用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組以及使用其的轉(zhuǎn)子和電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組以及使用這種繞組的轉(zhuǎn)子和電機(jī)，特別地，涉及一種用于雙饋型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組以及使用這種繞組的轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在產(chǎn)量較大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用中，由于其市場價格較低，為了確保產(chǎn)生商業(yè)效益，如何提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率同時控制和降低產(chǎn)品成本就變得十分的重要。
[0003]目前，波形繞組是一種用于雙饋型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的常見繞組方式，而疊式繞組是用于發(fā)電機(jī)定子的常見繞組方式。從材料和制造角度上來看轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組是非常不同的，這意味著在轉(zhuǎn)子和定子繞組中不能使用相同的機(jī)器及工具。同樣所需要的操作工的技巧也是不同的。從質(zhì)量及生產(chǎn)角度上來看轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組也是很不同的，比如生產(chǎn)轉(zhuǎn)子操作工必須掌握一定的技巧才能確保高質(zhì)量的銅焊。
[0004]盡管現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)也能很好地工作，但是出于對質(zhì)量、效率和成本等的要求，仍然需要對現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組以及使用這種繞組的轉(zhuǎn)子和電機(jī)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組，其特征在于，所述繞組是一種單層成型繞組的結(jié)構(gòu)，所述繞組的正面投影呈大致梯形。
[0008]在一種實施方式中，所述梯形是等腰梯形。
[0009]在一種實施方式中，所述梯形的下底角在大約30度至75度的范圍內(nèi)。
[0010]在一種實施方式中，所述繞組的上底邊與下底邊所在的平面大致垂直。
[0011]在一種實施方式中，所述繞組由矩形截面的電磁線疊繞形成。
[0012]本發(fā)明還公開了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包含轉(zhuǎn)子鐵芯和多個上述的繞組，其中所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周上設(shè)置有多個沿轉(zhuǎn)子軸向延伸的槽，所述繞組嵌入所述槽中，所述繞組在所述轉(zhuǎn)子的端部朝向轉(zhuǎn)子軸線收攏。
[0013]在一種實施方式中，所述繞組包括上底邊和下底邊，所述繞組的上底邊每隔一個所述槽依次嵌入所述槽中，所述繞組的下底邊每隔一個所述槽依次嵌入所述槽中，并且同一梯形繞組的上底邊和下底邊被分別嵌入到彼此相隔若干個槽的兩個槽中。
[0014]在一種實施方式中，所述轉(zhuǎn)子是用于雙饋型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
[0015]本發(fā)明還公開了一種電機(jī)，其特征在于，包括如上所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子。
[0016]在一種實施方式中，所述電機(jī)是雙饋型發(fā)電機(jī)。
[0017]通過本發(fā)明公開的上述結(jié)構(gòu)，可以顯著提高電機(jī)的冷卻效果，提高槽滿率，從而同等體積情況下可以達(dá)到更高的功率，從而減少銅的使用量。此外，梯形繞組允許使用平行導(dǎo)體和連續(xù)導(dǎo)體。這使得電氣設(shè)計有更多的自由可以選擇合適的繞組因數(shù)。
【附圖說明】
[0018]圖1示出了根據(jù)一種實施方式的繞組的立體圖；
[0019]圖2示出了圖1所示繞組的正視圖；
[0020]圖3示出了圖2所示繞組的左視圖；
[0021]圖4和圖5示出了在將繞組置入轉(zhuǎn)子鐵芯槽的過程中逐漸疊放繞組的過程；
[0022]圖6示出從轉(zhuǎn)子一端觀看置入轉(zhuǎn)子鐵芯槽中的繞組的示意圖，
[0023]和；
[0024]圖7示出裝配好的轉(zhuǎn)子的右側(cè)端部局部放大圖。
【具體實施方式】
[0025]以下參考附圖，給出了本發(fā)明的可選實施方式的具體描述。
[0026]如圖1至3所示，本發(fā)明的一種實施方式提供了一種用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的梯形繞組，其是一種由例如矩形截面的電磁線疊繞形成的單層成型繞組，繞組端部被彎折朝向轉(zhuǎn)子軸的方向。在繞組安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯上之后，該結(jié)構(gòu)也可以相當(dāng)于一個風(fēng)扇以增強(qiáng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部風(fēng)路循環(huán)，以下將會有更詳細(xì)的描述。
[0027]如圖2所示，本申請所提出的繞組的正面投影大致呈梯形結(jié)構(gòu)，優(yōu)選是等腰梯形的形式。為了方便理解，本申請中將較短的底邊10稱之為上底邊，較長的底邊20稱之為下底邊。
[0028]在本申請所提出的優(yōu)選實施方式中，下底角優(yōu)選在30至75度之間。如圖2所示的上底邊10呈與紙面大致垂直的布置，而下底邊20呈與紙面大致平行的布置，即繞組的上底邊10與下底邊20所在的平面大致垂直，繞組的兩個側(cè)邊則在中間起到過渡的作用。應(yīng)當(dāng)理解，圖2僅僅是示意性的目的，本申請的結(jié)構(gòu)并不局限于此。取決于梯形繞組和轉(zhuǎn)子鐵芯的具體配合結(jié)構(gòu)，例如下底邊可以與紙面成一定的角度而非平行。
