[发明专利]定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组

说明书

本发明涉及用于电机定子的定子铁心单元，包括第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组、第一冷却流体通道和第二冷却流体输送管，各个叠片组沿电机的轴向彼此相邻地接合，并且第一中间叠片组和第二中间叠片组设置在第一叠片组和第二叠片组之间；第一中间叠片组和第二中间叠片组分别具有第一切槽和第二切槽并且第一切槽和第二切槽相对应地连通以形成第一冷却流体通道，以使第一冷却流体能够流过第一冷却流体通道；第二冷却流体输送管穿过第一叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组和第二叠片组并且从第二冷却流体输送管中流过的第二冷却流体能够与第一冷却流体产生热交换。本发明还涉及用于电机的定子、电机和风力发电机组。

技术领域

本发明涉及电机的定子铁心单元、具有该定子铁心单元的定子、具有该定子的电机以及具有该电机的风力发电机组。

背景技术

电机是电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，在现代社会所有行业和部门中有着广泛的应用并在国民经济中占据着极其重要的地位。

电机在运行过程中会产生热量，热量主要来源于电磁损耗的热损耗，主要包括绕组中由于欧姆阻抗产生的焦耳热，即铜损；铁心中的磁滞损耗和涡流损耗等，即铁耗；以及不可避免的杂散损耗。如果电机是永磁电机的话，热损耗还包括磁钢损耗。这些损耗使电机运行时释放出大量的热量，过高的热量不仅会对电机本身及其绝缘结构造成一定的冲击，带来缩短绝缘寿命甚至绝缘失效的危害，还会导致电机的输出功率不断下降。对于永磁电机而言，还会致使永磁体材料产生退磁的风险，一旦发生退磁，将会使永磁体材料性能有明显的下降，从而导致电机性能低于设计预期目标。因此，需要冷却系统和冷却方法对电机运行时产生的大量热量进行冷却。

现有技术提供了一种通过隔离条构建通风道的电机冷却装置。定子铁心将若干个定子叠片堆叠组通过若干隔离条沿轴向等间距隔开的方式构成，使定子铁心中形成多个允许冷却空气通过的径向通风道，达到使定子铁心得到充分冷却的目的。但是，以空气作为初级冷却介质的冷却方式以及包含隔离条的定子铁心结构存在以下明显的缺陷，与液体冷却介质相比，空气的对流换热系数较低；包含隔离条的定子铁心结构使永磁体无法得到充分利用，并且增加了铜的使用量。

现有技术还提供了一种针对定子铁心的水冷却装置。这种水冷却装置在定子铁心轭部中/上安装蛇形蜿蜒的冷却管，水冷却介质在冷却管中流动以实现对定子铁心的冷却。这种水冷却装置省去了隔离条，并且用对流换热系数较高的水冷介质代替了空气。但是，由于冷却管安装位置的限制，使得定子铁心的主要发热体，即绕组中的热量到冷却管间的热传递路径较长(热阻较大)，导致对端部绕组的冷却效果较差。

因此，需要一种能够克服上述缺陷中的至少一个缺陷的定子铁心单元、具有该定子铁心单元的定子、具有该定子的电机以及具有该电机的风力发电机组。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种换热效率高的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。本发明的另一个目的是提供一种结构简单、紧凑的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。本发明的另一个目的是提供一种能够节省材料和成本的定子铁心单元、定子、电机及风力发电机组。

本发明的一个方面提供了一种用于电机的定子的定子铁心单元，包括第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组、第一冷却流体通道和第二冷却流体输送管，其中：第一叠片组、第二叠片组、第一中间叠片组和第二中间叠片组沿电机的轴向彼此相邻地接合，并且第一中间叠片组和第二中间叠片组设置在第一叠片组和第二叠片组之间；第一中间叠片组具有第一切槽，第一切槽在第一中间叠片组的径向外表面敞开；第二中间叠片组具有第二切槽，第二切槽在第二中间叠片组的径向内表面敞开并且与第一切槽相对应地连通以形成第一冷却流体通道，以使第一冷却流体能够流过第一冷却流体通道；并且第二冷却流体输送管穿过第一叠片组、第一中间叠片组、第二中间叠片组和第二叠片组并且从第二冷却流体输送管中流过的第二冷却流体能够与第一冷却流体产生热交换。

根据本发明的实施例，第二冷却流体输送管穿过在第一冷却流体通道中。