專利名稱：用于定子外殼部段的焊接歧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電機(jī)的定子系統(tǒng)，具體地該電機(jī)是風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)。此外，本發(fā)明涉及用于制造定子電機(jī)的方法，具體地用于制造風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
在電機(jī)中，例如在風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)中，當(dāng)將機(jī)械能傳輸為電能時，產(chǎn)生熱量， 并且反之亦然。在形成定子的繞組的銅導(dǎo)體中通過焦耳損失(Joule loss)產(chǎn)生熱量。產(chǎn)生的熱量必須被去除以便避免熱點(diǎn)和絕緣損耗。通常通過在定子內(nèi)部鼓吹空氣來冷卻定子外殼和附連的繞組。在定子外殼的軸向端部部段中，繞組突出并形成半圈(half loop)。繞組的突出半圈形成定子繞組的端部繞組。通過鼓吹空氣通過繞組，例如在轉(zhuǎn)子和定子之間的空氣間隙中或者通過定子外殼的徑向延伸管道鼓吹空氣，從而冷卻定子繞組。還已知的是，將冷卻管或中空的銅張力件附連到定子外殼，以便提供液體冷卻。因而冷卻附連到定子外殼的繞組導(dǎo)體部段。在定子的前面(front face),附連有壓力板以用于加強(qiáng)并具體地緊固定子的定子疊片。此外，用于冷卻流體的連接件必須被安裝到定子外殼，且不影響壓力板的扣緊力。具體地，用于供應(yīng)冷卻流體的冷卻管被附連到定子外殼部段以便將冷卻能量傳遞到定子繞組。在定子外殼的前面，安裝了歧管，以便冷卻流體從冷卻管供應(yīng)到供應(yīng)系統(tǒng)或供應(yīng)到冷卻管。在常規(guī)設(shè)計中，復(fù)雜的是同時將壓力板和歧管附連到定子外殼部段。WO 2007/090803 Al公開了用于電機(jī)的冷卻裝置。定子由緊固在一起的多個芯板構(gòu)成，以便形成定子的疊片扎。每個芯板均包括軸向溝槽和凹槽以便支撐冷卻管和定子繞組。DE 25 15 340 Al公開了電機(jī)的定子外殼，其中凹槽被形成為保持繞組。定子外殼包括冷卻通道。JP 56068242 A公開了用于電機(jī)的水冷定子，其中由絕緣物制成的冷卻管被插入到穿過定子外殼的冷卻孔中。EP 1 168 571 A公開了具有多個繞組槽的定子外殼。繞組包括用于使得冷卻劑循環(huán)通過管道的內(nèi)部管道。EP 1 499 001 Al公開了包括軸向延伸的冷卻通道的定子外殼，該通道可以被連接到外部冷卻裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)在于提供與電機(jī)的定子外殼連接的改進(jìn)且簡化的歧管連接。該目標(biāo)可以通過一種用于電機(jī)(具體地風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī))的定子外殼系統(tǒng)以及通過制造用于電機(jī)(具體地風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī))的定子系統(tǒng)的方法來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了用于電機(jī)的定子系統(tǒng)，具體地用于風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的定子系統(tǒng)。該定子系統(tǒng)包括定子外殼部段，該定子外殼部段具有冷卻通道，該冷卻通道包括在定子外殼部段的軸向前面處的開口。此外，定子系統(tǒng)包括被安裝到軸向前面以加強(qiáng)(例如緊固)定子外殼的板。此外，定子系統(tǒng)包括用于向冷卻通道供應(yīng)冷卻流體的供應(yīng)系統(tǒng)。此外，定子系統(tǒng)包括歧管部段，其焊接到板以形成用于歧管部段和板之間的冷卻流體的引導(dǎo)通道。板包括通孔以在冷卻通道的開口和引導(dǎo)通道之間產(chǎn)生連接。供應(yīng)系統(tǒng)被連接到引導(dǎo)通道。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了用于制造電機(jī)的定子系統(tǒng)的方法，具體地用于制造風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的定子系統(tǒng)的方法。形成具有冷卻通道的定子外殼部段，該冷卻通道包括在定子外殼部段的軸向前面處的開口。板被安裝到軸向前面以便加強(qiáng)(即緊固)定子外殼部段。