CN111697716A - 定子冲片及其定子铁芯、双馈风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明属于发电机的技术领域，涉及定子冲片及其定子铁芯、双馈风力发电机。该定子冲片包括本体，本体上相邻设置有内圆部和外圆部，其中：内圆部间隔设置线圈槽，线圈槽用以嵌入线圈；外圆部间隔设置散热齿，散热齿用以增大定子冲片的散热面积。另一方面，由定子冲片通过叠压工艺形成的定子铁芯，与大小相同外圆无散热齿的定子冲片相比，大大提高了成型定子铁芯的散热量。此外，本发明提供的双馈风力发电机，能够提高成型定子的散热效率，也克服了现有技术中因径向通风槽的存在导致电机轴向方向的长度增加，占用更多机舱内部空间的问题。

Description

定子冲片及其定子铁芯、双馈风力发电机

技术领域

本发明属于发电机的技术领域，尤其涉及一种定子冲片及其定子铁芯、双馈风力发电机。

背景技术

现有空气直冷双馈风力发电机的定子铁芯，如图1所示，通常通过侧面的连接板a和两端的压板b将冲片c固定成为铁芯。定子冲片c按照固定数量划分为一档，每档之间放置垂直于定子冲片端面的径向通风槽板d。其风路设计通常为：冷却器将冷空气从铁芯两端输入，进入铁芯，沿每档的径向通风槽板向上排出至冷却器，最终排出电机。现有技术主要存在以下的缺陷：一、定子的散热效率低，该结构主要以带走定子铁芯轴向的热量，径向通风槽板d排出热量，而设置径向通风槽板，由于通风槽的存在导致电机轴向方向的长度增加，会占用更多机舱内部空间；二、线圈直线部分长度增加，铜用量及相应绝缘物料随之增加，提高产品的制造成本；三、径向通风槽板d表面涂有防护漆，但随着时间推移，径向通风槽板d存在掉漆甚至生锈掉渣的隐患，会严重影响电机的正常运行。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种定子冲片及其定子铁芯、双馈风力发电机，从而克服现有技术中定子铁芯散热效率较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种定子冲片，用于双馈风力发电机，包括本体，所述本体上相邻设置有内圆部和外圆部，其中：

所述内圆部间隔设置线圈槽，所述线圈槽用以嵌入线圈；

所述外圆部间隔设置散热齿，所述散热齿用以增大定子冲片的散热面积。

在一个优选或可选的实施方式中，所述散热齿的齿尖呈锐角。

另一方面，本发明提供了一种定子铁芯，包括如上部分或全部所述的定子冲片。

在一个优选或可选的实施方式中，多个定子冲片所形成定子铁芯的外圆部间隔设置板槽，所述板槽所在圆的直径小于散热齿齿尖所在圆的直径。

又一方面，本发明还提供了一种双馈风力发电机，包括如上所述的定子铁芯，还包括连接板和压板，其中：

多个所述定子冲片被压板压制成定子铁芯；

所述连接板安装在板槽上，能够固定多个所述定子冲片。

在一个优选或可选的实施方式中，所述连接板以斜线板或弧线板的结构设置，多个所述定子冲片所形成的板槽与连接板的形状相适配。

在一个优选或可选的实施方式中，所述双馈风力发电机包括机座圆筒、转子铁芯，所述机座圆筒内安装有定子铁芯，所述定子铁芯内安装有转子铁芯，其中：

所述双馈风力发电机设置有第一风路和/或第二风路，所述第一风路设置于机座圆筒与定子铁芯之间，所述第二风路设置于转子铁芯与定子铁芯之间。

在一个优选或可选的实施方式中，所述定子铁芯沿轴向方向间隔设有用以散热的通风孔。

在一个优选或可选的实施方式中，所述第一风路和/或所述第二风路的进风口以缩口结构设置。

在一个优选或可选的实施方式中，所述第一风路和/或所述第二风路的进风口以喇叭口结构设置。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

通过在本体上的外圆部间隔设置的散热齿，用以增大定子冲片的散热面积，而且能够使定子铁芯在径向散热，提高了定子冲片的散热量。

另一方面，本发明又提供了一种定子铁芯，所述定子铁芯由定子冲片通过叠压工艺形成，与大小相同外圆无散热齿的定子冲片相比，大大提高了成型定子铁芯的散热量，需要指出的是，其轴向方向散热效率远低于径向方向散热效率；同时，本申请提供的定子铁芯能够减少空间的占用率。

此外，本发明还提供了一种双馈风力发电机，使用所述定子铁芯，例如，叠压成型定子铁芯，与大小相同外圆无散热齿的定子冲片相比，能够提高成型定子的散热效率，也克服了现有技术中因径向通风槽的存在导致电机轴向方向的长度增加，占用更多机舱内部空间的问题，而且减少了铜用量及相应绝缘物料的使用，降低了产品的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的现有技术中产品的结构示意图；

