[实用新型]一种定子

说明书

技术领域

本实用新型涉及永磁发电机技术领域，具体而言，涉及一种优化永磁风力发电机散热能力的定子。

背景技术

永磁发电机是直驱式风力发电机的核心部件，其温度控制对整机性能和安全影响较大。特别是对于离网型内转子永磁风力发电机，由于这种发电机的工作环境恶劣，为了提高发电机的功率，使得单位体积的电负荷和磁负荷增大，这必然带来很大的损耗，产生大量的热量；此外，这种发电机的安装空间狭小且完全封闭，不仅空气流动不通畅，而且这种发电机仅靠自然对流进行散热，散热效果差。但是，若不能及时将发电机产生的综合热量散掉，不仅会损坏绕组绝缘、降低寿命，还会对永磁体造成局部或不可逆退磁，使得电能质量降低，更严重的甚至会使发电机的安全性能和稳定性受到威胁。因此，针对发电机的温升分布和散热问题，研究永磁风力发电机散热措施势在必行。

目前，针对很多企业或个人均对永磁风力发电机的散热做了一些措施，例如现有专利（公开号CN 101958599 A）公开的风力发电机散热结构，该申请文件主要在壳体外侧利用通风筋设置通风管，其冷却效果较好，其成本也不太高；现有专利（公开号CN 103178657 A）公开的风力发电机散热结构，该结构主要通过风力发电机机舱内一侧的发电机的散热管道与位于机舱内另一侧的散热器连接，其优点是散热结构中的散热管道不会过多地占用机舱内的有效空间，并且不会随着机头的转动而晃动，有效提高了散热效率；现有专利（公开号CN 102619784 A）公开的风力发电机散热风扇，该技术主要特点是叶扇由引风端盘、毅形固定盘和若干个导叶组成；毅形固定盘固装在引风端盘上，若干个导叶周向均匀固装在引风端盘和毅形固定盘之间，能够以较低的能耗达到最佳的散热效果，同时延长设备的使用寿命；现有专利（公开号CN 202103536 U）公开的用于风力发电机散热的双芯体风冷装置，其特点组合换热芯体的板面设有强化换热波纹的风道冷却，具有散热量大、散热效率高、承压能力大、传热系数高、使用寿命长和模块化组合的优点。此外，针对永磁电机的散热问题，其它领域也有一些实用的技术，例如2008 年，哈尔滨工业大学教授对内转子永磁轮毂电机采用水冷散热，水路为轴向螺旋型，将该水路设计在机壳内，研究表明水冷对电机散热起到了关键作用；现有专利（公开号CN 102055284 A）公开的具有高温警告功能的轮毂电机，该电机机壳一端采用轴向扩散阶梯分布的散热片，散热效果好，可延长寿命。

综上所述，上述现有技术中对永磁发电机散热措施进行了不同程度的研究与改进，然而研究均以加装通风道、风扇、散热肋或通过水冷、强制对流风冷或氢冷等手段，而通过改进发电机结构以增强散热方面的散热措施，几乎为空缺，其主要原因有：一方面，相对增加外装设备，发电机结构的改进工作量较大，主要涉及到测试、软件数值模拟计算、结构设计、模型制作、再测试等循环工作；另一方面，由散热效果上来看，改进发电机结构与加装温度控制系统或增加通风道相比，改进发电机结构的散热程度和效果相对较低。但是，目前增加温控系统或通风道都是附加的辅助设备，成本投资较大，且辅助设备会对发电机正常发电产生负面影响，因此，采用一定的工艺手段优化改进发电机结构以增强发电机自身结构部分的散热能力意义重大。

实用新型内容

为解决现有技术中对发电机进行散热的装置均为增加温控系统或通风道都是附加的辅助设备，成本投资较大，且辅助设备会对发电机正常发电产生负面影响等缺陷，本实用新型的目的在于提供一种优化永磁风力发电机散热能力的定子。

为达到上述目的，本实用新型实施例中提供了一种定子，包括定子铁心，定子铁心为中心设有转子孔的环形结构，转子孔外缘的定子铁心上均匀开有绕线槽，绕线槽的侧壁从槽口至槽底依次分为弧形壁、第一倾斜壁、第二倾斜壁，第一倾斜壁的顶端到底端至中心线的垂直距离逐渐减小，第二倾斜壁的顶端到底端至中心线的垂直距离逐渐增大。

本技术方案中，本实用新型结构简单，第一倾斜壁由上到下至中心线的垂直距离逐渐减小，第二倾斜壁由上到下至中心线的垂直距离逐渐增大，第一倾斜壁顶端的宽度与槽底的宽度不允许相差太大，这样将保证了绕线槽的满槽率，提高了绕线布置的合理性和上下层绕组的分配，另外第一倾斜壁顶端连接弧形壁，弧形壁圆弧过渡，增强散热，保证涡流损耗引起的生热小，同时第二倾斜壁尽可能的增大倾斜角度，同时第一倾斜壁顶部受到弧形壁的连接限制，这样不仅保证了满槽率，而且最大程度地增大了槽底的散热面积，散热效果好，结构设计简单，实用性强。