歧管部段被焊接到板以形成用于歧管部段和板之間的冷卻流體的引導(dǎo)通道。板包括通孔以在冷卻通道的開口和引導(dǎo)通道之間產(chǎn)生連接。用于供應(yīng)冷卻流體的供應(yīng)系統(tǒng)被連接到引導(dǎo)通道。歧管產(chǎn)生引導(dǎo)通道以便在定子外殼部段的冷卻通道和供應(yīng)系統(tǒng)之間產(chǎn)生冷卻流體連接。歧管可以由多個歧管部段構(gòu)成，所述歧管部段被附連到板以在板和歧管部段的表面之間形成引導(dǎo)通道。連接到供應(yīng)系統(tǒng)的供應(yīng)管或其它供應(yīng)連接件可以連接到引導(dǎo)通道。定子外殼部段形成單個部段或發(fā)電機(jī)的定子的整個外殼。如果外殼部段是定子外殼的一段，則多個外殼部段可彼此附連以便形成定子外殼，即定子堆。定子的外殼部段圍繞電機(jī)的轉(zhuǎn)子的軸延伸。因此，外殼部段可以包括圍繞軸沿圓周方向的圓形彎曲延伸部分。 此外，外殼部段包括縱向方向，其中縱向方向基本平行于軸的軸向方向。外殼部段可以包括多個板材元件，這些板材元件沿軸向方向被固定在一起以便形成定子疊片。定子疊片形成外殼部段。板材在彼此之間被電絕緣以便防止渦電流。定子外殼部段還包括內(nèi)表面和外表面，其中內(nèi)表面比外表面沿徑向方向更靠近軸。定子外殼部段在相對于軸的軸向方向上在其邊緣處包括軸向前面(axial front face)。相應(yīng)的板(也被稱為壓力板或指板)被安裝到軸向前面。被安裝于軸向前面的板和被安裝于額外軸向前面的額外板通過梁被連接，其中該額外軸向前面沿軸向方向位于定子外殼部段的相對端。因此，兩個板可以沿軸向方向被緊固在一起，使得板將定子外殼部段夾持在一起，即將定子外殼部段的板材夾持在一起。換言之，所述板加強(qiáng)并緊固定子外殼部段。定子的繞組通常被附連到定子外殼部段的內(nèi)表面或外表面。例如，繞組可以被附連到在內(nèi)或外表面內(nèi)形成的槽，其中所述槽具有大致沿軸的軸向方向延伸的走向。供應(yīng)系統(tǒng)可以包括電機(jī)的外部裝置，例如冷卻流體泵和/或冷卻流體貯儲器。此夕卜，供應(yīng)系統(tǒng)包括供應(yīng)通道或供應(yīng)管，其將冷卻流體供應(yīng)到定子外殼部段或從定子外殼部段供應(yīng)冷卻流體。供應(yīng)通道可以單獨(dú)地附連到板，或者可以一體地形成在定子外殼部段內(nèi)。 換言之，定子外殼部段可以包括在歧管部段和供應(yīng)系統(tǒng)之間引導(dǎo)冷卻流體的整體式供應(yīng)通道。根據(jù)本發(fā)明，歧管部段被焊接到板以形成引導(dǎo)通道。通過將歧管部段焊接到板，可以實(shí)現(xiàn)大量優(yōu)選的歧管部段設(shè)計并且因而實(shí)現(xiàn)大量優(yōu)選的引導(dǎo)通道設(shè)計。此外，通過將歧管部段焊接到板，在引導(dǎo)通道和環(huán)境之間實(shí)現(xiàn)了高密封性。此外，當(dāng)將歧管部段焊接到板時，在板被安裝到定子外殼部段之前可以預(yù)組裝板和歧管部段。因此，可以實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)且更快捷的制造過程。
根據(jù)另一示例性實(shí)施例，定子系統(tǒng)還包括被插入到冷卻通道和板的通孔內(nèi)的冷卻管。可以通過定子外殼部段內(nèi)部的凹槽或通孔來形成定子外殼部段的冷卻通道?？商娲兀?根據(jù)本示例性實(shí)施例，單獨(dú)的冷卻管可以被插入到冷卻通道內(nèi)。例如，冷卻管可以由塑料材料或提供有利流動特性和制造特性的其他材料制成。例如可以通過在冷卻管和冷卻通道之間插入樹脂層將冷卻管固定到冷卻通道。因此，可以改進(jìn)冷卻管和定子外殼部段之間的連接。此外，冷卻管可以延伸通過引導(dǎo)通道內(nèi)的板，以便例如在板和定子外殼部段之間不必插入其他密封手段來提供密封性。具體地，根據(jù)另一示例性實(shí)施例，冷卻管包括在引導(dǎo)通道內(nèi)的管開口。冷卻管還包括擴(kuò)口，以便在管開口處在冷卻通道和弓I導(dǎo)通道之間產(chǎn)生密封連接。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，歧管部段包括凸起(翅片)，其中凸起可暴露于冷卻空氣。凸起被形成在歧管部段的外表面處并且沿一方向延伸到定子系統(tǒng)的環(huán)境。凸起與無任何凸起的簡單平表面相比產(chǎn)生與環(huán)境相接的更大表面。因此，改進(jìn)了引導(dǎo)通道、歧管部段的壁部分和環(huán)境的冷卻空氣之間的熱接觸和熱傳遞。因此，借助于凸起，可以通過流過凸起的冷卻空氣來更加有效率地冷卻流過引導(dǎo)通道的冷卻流體。