图2为本发明的定子冲片的结构示意图；

图3为本发明的定子冲片的截面结构示意图；

图4为本发明的双馈风力发电机定子铁芯安装结构的***图；

图5为本发明的双馈风力发电机定子铁芯的剖视图；

图6为本发明的双馈风力发电机定子铁芯喇叭口的结构示意图；

图7为本发明的双馈风力发电机定子铁芯与现有技术定子铁芯的散热原理图。

其中：1、本体；2、压板；3、连接板；4、机座圆筒；5、定子铁芯； 6、转子铁芯；7、第一风路；8、第二风路；11、线圈槽；12、散热齿； 13、板槽；15、主轴；16通风孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图2所示，多个定子冲片通过叠压工艺成型定子铁芯5，用于双馈风力发电机，如图3所示，包括本体1，本体1上相邻设置有内圆部和外圆部，其中：

内圆部间隔设置线圈槽11，线圈槽11用以嵌入线圈；

外圆部间隔设置散热齿12，散热齿12用以改变定子铁芯的散热方式(径向散热)，与现有技术相比，如与大小相同外圆无散热齿的定子冲片相比，大大提高成型定子铁芯的散热量，也克服了现有技术中因径向通风槽的存在导致电机轴向方向长度增加，占用更多机舱内部空间的问题。

散热原理：如图7所示，左图为本案的散热路径图，右图为现有技术的散热路径图，本案的散热原理是冷却器冷空气带走定子铁芯径向的热量，例如，定子铁芯5与机座圆筒4之间开设有风路，定子铁芯5表面的热量由径向散出，通过风路排出。定子铁芯5向外散热，铁芯内热传递方向是沿着径向方向向外圆散热，轴向风路冷空气与外圆接触带走热量实现冷却；

现有技术是径向通风槽散热方案，两边进风，沿着径向通风槽向上出风，每一档铁芯都在向自己的轴向两侧散热，冷空气与径向通风槽接触进行热交换完成冷却散热方式；分析如下：

1.通风方式的比较，本发明提供的技术方案中，冷却器冷空气通过，例如，定子铁芯5与机座圆筒4之间开设有风路，通过风路带走径向热量，没有空气流通阻力，而现有技术通过通风槽散热，冷却器冷空气由水平改为竖直，风向改变影响散热效率，散热槽会阻挡风力的速度，降低散热效率；

2.同等条件下，冷空气密度大于热空气，本发明的方案“轴向带走径向热量”，冷空气与热空气的接触更充分，而且风路无风力阻挡，风速较为稳定，带走的热量多，从而提高散热效率；

3.本领域技术所公知的内容，热导率入(M*C)/W的引入，沿分层方向的热导率为42.5，与分层方向垂直的热导率0.57～0.62，二者相差较大，需要指出的是：本发明的结构设置即为，沿分层方向(同向散热- 径向散热轴向排出)，现有技术的方案即为，与分层方向垂直(通风槽散热结构的设置)；

因此可以得出，本案的技术方案定子铁芯的散热效率远大于现有技术中定子铁芯的散热效率。

作为可选的实施方式，散热齿12的齿尖以锐角角度设置，散热齿 12背向本体1中心设置，齿状结构能够进一步提高成型后定子铁芯的散热量。

一方面，本发明提供一种定子铁芯，使用上述定子冲片。该定子铁芯结构在经过刚度、强度、热流场仿真分析计算后，均可满足使用要求。同功率的电机，本发明提供的铁芯与常规带有径向通风槽的铁芯相比，取消径向通风槽，优化轴向冷却风路，轴向长度缩短，成本降低，可靠性提高；与现有的大小相同外圆无散热齿的定子铁芯相比，散热面积增大1.44倍，大大提高了成型定子的散热效率。

进一步的，多个定子冲片所形成定子铁芯的外圆部间隔设置板槽 13，板槽13所在圆的直径小于所述散热齿12齿尖所在圆的直径。

另一方面，本发明还提供了一种双馈风力发电机，如图4所示，包括以上多个定子冲片。该结构设置散热面积增大，克服了现有技术中因径向通风槽的存在导致电机轴向方向长度增加，占用更多机舱内部空间的问题。

