[发明专利]发电机，具体是用于风力涡轮机的发电机

说明书

本发明涉及发电机（1），具体是用于风力涡轮机的发电机，包括相对于定子（3）可旋转安装的转子（2）和用于静止地安装所述定子（3）的支撑构件（10），其中所述定子（3）包括设置在所述定子（3）的表面上的至少一个槽，其由所述支撑构件（10）的表面界定，以便形成用于引导冷却剂的至少一个管道（9）。

技术领域

本发明涉及发电机，具体是用于风力涡轮机的发电机，其包括相对于定子被可旋转安装的转子以及用于静止地安装定子的支撑构件。

背景技术

在现有技术中广泛使用这种类型的电机，具体是发电机。设置在风力涡轮机的机舱内的发电机通常包括安装多个永磁体的转子。转子被刚性连接到风力涡轮机的旋转部件或者通过转换机械转矩的设置在中间的变速器被连接到风力涡轮机的旋转部件。第一类型的风力涡轮机被称为直接驱动式风力涡轮机，而后一类型的风力涡轮机被称为间接驱动型风力涡轮机。

在发电机的运转期间产生热量，具体地通过定子的磁化或再磁化（remagnetisation）产生热量。因此，定子通常由在定子内设置的管道内所引导的气态或液体冷却剂冷却。

此外，通常由金属制成的多个叠片来制造定子。叠片被构造成最小化磁滞效应以便对抗发电机运转期间定子的升温。

发明内容

本发明的目标是提供具有改进的冷却器件的发电机。

该目标是通过上述类型的发电机实现的，其中定子包括设置在定子表面内的至少一个槽，其由支撑构件的表面界定，以便形成用于引导冷却剂的至少一个管道。

定子可以具体地由金属制成的多个叠片制造。在定子表面上设置所述至少一个槽是制造过程的简单步骤，其可以被容易地结合到连续生产中。当定子被牢固地安装到支撑构件时，所述至少一个槽沿径向方向被支撑构件的表面界定，以便形成所述至少一个管道。

优选地，在所述至少一个管道内引导的冷却剂是气态介质，具体是空气。在包括堆叠定子且需要借助于液体冷却剂来冷却的实施例中，管状管材可以被设置在所述至少一个管道内。

由定子和支撑构件表面所界定的所述至少一个管道的设置特别适用于与气态冷却剂结合。在发电机运转期间，气态冷却剂的流动分布于各表面区域以便散热。一部分流动被引导通过在转子和定子之间提供的空气间隙，而另一部分流动被引导通过所述至少一个管道。因此，通过沿径向方向彼此分离的两个冷却剂流来提供冷却。冷却剂均匀分布在容纳在定子凹槽内的绕组上。此外，大面积的定子被用于散热。因为在所述至少一个管道内部分地引导冷却剂流动，所以减少了设置在转子和定子之间的空气间隙内的冷却剂流动。因此，实现了对设置在转子上的永磁体的部分绝热。这减少了对转子的加热并且因此还可以对抗发电机运转期间的永磁体的去磁。

在本发明的一种实施例中，所述至少一个槽被提供在定子的内表面上并且由支撑构件的外表面界定。这种实施例对应于包括周向地围绕定子的外部转子的发电机。在替代性实施例中，转子被设置成内部转子。因而，所述至少一个槽被设置在定子的外表面上并且由在发电机被组装时封罩定子的支撑构件的内表面界定。

优选地，定子包括绕定子的周边以规则间隔分布的多个槽，以便形成用于引导冷却剂的多个管道。多个管道的设置允许冷却剂在定子上的均匀分布，以便最小化由于过热（特别是短路）导致的损坏的风险。

所述至少一个槽优选地沿轴向方向延伸，该轴向方向由转子相对于定子的旋转轴线限定。在所述至少一个槽和设置在转子和定子之间的空气间隙内被引导的冷却剂流动平行于轴向方向流动以便均匀耗散来自绕组的热量。可以在所述至少一个管道内以低流速和压降来实现充分冷却。

用于风力涡轮机的发电机通常包括定子，所述定子具有显著尺寸，其难以通过模制过程作为单件来生产。在本发明的优选实施例中，定子由多个定子节段组装而成以便简化制造过程。每个定子节段可以通过模制过程生产并且/或者可以由金属叠片制成。每个定子节段包括至少一个槽并且在被组装时延伸过定子的环形区段。