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，歧管部段是外部歧管部段并且引導(dǎo)通道是外部引導(dǎo)通道。定子系統(tǒng)還包括內(nèi)部歧管部段，該內(nèi)部歧管部段在外部歧管部段和板之間附連到板，使得內(nèi)部歧管部段形成用于內(nèi)部歧管部段和板之間的冷卻流體的內(nèi)部引導(dǎo)通道。用于冷卻流體的外部引導(dǎo)通道被形成在板、內(nèi)部引導(dǎo)通道(的外表面)和外部引導(dǎo)通道之間。換言之，內(nèi)部歧管部段可以被嵌套在外部歧管部段的內(nèi)部。因此，在板的表面和內(nèi)部歧管部段的內(nèi)表面之間形成用于引導(dǎo)冷卻流體的內(nèi)部引導(dǎo)通道，而不是在板、內(nèi)部引導(dǎo)部段的外表面和外部歧管部段(的內(nèi)表面)之間形成。流經(jīng)內(nèi)部引導(dǎo)通道的冷卻流體分離于流經(jīng)外部引導(dǎo)通道的冷卻流體。因此，內(nèi)部引導(dǎo)通道內(nèi)部的冷卻流體的流動方向和容積可不同于外部引導(dǎo)通道的冷卻流體。因此，可以實(shí)現(xiàn)冷卻流體的更加靈活的循環(huán)。內(nèi)部歧管部段和外部歧管部段可以被預(yù)組到板，以便即使針對復(fù)雜冷卻流體循環(huán)，仍可以在一個工作步驟中將僅僅一個板/歧管組件安裝到定子外殼部段。不必對定子外殼部段進(jìn)行額外修改。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，定子外殼部段的冷卻通道是第一冷卻通道。定子外殼部段包括額外第一冷卻通道、第二冷卻通道和第三冷卻通道。板包括通孔以便產(chǎn)生a)在第一冷卻通道和外部引導(dǎo)通道之間的連接以及在額外第一冷卻通道和外部引導(dǎo)通道之間的連接，以及b)在第二冷卻通道和內(nèi)部引導(dǎo)通道之間的連接以及在第三冷卻通道和內(nèi)部引導(dǎo)通道之間的連接。因此，通過示例性實(shí)施例，內(nèi)部歧管部段形成內(nèi)部引導(dǎo)通道來連接第二冷卻通道和第三冷卻通道。內(nèi)部歧管部段被嵌套在外部歧管部段內(nèi)部。外部歧管部段產(chǎn)生外部冷卻通道以用于將第一冷卻通道連接于額外第一冷卻通道。因此，可以產(chǎn)生兩個分離的冷卻流體循環(huán)(一個在第二冷卻通道之間且一個在第一冷卻通道之間)。因此，冷卻流體可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜且靈活的循環(huán)。具體地，根據(jù)另一示例性實(shí)施例，第二冷卻通道和第三冷卻通道彼此相鄰地被定位到定子外殼部段。第一冷卻通道和額外第一冷卻通道以如下方式被定位到定子外殼部
6段，即使得第二冷卻通道和第三冷卻通道被定位在第一冷卻通道和額外第一冷卻通道之間。冷卻通道大體上可以包括沿在彼此之間的定子外殼部段基本平行的走向 (parallel run)。具體而言，冷卻通道相對于電機(jī)的轉(zhuǎn)子的軸的軸線大體上包括基本平行的走向。冷卻通道相對于軸沿圓周方向沿定子外殼分布。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，定子系統(tǒng)還包括額外板。定子外殼部段包括額外軸向前面，所述額外板安裝于該額外軸向前面。用于形成額外內(nèi)部引導(dǎo)通道的額外內(nèi)部歧管部段和用于形成額外引導(dǎo)通道的額外外部歧管部段被附連到額外板。定子外殼部段包括額外軸向前面，該額外板安裝于該額外軸向前面。額外內(nèi)部引導(dǎo)通道和額外外部引導(dǎo)通道被形成用于將a)第一冷卻通道和/或額外第一冷卻通道連接于b)第二冷卻通道和/或第三冷卻通道。因此，通過上述示例性實(shí)施例，內(nèi)部歧管和外部歧管相對于額外內(nèi)部歧管和額外外部歧管部段的設(shè)置被沿圓周方向的一個冷卻通道置換(移置)。換言之，外部歧管部段的外部引導(dǎo)通道在定子外殼部段的軸向前面處連接第一冷卻通道和額外第一冷卻通道，并且內(nèi)部歧管部段的內(nèi)部引導(dǎo)通道連接第二冷卻通道和第三冷卻通道。在定子外殼部段的額外軸向前面處，與定子外殼部段的軸向前面相比，額外外部冷卻通道將(額外)第一冷卻通道連接于第二冷卻通道或第三冷卻通道，額外內(nèi)部歧管部段的額外內(nèi)部引導(dǎo)通道將另一個 (額外)第一冷卻通道連接于另一個第二冷卻通道或第三冷卻通道。因此，沿定子外殼部段的圓周方向(即沿其寬度)，可以產(chǎn)生沿周向設(shè)置的冷卻通道流動的冷卻流體，其中冷卻通道為冷卻流體流動產(chǎn)生沿定子外殼部段的迂回路線。