入所述定子(S)的第一繞線槽(WS1、WS3、WS5)和第二繞線槽(WS2、WS4、WS6)內(nèi)，該第二繞線槽(WS2、WS4、WS6)是靠近該第一繞線槽(WS1、WS3、WS5)的第三個(gè)繞線槽，-所述三個(gè)定子繞組(W1、W2、W3)中的每個(gè)都具有沿所述定子(S)的軸向方向離開(kāi)所述繞線槽(WS1、WS2、...)的第一繞組頭部分段，其特征在于所述三個(gè)定子繞組(W1、W2、W3)中的第一繞組(W2)的第一繞組頭部分段(WH2)在空間上設(shè)計(jì)成某些部分是繞著軸線旋轉(zhuǎn)與沿著該軸線平移的組合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組， 其特征在于-所述三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)中的每個(gè)都具有第二繞組頭部 分段，所述第二繞組頭部分段沿著所述定子(S)的與所述第一繞組頭 部分段(WH1、WH2、WH3)相反的軸向方向離開(kāi)所述繞線槽(WS1、WS2、…)，-所述三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)中的一個(gè)繞組的第二繞組頭部 分段在空間上設(shè)計(jì)成某些部分是繞著軸線旋轉(zhuǎn)與沿著該軸線平移的組 合。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu) 成的組，其特征在于所述第一繞組頭部分段(WH2)和/或所述第二繞組頭部分段的、 是旋轉(zhuǎn)與平移的組合的部分是大體上螺旋軸線對(duì)稱(chēng)的。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu) 成的組，其特征在于所述軸線大體上與所述繞線槽(WS1、 WS2、...)所在的平面垂直。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu) 成的組，其特征在于所述電機(jī)是發(fā)電機(jī)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組，其特征在于所述三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組和所述定子(S)構(gòu)造 成用于三相電才幾的下述結(jié)構(gòu)，即一個(gè)繞線槽對(duì)應(yīng)一個(gè)石茲才及，而每個(gè)》茲 才及7寸應(yīng)一個(gè)相位。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu) 成的組，其特征在于所述三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)中的第二繞組(W3)和第三繞 組(W2)自身相對(duì)于與所述繞線槽(WS1、 WS2、…)平行的對(duì)稱(chēng)軸線 是反射對(duì)稱(chēng)的。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu) 成的組，其特征在于所述第一繞組頭部分段(WH1、 WH2、 WH3)和所述第二繞組頭部分 段是彼此反射對(duì)稱(chēng)和/或點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu) 成的組，其特征在于所述三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)中的一個(gè)繞組的第一繞組頭部 分段(WH1、 WH2、 WH3)在形式上與所述三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3 ) 中的另 一個(gè)繞組的第二繞組頭部分段相同。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組，其特征在于所述三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)中的第二繞組(W3)的第一繞 組頭部分段(WH3)和/或第二繞組頭部分段在每個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)的兩個(gè)大體上平行的分段所在的平面內(nèi)延伸。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu) 成的組，其特征在于所述三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)中的第三繞組(Wl)的第一繞 組頭部分段(WH1)和/或第二繞組頭部分段包括在彎曲部上連續(xù)傾斜 的部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組，其特征在于所述彎曲部是90度的大體上為圓弧形的分段。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組，其特征在于對(duì)于所述第二繞組(W3)和所述第三繞組(Wl),所述第一繞組 頭部分段(WH3、 WH1)和/或所述第二繞組頭部分段具有大體平直的連 接部，所述連接部在位于所述定子(S)的第一繞線槽(WS1)所在平 面內(nèi)的彎曲部分與位于所述定子(S)的第二繞線槽(WS2)所在平面 內(nèi)的彎曲部分之間，所述連接部被設(shè)置在大體上垂直于所述第一和第 二繞線槽(WS1、 WS2)所在平面的平面內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組，其特征在于所述第二定子繞組(W3)和所述第三定子繞組(Wl)的連接部所 在的平面不是對(duì)齊的，尤其不是平行的。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3) 構(gòu)成的組，其特征在于所述第一定子繞組(W2)的第一繞組頭部分段(WH2)和/或第二 繞組頭部分段在彎曲部上連續(xù)傾斜，直到該彎曲部大體上為90度的大 體上為圓弧形的分段，然后所述第一繞組頭部分段(WH2)和/或第二 繞組頭部分段在相同的平面內(nèi)沿相反方向在彎曲部上連續(xù)傾斜，導(dǎo)致 形成繞著所述第一定子繞組(W2)的相應(yīng)的繞組頭部(WH2)的所述軸 線的轉(zhuǎn)動(dòng)與沿著所述軸線的平移的組合。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組，其特征在于對(duì)于所述第一定子繞組(W2)的相應(yīng)的繞組頭部(WH2),繞著軸 線的轉(zhuǎn)動(dòng)與沿著該軸線的平移的組合被持續(xù)進(jìn)行，直到繞組的橫截面 面向所述第二繞線槽(WS3)的縱向延伸并處在與所述繞線槽(WS1、 WS2、...)相同的平面內(nèi)。
17. 包括多個(gè)由三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組的定子裝置， 其特征在于三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組中的每個(gè)都按照權(quán)利要求l 至16之一纟皮布置。
18. 包括定子裝置的發(fā)電機(jī)，該定子裝置具有多個(gè)由三個(gè)定子繞組 (Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組，其特征在于三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組中的每個(gè)都4安照4又利要求1 至16之一纟皮布置。
19. 包括發(fā)電機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)，該發(fā)電機(jī)包括定子裝置，該定子裝 置具有多個(gè)由三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組，其特征在于三個(gè)定子繞組(Wl、 W2、 W3)構(gòu)成的組中的每個(gè)都按照權(quán)利要求l 至16之一被布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及三個(gè)定子繞組構(gòu)成的組、定子裝置、發(fā)電機(jī)以及風(fēng)力渦輪機(jī)，其中定子具有第一圓柱形表面，該第一圓柱形表面上形成有多個(gè)周向間隔開(kāi)的繞線槽，每個(gè)繞線槽沿著第一圓柱形表面的軸向長(zhǎng)度延伸并且被設(shè)置成用于嵌入單個(gè)定子繞組的一個(gè)分段，每個(gè)定子繞組被預(yù)制成封閉的環(huán)，并且每個(gè)定子繞組的兩個(gè)大體平行的分段被設(shè)置成嵌入定子的第一繞線槽和第二繞線槽內(nèi)，該第二繞線槽是靠近第一繞線槽的第三個(gè)繞線槽。另外，三個(gè)定子繞組中的每個(gè)都具有沿定子的軸向方向離開(kāi)繞線槽的第一繞組頭部分段，其中三個(gè)定子繞組中的第一繞組的第一繞組頭部分段在空間上設(shè)計(jì)成某些部分是繞著軸線旋轉(zhuǎn)與沿著該軸線平移的組合。
文檔編號(hào)F03D9/00GK101677200SQ200910173479
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者H·斯蒂斯達(dá)爾 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司