作为可选的实施方式，还包括压板2和连接板3，其中：多个定子冲片被压板2压制成定子铁芯5；

如图3所示，外圆部间隔设置板槽13，板槽13所在圆的直径小于热齿齿尖所在圆的直径，与散热齿12的齿根处于同一个圆周上，连接板 3安装在板槽上，能够固定多个定子叠压成型的冲片。例如，定子冲片依次叠压，两端用压板2压紧后，外侧圆周方向用连接板3(连接板3 安装在板槽13内)沿轴向方向依次焊接固定形成定子铁芯。板槽13优选，采用斜槽或弧形设计，定子铁芯5外圆散热齿相应地也随之在圆周方向上斜过一个槽的角度，使得定子铁芯5外圆散热齿轴向造型由直线变为绕圆柱的圆弧，相比直线造型可增大散热面积，而且能够优选发电机的性能，提高抗干扰能力。

作为可选的实施方式，连接板3以斜线板或弧线板的结构设置，多个定子冲片所形成的板槽13与连接板3的形状相适配。

作为可选的实施方式，如图4所示，发电机包括机座圆筒4，转子铁芯6，机座圆筒4内安装有定子铁芯5，定子铁芯5内安装有转子铁芯 6(通过轴承连接)，其中：

为进一步提高散热量，如图5所示，所述双馈风力发电机设置有第一风路7和/或第二风路8，第一风路7设置于机座圆筒4与定子铁芯5 之间，第二风路8设置于转子铁芯6与定子铁芯5之间。风路设置的作用是，提供冷空气流通的通道，利于的散热，其中：

第一风路7的设置，对定子铁芯5的外圆部进行散热，例如，冷却器输入的冷空气能够通过第一风路7，以对定子铁芯5的外圆部进行散热，并从机座圆筒4排出；

第二风路8的设置，对定子铁芯5的内圆部和转子铁芯6进行散热，例如，冷却器输入的冷空气能够通过第二风路8，以对定子铁芯5的内圆部或转子铁芯6进行散热，并从机座圆筒4排出。

上述的方案中，为提高转子铁芯6的散热量，转子铁芯6轴向间隔设置通风孔14，冷却器输入的冷空气能够通过通风孔16，对转子铁芯6 进行降温。

作为可选的实施方式，如图6所示，第一风路7和/或第二风路8的进风口以缩口结构设置。缩口结构设置为增大冷却器输入冷空气的进风量，提高散热效果，例如，第一风路7和/或第二风路8的进风口以喇叭口结构设置，增加进风量，保证冷空气的流通速度，提高散热效果。

作为可选的实施方式，机座圆筒4的安装采用现有技术中双馈发电机的通用安装方式，机座圆筒4、定子铁芯5、转子铁芯6和主轴发电机包括箱体和主轴15同轴心结构设置，定子铁芯5和转子铁芯6的安装通过箱体、机座和端盖等部件连接，对现有部分内容，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种定子冲片，用于双馈风力发电机，其特征在于，包括本体(1)，所述本体(1)上相邻设置有内圆部和外圆部；所述内圆部间隔设置线圈槽(11)，所述线圈槽(11)用以嵌入线圈；所述外圆部间隔设置散热齿(12)，所述散热齿(12)用以增大定子冲片的散热面积。

2.根据权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述散热齿(12)的齿尖呈锐角。

3.一种定子铁芯，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的定子冲片。

4.根据权利要求3所述的定子铁芯，其特征在于，多个定子冲片所形成定子铁芯的外圆部间隔设置板槽(13)，所述板槽(13)所在圆的直径小于散热齿(12)齿尖所在圆的直径。

5.一种双馈风力发电机，包括如权利要求4所述的定子铁芯(5)，其特征在于，还包括连接板(3)和压板(2)，多个所述定子冲片通过压板(2)压制成定子铁芯(5)；所述连接板(3)安装在板槽(13)上，用以固定多个所述定子冲片。

6.根据权利要求5所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述连接板(3)以斜线板或弧线板的结构设置，多个所述定子冲片所形成的板槽(13)与连接板(3)的形状相适配。

7.根据权利要求6所述的双馈风力发电机，所述双馈风力发电机包括机座圆筒(4)、转子铁芯(6)，其特征在于，所述机座圆筒(4)内安装有定子铁芯(5)，所述定子铁芯(5)内安装有转子铁芯(6)；所述双馈风力发电机设置有第一风路(7)和/或第二风路(8)，所述第一风路(7)设置于机座圆筒(4)与定子铁芯(5)之间，所述第二风路(8)设置于转子铁芯(6)与定子铁芯(5)之间。

8.根据权利要求7所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述定子铁芯(5)沿轴向方向间隔设有用以散热的通风孔(16)。

9.根据权利要求7所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述第一风路(7)和/或所述第二风路(8)的进风口以缩口结构设置。

10.根据权利要求7所述的双馈风力发电机，其特征在于，所述第一风路(7)和/或所述第二风路(8)的进风口以喇叭口结构设置。

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