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，供應(yīng)系統(tǒng)包括供應(yīng)管，該供應(yīng)管被連接到外部引導(dǎo)通道以將冷卻流體供應(yīng)到外部引導(dǎo)通道或從外部引導(dǎo)通道供應(yīng)冷卻流體。此外，額外供應(yīng)管可以被連接到額外引導(dǎo)通道以將冷卻流體供應(yīng)到外部引導(dǎo)通道或從外部引導(dǎo)通道供應(yīng)冷卻流體。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，供應(yīng)管被一體形成在定子外殼部段內(nèi)?？梢酝ㄟ^定子外殼部段內(nèi)部的孔洞來形成供應(yīng)管，以便可以實(shí)現(xiàn)定子外殼部段與供應(yīng)系統(tǒng)間的一體交界部。通過本發(fā)明，用于冷卻通道的公共歧管被焊接到板。此外，用于(第二 )冷卻通道的公共第二歧管部段也被附連(例如焊接)到板。因此，不需要向板安裝額外物件和部件。在板和定子外殼部段的前面之間可以插入樹脂以便實(shí)現(xiàn)在定子外殼部段和板之間的密封性。 因此，在板和定子外殼部段之間不需要焊接。板還可以包括供應(yīng)連接件，即主入口 /出口連接孔，其中主入口 /出口連接孔產(chǎn)生在引導(dǎo)通道(即外部引導(dǎo)通道)和供應(yīng)系統(tǒng)之間的連接。具體而言，供應(yīng)系統(tǒng)的供應(yīng)管可以被附連到與冷卻通道附連于板的表面?zhèn)认嗤陌宓谋砻鎮(zhèn)?。因此，供?yīng)管不需要沿軸向方向被附連在板的相對側(cè)，因此可實(shí)現(xiàn)更簡單的設(shè)計。應(yīng)該注意到，已經(jīng)參考不同主題描述了本發(fā)明的實(shí)施例。具體而言，已經(jīng)參考產(chǎn)品權(quán)利要求描述了一些實(shí)施例，而參考方法權(quán)利要求描述了另一些實(shí)施例。不過，除非另有提示，否則本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從上述和下述描述中得出，除了屬于一種主題類型的特征的任意組合之外，涉及不同主題的特征之間的任意組合，具體是產(chǎn)品權(quán)利要求的特征和方法權(quán)利要求的特征之間的任意組合，也被認(rèn)為被本申請所公開。


從之后描述的實(shí)施例示例可以顯而易見到本發(fā)明的上述方面和其他方面，并且參考實(shí)施例的示例解釋了各方面。此后，將參考實(shí)施例的示例更加具體地描述本發(fā)明，不過本發(fā)明不限于這些示例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的定子系統(tǒng)的示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有包括凸起的歧管的定子外殼部段的示意圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有板和額外板的定子系統(tǒng)的示意圖；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有內(nèi)部歧管和外部歧管的定子系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式附圖中的圖釋是示意性的。應(yīng)該注意，在不同附圖中類似或相同元件具有相同附圖標(biāo)記。圖1示出了用于電機(jī)的定子系統(tǒng)100，具體地用于風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的定子系統(tǒng)100。定子系統(tǒng)100包括定子外殼部段101、板102、供應(yīng)系統(tǒng)108和歧管部段103。定子外殼部段101包括冷卻通道104，其包括在定子外殼部段101的軸向前面112處的開口。 板102被安裝到軸向前面112以便緊固定子外殼部段101。供應(yīng)系統(tǒng)108適于供應(yīng)冷卻流體到冷卻通道104。歧管部段103被焊接到板102以形成用于歧管部段103和板102之間的冷卻流體的引導(dǎo)通道107。板102包括通孔以便產(chǎn)生在冷卻通道104的開口和引導(dǎo)通道 107之間的連接。供應(yīng)系統(tǒng)108被連接到引導(dǎo)通道107。如圖1所示，冷卻通道104被附連到定子外殼部段101。冷卻通道104大致平行于彼此延伸并且例如平行于電機(jī)的轉(zhuǎn)子的軸111延伸。定子外殼部段101包括相對于軸111 沿軸向方向被限定在端部處的軸向前面112。板102被安裝到軸向前面112。板102包括相應(yīng)的通孔以便將冷卻通道104連接到歧管部段103的引導(dǎo)通道107。