[0029]繞組的上底邊10與下底邊20之間的距離取決于轉(zhuǎn)子的節(jié)距，因此此處不再詳細(xì)贅述。上底邊10、下底邊20與兩個側(cè)邊30之間的位置關(guān)系也取決于轉(zhuǎn)子的具體結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體的需求進(jìn)行調(diào)整，因此此處也不再描述。
[0030]在安裝時，將多個梯形繞組依次嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯外周的槽中，如圖4至6所示。梯形繞組的上底邊10每隔一個槽依次嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中。梯形繞組的下底邊20每隔一個槽依次嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中。同一梯形繞組的上底邊和下底邊被分別嵌入到彼此相隔若干個槽的兩個槽中。一個槽中僅嵌入一個繞組的上底邊或者下底邊。將梯形繞組完全嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯之后，成型的轉(zhuǎn)子端面視圖如圖6所示。
[0031]如圖7所示，通過采用本申請所提出的梯形繞組，在將繞組嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯之后，轉(zhuǎn)子兩端的繞組朝向轉(zhuǎn)子軸線向內(nèi)收攏，并且轉(zhuǎn)子繞組端部結(jié)構(gòu)可以作為一個風(fēng)扇，從而隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，顯著提高冷卻效果。
[0032]另外，在傳統(tǒng)的波形繞組中，槽滿率大致為70%。由于波形繞組在一個槽中嵌入的是上下兩層線圈，層間絕緣必不可少。而使用梯形繞組的轉(zhuǎn)子的槽滿率可以得到顯著提高，因為一個槽中僅嵌入一層線圈，例如在一種方案中顯示其達(dá)到76%，從而使得損耗減少，從而同等體積情況下可以達(dá)到更高的功率。
[0033]達(dá)到同等功率的情況下，梯形繞組相對于波形繞組端部長度明顯減小，這可以減少銅的使用量。同樣，絕緣材料的使用量也會降低。梯形繞組中銅的制造流程與波形繞組的不一樣，因此每公斤銅的費用將更為便宜。通過使用例如矩形截面的電磁線疊繞形成轉(zhuǎn)子繞組，可以采用與制造定子繞組相同的材料、機(jī)器和工具，從而有效地降低成本。
[0034]此外，梯形繞組允許使用平行導(dǎo)體和連續(xù)導(dǎo)體。這使得電氣設(shè)計有更多的自由可以選擇合適的繞組因數(shù)。
[0035]雖然已參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不背離由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其做出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組，其特征在于，所述繞組是一種單層成型繞組的結(jié)構(gòu)，所述繞組的正面投影呈大致梯形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繞組，其特征在于，所述梯形是等腰梯形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組，其特征在于，所述梯形的下底角在大約30度至75度的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的繞組，其特征在于，所述繞組的上底邊與下底邊所在的平面大致垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的繞組，其特征在于，所述繞組由矩形截面的電磁線疊繞形成。
6.一種電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包含轉(zhuǎn)子鐵芯和多個如權(quán)利要求1至4中任一項所述的繞組，其中所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周上設(shè)置有多個沿轉(zhuǎn)子軸向延伸的槽，所述繞組嵌入所述槽中，所述繞組在所述轉(zhuǎn)子的端部朝向轉(zhuǎn)子軸線收攏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述繞組包括上底邊和下底邊，所述繞組的上底邊每隔一個所述槽依次嵌入所述槽中，所述繞組的下底邊每隔一個所述槽依次嵌入所述槽中，并且同一梯形繞組的上底邊和下底邊被分別嵌入到彼此相隔若干個槽的兩個槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子是用于雙饋型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
9.一種電機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求6或7所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)是雙饋型發(fā)電機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組，其特征在于，所述繞組是一種單層成型繞組的結(jié)構(gòu)，所述繞組的正面投影呈大致梯形。本發(fā)明還提供了一種使用這種繞組的電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包含轉(zhuǎn)子鐵芯和多個繞組，其中所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周上設(shè)置有多個沿轉(zhuǎn)子軸向延伸的槽，所述繞組嵌入所述槽中，所述繞組在所述轉(zhuǎn)子的端部朝向轉(zhuǎn)子軸線收攏。此外，本發(fā)明還提供了一種使用這種轉(zhuǎn)子的電機(jī)。通過上述結(jié)構(gòu)，可以顯著提高電機(jī)的冷卻效果，提高槽滿率，從而同等體積情況下可以達(dá)到更高的功率。
【IPC分類】H02K1-16, H02K3-04
【公開號】CN104716764
【申請?zhí)枴緾N201510121790
【發(fā)明人】亞爾科·薩拉莫, 尤哈·里斯古, 沈小虎, 趙剛
【申請人】Abb技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月19日