[发明专利]用于直接驱动发电机的分段定子

说明书

本发明涉及一种用于直接驱动发电机的分段定子。一种制造用于发电机的定子的区段的方法，包括：‑制造在至少第一端槽和第二端槽之间周向地延伸的区段主体的第一步骤，‑将所述线圈集中绕组设置在所述区段主体的槽中的第二步骤，‑提供第一压板、第二压板，以用于分别将所述线圈保持在所述第一端槽和所述第二端槽中的第三步骤，‑对所述区段主体的所述槽中的线圈集中绕组施加真空压力浸渍的第四步骤，‑移除所述第一压板和所述第二压板以用于获得所述区段的第五步骤。

技术领域

本发明涉及一种用于直接驱动发电机的分段定子，例如，用于风力涡轮机的直接驱动发电机。本发明还涉及一种制造分段定子的方法。本发明进一步涉及一种制造用于分段定子的定子区段的方法。

背景技术

发电机，例如安装在风力涡轮机中的发电机，通常包括相对于定子旋转的转子。

定子通常包括沿纵向轴线纵向延伸的框架主体，并且包括定子轭和从定子轭按照径向方向突出的多个齿。在定子中还限定了多个槽，每个槽由两个相邻的齿周向限定并且在定子轭和相应的齿径向端之间径向延伸。每个槽均容纳相应的绕组。

在该技术领域中，还已知构建直接驱动发电机，特别是用于风力涡轮机中的大型直接驱动发电机，包括具有分段结构的定子。定子区段可以被布置成沿着定子的圆周方向覆盖例如30度、60度、90度、120度（或任何其他角度）的弧。定子区段周向地连接在一起以形成定子（例如，定子可包括六个定子区段，每个定子区段覆盖60度的弧）。

对于这种类型的定子，可能期望使用集中绕组拓扑，该集中绕组拓扑由于较小的线圈悬垂而具有所示出的益处。特别地，与具有总轴向长度的定子相比，可以获得转矩的增加，即，包括有效长度和悬垂长度的长度，但是以分布式绕组拓扑为特征。

对于使用集中绕组拓扑的这种类型的定子，可能进一步期望制造已经包括绕组的区段，所述区段在制造过程的后续步骤中连接在一起以形成具有绕组的完整定子。

这种过程的主要不便之处在于确保每个区段的端线圈。由于线圈设计拓扑，在每个其极端圆周端处，定子区段必须包括相应的槽而不是齿。这发生是因为来自一个槽的每个线圈必须进入下一个相邻的槽。如果在定子的极端圆周端处使用半齿，则每个半齿与相邻区段的对应半齿连接，定子区段的与半齿相邻的槽将是半空的，因为空半部将必须包括来自相邻定子区段的绕组。如果在定子区段的一个圆周端处设置一个槽（在定子区段的另一个圆周端处设置齿），则是同样的。这显然与制造包括绕组的完整区段以将它们连接在一起以形成完整定子的要求形成对比。

可能的构造替代方案是在定子区段的圆周端处引入假齿或假半齿。然而，该解决方案效率不高，因为预期的电磁性能会丢失并且另外会产生更多的转矩波动。

因此，仍然需要提供一种定子设计，其有效地将集中绕组拓扑与定子的分段设计相结合。

发明内容

根据本申请的主题可以满足这种需要。

根据本发明的第一方面，提供了一种制造用于发电机的定子的定子区段的方法，该定子区段包括区段主体和线圈集中绕组，该方法包括：

- 制造在至少第一端槽和第二端槽之间周向地延伸的区段主体的第一步骤，第一端槽和第二端槽中的每者在区段主体的至少齿和相应的第一侧开口和第二侧开口之间周向地延伸，该区段主体周向地跨越在第一侧开口和第二侧开口之间，

- 将线圈集中绕组设置在区段主体的槽中的第二步骤，

- 在第一侧开口处设置第一压板和在第二侧开口处设置第二压板，以用于分别将线圈保持在第一端槽和第二端槽中的第三步骤，

- 对区段主体的槽中的线圈集中绕组施加真空压力浸渍的第四步骤，

- 移除第一压板和第二压板以用于获得定子区段的第五步骤。