歧管部段103被焊接到板102。圖1示出了焊點(diǎn)109以突出顯示焊接連接。歧管部段103被焊接到板102的表面，該表面相對于板102被附連到定子外殼部段101的軸向前面112的側(cè)面而言處于相對側(cè)面。由歧管部段103和板102形成的引導(dǎo)通道107產(chǎn)生在供應(yīng)系統(tǒng)108和冷卻通道 104之間的連接。因此，板102可以包括多個相應(yīng)通孔，所述通孔被分配到冷卻通道104以便提供在冷卻通道104和引導(dǎo)通道107之間的流體連接。與供應(yīng)系統(tǒng)108的連接被形成到引導(dǎo)通道107。此外，如從圖1中可見，例如由塑料材料制成的冷卻管106可以被插入冷卻通道 104內(nèi)部。冷卻管106可以延伸通過板102到引導(dǎo)通道107內(nèi)部。在引導(dǎo)通道107內(nèi)部的冷卻管106的開口部段中，冷卻管106可以包括擴(kuò)口 110以便改進(jìn)密封性。因此，通過應(yīng)用延伸到引導(dǎo)通道107內(nèi)的冷卻管106，可以足以用樹脂將板102膠粘到定子外殼部段101， 以便實(shí)現(xiàn)足夠的物理連接和密封性。此外，冷卻管106不需要被焊接到板102，因此與定子外殼部段101相比，可以使用具有高熱膨脹性的材料。樹脂層105可以置于冷卻管106和冷卻通道104之間，以便將冷卻管106固定到相應(yīng)冷卻通道104內(nèi)。供應(yīng)系統(tǒng)108適于向引導(dǎo)通道107供應(yīng)冷卻流體或者從引導(dǎo)通道107排出冷卻流體。圖2更具體地示出了根據(jù)本發(fā)明的定子系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例。定子繞組205 附連到定子外殼部段101的外表面。因此，定子外殼部段101可以包括大致平行于軸111 延伸的槽，定子繞組205可以插入所述槽中。當(dāng)離開定子外殼部段101時繞組205可以沿環(huán)路延伸。端部的繞組205在定子外殼部段101外部沿環(huán)路延伸的這個部段可以被稱為端部繞組206。此外，密封201可以置于冷卻管106和板102的通孔之間以便改進(jìn)密封性。如圖2所示，歧管部段103包括凸起202 (翅片)，其例如沿軸向方向從歧管部段 103的表面延伸到定子系統(tǒng)100的環(huán)境。因此，凸起202可以被暴露于定子系統(tǒng)100的周圍空氣，以便可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的冷卻效率。此外，板102還包括額外通孔，其可以用作供應(yīng)連接件207以將供應(yīng)系統(tǒng)108連接到引導(dǎo)通道107。板102包括第一表面，板102使用該第一表面附連到定子外殼部段101。此外，板 102包括(與第一表面相對的)第二表面，歧管部段103焊接到該第二表面。供應(yīng)連接件207 形成在第一表面處。因此，冷卻通道104與板的連接以及與供應(yīng)管204的供應(yīng)連接件207 的連接位于相同的(第一)表面。因此，可以更加容易地維護(hù)供應(yīng)連接件207，并且定子系統(tǒng) 100的設(shè)計更加緊湊。供應(yīng)連接件207優(yōu)選地被設(shè)置成使得冷卻管204沿外殼部段101的外表面延伸。一個或更多個供應(yīng)管204可以被連接到引導(dǎo)通道107。在板102的相對(第二)側(cè)處僅焊接有歧管部段103。因此，供應(yīng)管204不需要沿板102的第二 (外)側(cè)延伸。因此，供應(yīng)連接件207可以包括可維護(hù)連接件(serviceable connection)203，以便可產(chǎn)生與供應(yīng)管204的可更換連接。可維護(hù)連接件203可以是例如被焊接到板102的第一側(cè)(如焊點(diǎn)109所示)的環(huán)連接件。此外，利用可維護(hù)連接件207，可以例如將塑料供應(yīng)管 204連接到由鋼制成的板102。換言之，利用供應(yīng)連接件207，可以產(chǎn)生鋼與塑料的連接。此夕卜，可維護(hù)連接件203適于提供在供應(yīng)管204和板102之間的可移除連接。圖3示出了定子系統(tǒng)100的另一示例性實(shí)施例，其中板102、302被附連在定子外殼部段101的相對的軸向前面112、305。板102附連到定子外殼部段101的左側(cè)軸向前面112，歧管103被焊接到板102。 歧管部段103形成引導(dǎo)通道107。由穿過板102的通孔形成的供應(yīng)通道207產(chǎn)生在供應(yīng)管 204和引導(dǎo)通道107之間的連接。