[发明专利]分段定子电机

说明书

本发明涉及一种用于具有分数槽拓扑的电机的布置结构（100、200、500、600、1900、2000），包括：多个定子区段（103a、103b、103c），每个定子区段具有沿周向方向（109）与多个槽（107）交替的多个齿（105），每个定子区段在两个周向端部处具有齿部分（111、113）；对于多个相（A、B、C）中的每个相，导体（115）围绕所述多个齿中的齿（105）缠绕成线圈，其中任何定子区段（103a、103b、103c）中的任何相（A、B、C）的线圈的数量与该定子区段（103a、103b、103c）中的任何其它相的线圈的数量相同。

技术领域

本发明涉及具有分数槽拓扑的电机的布置结构，涉及制造该布置结构的制造方法，涉及发电机，并且还涉及风力涡轮机。

背景技术

GB 2 278 738 A公开了模块化电磁机器（具体是直接耦合式AC发电机），其包括转子环，该转子环具有与相应定子环同轴的永磁体，该定子环包括多个层压轭，每个轭限定接收线圈的线圈槽。由此，轭和线圈形成由梁相对于转子环支撑的模块。

DE 10 2011 011 023 A1公开了具有定子和可旋转转子的电机，其中定子包括第一绕组系统和至少一个第二绕组系统，这些绕组系统包括布置在定子的槽中并围绕定子的齿缠绕的线圈。因此，存在至少一个未缠绕的齿。当第一绕组系统和第二绕组系统组合时，定子的所有齿都具有绕组。

通常，分数槽型电机是已知的，其中Ns/(Np*m)是分数（因此是有理数，而不是整数），其中Ns是电机的槽的数量，并且Np是电机的极的数量（极的数量等于或对应于磁体的数量，特别是永磁体）。具有分段定子的分数槽集中式绕组可以应用于具有不同槽/极的数量组合的电机中，同时每个区段的边缘都受到冗余齿的保护。

通常，可以使用三种方法来解决上述技术问题。其中两种可以基于绕组拓扑布置结构，并且第三种可能需要修改定子设计。对于可用于具有冗余齿的分段定子的绕组拓扑，替代齿缠绕型绕组和混合层绕组可以是有效的。替代齿缠绕型绕组可以实现稳定和可靠的制造，但电磁性能可能比具有所有齿缠绕型绕组的对应配对物更差。由于高自感而引起的低功率因数和由于大量谐波而引起的高转子损失以及由局部饱和而引起的高转矩波动可能是主要缺点。

混合层绕组技术可以是用于分段定子应用的另一种方法，其可以对单个三相电机有效。然而，由于冗余齿，可能会浪费太多空间。此外，如果电机由若干相对简单的机器单元组成，则可能导致不平衡的性能，尤其是对于多个多相电机（例如，双三相电机）。

当定子不具有均匀分布的槽和齿时，可以应用用于隔离每个定子区段的冗余齿。然而，由于填充节距和集中绕组布置结构，反电动势谐波对于这种类型的电机可能是大量的。转矩波动也可能相对较大，这可能损害分数槽电机的一些优点。

现有技术的解决方案可能具有以下缺点：性能不令人满意，或者难以在不会对系统的部分造成损坏的情况下进行制造、运输和/或组装。

可能需要用于电机、用于发电机、用于风力涡轮机和用于制造方法的布置结构，其中相对于常规系统，用于电机的布置结构的性能得到改善，并且其中同时可以避免各个定子区段的损坏。

发明内容

根据独立权利要求的主题可以满足这种需要。从属权利要求描述了本发明的有利实施例。

根据本发明的实施例，提供了一种用于具有分数槽拓扑的电机的布置结构，包括：多个定子区段，每个定子区段具有沿周向方向与多个槽交替的多个齿，每个定子区段在两个周向端部处具有齿部分；对于多个相中的每个相，导体围绕所述多个齿中的齿缠绕成线圈，其中任何定子区段中的任何相的线圈的数量与该定子区段中的任何其它相的线圈的数量相同。