[发明专利]一种水冷结构集中绕组直驱永磁风力发电机定子

说明书

一种水冷结构集中绕组直驱永磁风力发电机定子，包括固定在定子支架上的长条状单齿铁心，沿单齿铁心长度方向的两侧布置有集中绕组线圈，在每个单齿铁心的轭部开设有贯通铁心的通孔，在通孔内穿设有冷却水管。该电机定子采用的是单齿铁心的集中绕组结构，单齿铁心结构的定子是该类发电机首次使用。通过在单齿铁心的轭部放置水套，可有效的利用单齿冲片的空间，使电机更加紧凑，减小发电机体积，通过在单齿铁心的轭部放置水套，可有效的利用单齿冲片的空间，使电机更加紧凑，减小发电机体积，对定子的冷却效果更加明显。

技术领域

本发明属于风力发电机技术领域，具体涉及一种水冷结构集中绕组直驱永磁风力发电机定子。

背景技术

风力发电机是将风能转化为电能，是一种清洁可再生能源，越来越受到重视。在众多的发电机类型中，直驱永磁风力发电机具有结构简单，传动效率高、可靠性高等特点，是风电行业的主力机型之一。

随着风力发电机的发展，其经济性受到越来越多的重视，为了带来更好的经济效益，直驱永磁风力发电机定子采用集中绕组拓扑结构。采用集中绕组拓扑结构其定子线圈的端部长度短，相比于同功率的发电机定子线圈重量可减少5％，具有较好的经济行。但是，由于集中绕组拓扑结构的永磁发电机气隙磁场中含有谐波丰富，谐波会导致其损耗增大，导致直驱永磁风力发电机的温升高。

为了降低直驱永磁风力发电机的温升，现有直驱永磁风力发电机冷却结构采用的空-空冷却技术，在定子铁心设有通风道，采用外部风进行冷却，风通过外部冷却器进入发电机内部风路，通过气隙以及定子铁心通风道对发电机进行冷却，主要依靠冷却风对发电机进行降温。由于集中绕组拓扑结构的特殊性导致采用传统空-空冷却措施，其冷却风无法将发电机的热量完全带走，降温效果较差，因此现有的方案已无法满足集中绕组拓扑结构所带来的温升问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水冷结构集中绕组直驱永磁风力发电机定子，解决采用集中绕组拓扑结构所带来直驱永磁风力发电机温升高的问题。

本发明采取的技术方案是：

一种水冷结构集中绕组直驱永磁风力发电机定子，包括固定在定子支架上的长条状单齿铁心，沿单齿铁心长度方向的两侧布置有集中绕组线圈，在每个单齿铁心的轭部开设有贯通铁心的通孔，在通孔内穿设有冷却水管。

进一步的，所述单齿铁心的横截面形状为T形，集中绕组线圈分置于单齿铁心两侧的T形台阶上。

进一步的，在每个单齿铁心上设有两个通孔，该通孔沿铁心长度方向开设。

进一步的，所述冷却水管为U形，穿设在单齿铁心上的两个通孔内，两个相邻的冷却水管采用水管接头连接，进而，所有冷却水管串联成冷却水套，该冷却水套设有统一的进水口和出水口。

进一步的，所述冷却水管为铜材质。

本发明的有益效果：

该电机定子采用的是单齿铁心的集中绕组结构，单齿铁心结构的定子以前在本领域未曾使用过，是该类发电机首次使用。

因为该单齿铁心是长条状，每一个单齿铁心叠压完成后再安装到定子支架上，因此其定子不含有径向通风道。如果采用空-空冷却措施，其风路无法完全使定子进行冷却。因此考虑采用水冷结构。常规水冷电机水套一般放置在机座上。由于本发电机是外转子、内定子结构，没有机座，所以水套放置在单齿铁心的轭部。通过在单齿铁心的轭部放置水套，可有效的利用单齿冲片的空间，使电机更加紧凑，减小发电机体积，更具有经济性。冷却水套采用Z字型排列，其进水和出水口集中，冷却面积大；而且水套放置在轭部，对定子的冷却效果更加明显。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是冷却水套结构示意图；