圖3示出的示例性實(shí)施例中，供應(yīng)管204將冷卻流體供給到引導(dǎo)通道107內(nèi)且因而供給到冷卻通道104內(nèi)。流經(jīng)冷卻通道104的冷卻流體冷卻定子繞組205?？梢酝ㄟ^周圍的冷卻空氣來冷卻端部繞組206。在圖3中所示的定子外殼部段101的右側(cè)，額外板302被附連到定子外殼部段101 的額外軸向前面305。額外歧管303被附連到額外板302以用于形成額外引導(dǎo)通道304。額外板302包括額外通孔以用于將額外供應(yīng)管301連接于額外引導(dǎo)通道304。如圖3所示，冷卻流體從冷卻通道104流到額外引導(dǎo)通道304且還流到額外供應(yīng)管301。因此，額外供應(yīng)管 301從額外引導(dǎo)通道304向供應(yīng)系統(tǒng)108排出冷卻流體。供應(yīng)系統(tǒng)108可以例如使得冷卻流體降溫并且通過供應(yīng)管204將被冷卻的冷卻流體泵送到引導(dǎo)通道107。因此，產(chǎn)生了冷卻循環(huán)。圖4示出了本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，其中示出了冷卻流體圍繞軸111在圓周方向沿定子外殼部段101的寬度呈迂回形狀的走向。定子外殼部段101包括第一冷卻通道
401、第二冷卻通道402、額外第一冷卻通道403和第三冷卻通道404。每個冷卻通道401、
402、403、404形成在板102和額外板302之間的流體連接并且相對于軸111的軸向方向沿基本平行的方向延伸。歧管部段103 (在圖4的示例性實(shí)施例中是外部歧管部段103)被焊接到板102。此外，內(nèi)部歧管部段406被安裝(例如焊接)到板102。外部歧管部段103圍繞并嵌套了內(nèi)部歧管部段406。因此，外部歧管部段103形成在板102、內(nèi)部歧管部段406的表面以及歧管部段103之間的外部引導(dǎo)通道107。內(nèi)部歧管部段406形成在內(nèi)部歧管部段 406和板102之間形成的內(nèi)部引導(dǎo)通道405。如圖4所示，內(nèi)部引導(dǎo)通道405連接到相鄰的冷卻通道，即第二冷卻通道403和第三冷卻通道404。外部引導(dǎo)通道107連接第一冷卻通道401、額外第一冷卻通道403和供應(yīng)系統(tǒng) 108。沿定子外殼部段101的圓周方向，第一冷卻通道401和額外第一冷卻通道403相對于彼此被定位成使得第二冷卻通道402和第三冷卻通道404位于第一冷卻通道401和額外第一冷卻通道403之間。此外，能夠從圖4中看出，額外板302被附連在相對于軸向前面112的定子外殼部段101的相對額外軸向前面305處。額外外部歧管部段407被附連到額外板302以用于形成額外外部引導(dǎo)通道409。此外，額外內(nèi)部歧管部段408被附連到額外板302以用于形成額外內(nèi)部引導(dǎo)通道410。供應(yīng)系統(tǒng)108可連接到額外外部引導(dǎo)通道409例如用于排出冷卻流體。能夠從圖4中看出，額外內(nèi)部引導(dǎo)通道410連接第一冷卻通道401和第二冷卻通道402。此外，另一額外內(nèi)部歧管部段408將額外第一冷卻通道403連接于另一第二冷卻通道402。額外外部引導(dǎo)通道409相應(yīng)地將第三冷卻通道連接于供應(yīng)系統(tǒng)108。因此，通過圖4所示的設(shè)置，可以通過歧管部段103、406、407、408的簡單構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)冷卻流體的高效循環(huán)。例如，如圖4所示，可以通過供應(yīng)系統(tǒng)108將冷卻流體供給到外部引導(dǎo)通道107。冷卻流體流過第一冷卻通道401和額外第一冷卻通道403到達(dá)額外板302。 在額外板302處，額外內(nèi)部歧管部段408將冷卻流體從(額外)第一冷卻通道401、403弓|導(dǎo)到第二冷卻通道402。在第二冷卻通道402內(nèi)，冷卻流體從額外板302流向板102。在板102 處，附連有內(nèi)部歧管部段406以用于形成內(nèi)部引導(dǎo)通道405，其中內(nèi)部引導(dǎo)通道405連接第二冷卻通道402和第三冷卻通道404，以便冷卻流體再次流向額外板302。在額外板302處， 冷卻流體從第三冷卻通道404流入額外外部歧管部段407的額外外部引導(dǎo)通道409內(nèi)并且可以從額外外部引導(dǎo)通道409排放到供應(yīng)系統(tǒng)108。供應(yīng)系統(tǒng)108冷卻冷卻流體并且將冷卻流體再次供給到外部歧管部段103的外部引導(dǎo)通道107。因此，實(shí)現(xiàn)了冷卻流體的有效冷卻回路。
