[发明专利]具有至少一个电动机器的风力涡轮机

说明书

本发明涉及一种具有至少一个具有定子(2)和转子(3)的电动机器(1)的风力涡轮机，其中至少定子(2)是液体冷却的，其中至少定子(2)具有嵌入定子(2)的磁导体的狭槽(18)中的绕组系统，其中绕组系统在绕组系统的导体和槽壁(19)之间具有主绝缘体(16)，其中，由于主绝缘体(16)具有至少一个凹部，至少一个轴向延伸的冷却通道(9)设置在主绝缘体(16)和槽壁(19)之间，使得该冷却通道(9)或多个冷却通道(9)直接邻接槽壁(19)，也就是说，没有插入的槽绝缘体。

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个液体冷却的电动机器的风力涡轮机，以及一种制造为此所需的冷却通道的方法。

背景技术

由于电动机器的损耗、铁损耗、导体损耗等原因，需要对电动机器进行冷却。为了有效地冷却，空气冷却通常不再足够，因此提供液体冷却，特别是水冷却或油冷却。然而，为此需要在电动机器的磁导体，即定子和/或转子中设置冷却通道。这些冷却通道可能必须设置在层叠部分中，如在DE 24 62 150或EP 0 684 682 Bl中可以获知。然而，结果，磁通量在电动机器运行过程中改变，导致进一步损耗。

DE 10 2018 219 219 Al、EP 3 223 394 Al或DE 10 2017 222 635 Al公开了具有定子和转子的电动机器，其中至少定子是液体冷却的，其中至少定子具有绕组系统，该绕组系统嵌入到定子的磁导体的狭槽(18)中，其中绕组系统在绕组系统的导体与槽壁之间具有绝缘体，并且在绝缘体和槽壁之间设有至少一条冷却通道。所有这三种解决方案都与车辆应用的电机有关。

然而，在风力涡轮机中，对作为发电机的电动机器的冷却要求要高得多，因为存在兆瓦级的最大输出、紧密的安装空间、恶劣的条件(离岸的)和对于维护或修理几乎不可能的任何可能性，这使得发电机必须在尽管连续运行的情况下长期可靠地工作，并且不能出现故障。

发明内容

在此基础上，本发明要解决的问题是创造一种具有至少一个电动机器的风力涡轮机，它易于制造，展现高的效率，而不损害定子和/或转子的磁导体的磁性，并在恶劣条件下展现高的可靠性。

所述问题通过一种具有权利要求1的特征的具有至少一个电动机器的风力涡轮机来实现。本发明的各实施例是从属权利要求的主题。所述问题还通过权利要求10所述的制造方法来实现。

根据本发明，一个或多个尤其轴向延伸的冷却通道现在位于槽壁和主绝缘体之间。一个或多个冷却通道由主绝缘体中的凹部形成，并且优选与槽壁直接接触(例如，中间没有任何绝缘材料)，从而特别有效地冷却齿的金属。凹部优选位于圆周方向，即在每种情况下均位于槽壁和导体绝缘体之间。术语“主绝缘体”是指围绕的线圈腿绝缘体，而不是部分导体绝缘体。主绝缘体通常包括多个部分导体，而这些部分导体又有各自的部分导体绝缘体。

在本发明的一个实施例中，在定子和转子之间设有管/狭缝管，据此使用不同的冷却原理，例如，定子可以是液体冷却的(油、水)，转子是气体冷却的(空气)。特别有利的是，端部绕组容纳在定子的液体冷却回路中，以便可靠地散去在那里产生的热量，在端部绕组中，风力涡轮机会产生相对大量的热量。

冷却通道优选被压印在绕组系统的主绝缘体中。这是在绕组系统的制造过程中发生的，其中一个或多个导体设有主绝缘体，并且在该工艺中，主绝缘体被压制有预定压痕，从而在主绝缘体中形成一个或多个凹部。这些冷却通道压痕在机器中与槽壁一起形成轴向延伸的冷却通道。

因此，狭槽和磁导体即叠片铁芯的成形可以被维持。因此，磁导体的磁性条件也继续保持有利。

绕组系统以有利的方式通过可预先制造的型绕线圈来组成，可以在制造过程中已经提供了冷却通道压痕。

为了经由槽缝径向插入型绕线圈，有利的是槽壁彼此平行延伸或者在空气间隙方向上具有小的开口角。