換言之，冷卻流體在通過額外外部引導(dǎo)通道409被排出到供應(yīng)系統(tǒng)108之前例如通過三個冷卻通道401、402、404三次橫跨定子外殼部段101。此外，可能的是，將另一內(nèi)部歧管部段以如下方式附連到板102，即使得另一內(nèi)部歧管部段被內(nèi)部歧管部段406所嵌套并且外部歧管部段103嵌套所述內(nèi)部歧管部段406和另一內(nèi)部歧管部段。在另一示例性實(shí)施例中，內(nèi)部歧管部段406可以連接多于一個冷卻通道402，并且附連到額外板302的額外內(nèi)部歧管部段408可以連接多個第一和第二冷卻通道401、402。 因此，冷卻流體在流經(jīng)第三冷卻通道404 (其將冷卻流體供給到額外外部引導(dǎo)通道409)之前在板102和額外板302之間流動超過三次。冷卻流體從額外外部引導(dǎo)通道409被排出到供應(yīng)系統(tǒng)108。應(yīng)該注意到，術(shù)語“包括”不排除其他元件或步驟，并且“一”或“一種”不排除多個。而且，結(jié)合不同實(shí)施例描述的元件可以被組合。還應(yīng)該注意到，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不意味限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于電機(jī)的定子系統(tǒng)(100)，具體地用于風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的定子系統(tǒng)，該定子系統(tǒng)(100)包括具有冷卻通道(104)的定子外殼部段(101 )，該冷卻通道(104)包括在所述定子外殼部段(101)的軸向前面(112)處的開口，被安裝到所述軸向前面(112)以加強(qiáng)所述定子外殼部段(101)的板(102)， 用于向所述冷卻通道(104)供應(yīng)冷卻流體的供應(yīng)系統(tǒng)(108)，以及歧管部段(103)，其被焊接到所述板(102)以形成用于所述歧管部段(103)和所述板(102 )之間的冷卻流體的引導(dǎo)通道(107 )，其中所述板(102)包括通孔以在所述冷卻通道(104)的所述開口和所述引導(dǎo)通道 (107)之間產(chǎn)生連接，以及其中所述供應(yīng)系統(tǒng)(108)被連接到所述弓I導(dǎo)通道(107)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子系統(tǒng)(100)，還包括被插入所述冷卻通道(104)和所述板(102)的所述通孔內(nèi)的冷卻管(106)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子系統(tǒng)(100)，其中所述冷卻管(106)包括在所述弓I導(dǎo)通道(107)內(nèi)的管開口，以及其中所述冷卻管(106)還包括在所述管開口處的擴(kuò)口(110)以便產(chǎn)生在所述冷卻通道 (104)和所述弓I導(dǎo)通道(107)之間的密封連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項權(quán)利要求所述的定子系統(tǒng)(100)，其中所述歧管部段(103)包括至少一個凸起(202)，其中所述凸起(202)可暴露于冷卻空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項權(quán)利要求所述的定子系統(tǒng)(100)，其中所述歧管部段(103)是外部歧管部段(103)并且所述引導(dǎo)通道(107)是外部引導(dǎo)通道(107)，所述定子系統(tǒng)(100)還包括內(nèi)部歧管部段(406)，該內(nèi)部歧管部段在所述外部歧管部段(103)和所述板(102)之間附連到所述板(102 )，使得所述內(nèi)部歧管部段(406 )形成用于所述內(nèi)部歧管部段(406 )和所述板(102 )之間的冷卻流體的內(nèi)部引導(dǎo)通道(405 )，其中用于所述冷卻流體的所述外部引導(dǎo)通道(107)位于所述板(102)、所述內(nèi)部引導(dǎo)通道(405)和所述外部引導(dǎo)通道(107)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定子外殼系統(tǒng)，其中所述定子外殼部段(101)的所述冷卻通道(104)是第一冷卻通道(401)， 其中所述定子外殼部段(101)包括額外第一冷卻通道(403)、第二冷卻通道(402)和第三冷卻通道(404)，其中所述板(102)包括通孔以便產(chǎn)生a)在所述第一冷卻通道(401)和所述外部引導(dǎo)通道(107 )之間的連接以及在所述額外第一冷卻通道(403)和所述外部引導(dǎo)通道(107)之間的連接，以及b )在所述第二冷卻通道(402 )和所述內(nèi)部引導(dǎo)通道(405 )之間的連接以及在所述第三冷卻通道(404 )和所述內(nèi)部引導(dǎo)通道(405 )之間的連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定子外殼系統(tǒng)，其中所述第二冷卻通道(402)和所述第三冷卻通道(404)彼此相鄰地被定位到所述定子外殼部段(101)，以及其中所述第一冷卻通道(401)和所述額外第一冷卻通道(403)以如下方式被定位到所述定子外殼部段(101 )，即使得所述第二冷卻通道(402)和所述第三冷卻通道(404)被定位在所述第一冷卻通道(401)和所述額外第一冷卻通道(403)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定子系統(tǒng)(100)，還包括額外板(302)，附連到所述額外板(302)以用于形成額外內(nèi)部引導(dǎo)通道(410)的額外內(nèi)部歧管部段 (408)，和附連到所述額外板(302)以用于形成額外外部引導(dǎo)通道(409)的額外外部歧管部段 (407)，其中所述定子外殼部段(101)包括額外軸向前面(305)，該額外板(302)安裝于該額外軸向前面(305)，其中所述額外內(nèi)部引導(dǎo)通道(410)和所述額外外部引導(dǎo)通道(409)被形成為用于將a)所述第一冷卻通道(401)和/或所述額外第一冷卻通道(403)連接于b)所述第二冷卻通道(402)和/或所述第三冷卻通道(404)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項權(quán)利要求所述的定子系統(tǒng)(100)，其中所述供應(yīng)系統(tǒng)(108)包括供應(yīng)管(204)，該供應(yīng)管(204)連接到所述外部引導(dǎo)通道 (107)以用于在所述外部引導(dǎo)通道(107)和所述供應(yīng)系統(tǒng)(108)之間供應(yīng)冷卻流體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定子系統(tǒng)(100)，其中所述供應(yīng)管(204)被一體地形成在所述定子外殼部段(101)內(nèi)。
11.一種用于制造電機(jī)的定子系統(tǒng)的方法，具體地用于制造風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的定子系統(tǒng)的方法，該方法包括形成具有冷卻通道(104)的定子外殼部段(101 )，該冷卻通道(104)包括在所述定子外殼部段(101)的軸向前面(112)處的開口，將板(102)安裝到所述軸向前面(112)以加強(qiáng)所述定子外殼部段(101)， 將歧管部段(103)焊接到所述板(102)以形成用于在所述歧管部段(103)和所述板(102 )之間的冷卻流體的引導(dǎo)通道(107 )，其中所述板(102)包括通孔以在所述冷卻通道(104)的所述開口和所述引導(dǎo)通道 (107)之間產(chǎn)生連接，以及將用于供應(yīng)冷卻流體的供應(yīng)系統(tǒng)(108)連接到所述引導(dǎo)通道(107)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于定子外殼部段的焊接歧管，一種用于電機(jī)的定子系統(tǒng)(100)，具體地用于風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的定子系統(tǒng)。定子系統(tǒng)包括定子外殼部段(101)、板(102)、供應(yīng)系統(tǒng)(108)和歧管部段(103)。定子外殼部段包括冷卻通道(104)，冷卻通道包括在定子外殼部段的軸向前面(112)處的開口。板被安裝到軸向前面以便加強(qiáng)定子外殼部段。供應(yīng)系統(tǒng)適于向冷卻通道(104)供應(yīng)冷卻流體。歧管部段(103)被焊接到板(102)以便形成用于歧管部段(103)和板(102)之間的冷卻流體的引導(dǎo)通道(107)。板包括通孔以便在冷卻通道的開口和引導(dǎo)通道之間產(chǎn)生連接。供應(yīng)系統(tǒng)(108)被連接到引導(dǎo)通道(107)。
文檔編號H02K15/02GK102468696SQ20111034507
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者斯蒂斯達(dá)爾 H., 勒貝納雷 J. 申請人:西門子公司