本實用新型涉及電機(jī)制造領(lǐng)域，具體而言，涉及一種永磁電機(jī)定子繞組及發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

在電機(jī)的設(shè)計中，繞組溫度是考核電機(jī)性能的重要指標(biāo)，然而，目前由于繞組端部引出線或者引出電纜的緣故，導(dǎo)致定子繞組的端部布線密集，繞組溫度很難散走。

尤其對于永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于大功率變流器成本巨大，通常會采用雙三相繞組，由兩臺小功率變流器分別進(jìn)行控制，以達(dá)到控制成本的問題。然而，雙三相繞組的使用，會使得電機(jī)繞組端部繞組引線數(shù)量增加一倍，布線更加緊密，散熱效果較差。

綜上所述，如何改善電機(jī)繞組端部的散熱效果，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種永磁電機(jī)定子繞組，該永磁電機(jī)定子繞組為兩端出線的結(jié)構(gòu)，第一線圈的第一引出線位于定子線圈的第一端，第二線圈的第二引出線位于定子線圈的第二端，采用雙端出線的結(jié)構(gòu)使得繞組端部引線及并聯(lián)環(huán)的數(shù)量較少一半，布線簡潔，利于繞組端部散熱。

本實用新型的目的還在于提供了一種發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)包括了上述的永磁電機(jī)定子繞組，即該發(fā)電機(jī)采用了雙端出線的定子繞組，可以較好的解決繞組端部散熱較差的問題。

本實用新型的實施例是這樣實現(xiàn)的：

基于上述目的，本實用新型的實施例提供一種永磁電機(jī)定子繞組，包括定子鐵心和定子線圈，定子線圈嵌設(shè)于定子鐵心中；定子線圈包括第一線圈和第二線圈，第一線圈包括第一引出線，第二線圈包括第二引出線；第一線圈和第二線圈均為多組且交叉嵌設(shè)于定子鐵心中，使第一引出線位于定子鐵心的第一端，第二引出線位于定子鐵心的第二端。

在本實用新型的實施例中，將第一引出線和第二引出線分別布置在電機(jī)繞組的兩個端部，使得該繞組每端的引出線和/或引出電纜數(shù)量減半，從而有效的解決電機(jī)繞組端部散熱問題。

另外，根據(jù)本實用新型的實施例提供的永磁電機(jī)定子繞組，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本實用新型的可選實施例中，定子線圈為圈式線圈，永磁電機(jī)定子繞組采用雙三相繞組，其中一個三相繞組從定子鐵心的第一端出線；另一個三相繞組從定子鐵心的第二端出線。

在本實用新型的可選實施例中，第一引出線和第二引出線均包括兩個引線頭。

在本實用新型的可選實施例中，第一引出線的其中一個引線頭用于與第一并聯(lián)環(huán)焊接，另一個引線頭用于與引出電纜焊接；第二引出線的其中一個引線頭用于與第二并聯(lián)環(huán)焊接，另一個引線頭用于與引出電纜焊接。

在本實用新型的可選實施例中，第一線圈和第二線圈均還包括線圈本體，線圈本體包括第一嵌入部和第二嵌入部，第一嵌入部的中心軸線和第二嵌入部的中心軸線平行；定子鐵心包括多個均勻分布的鐵心槽，鐵心槽包括第一部和第二部，第一嵌入部嵌設(shè)于第一部，第二嵌入部嵌設(shè)于第二部。

在本實用新型的可選實施例中，鐵心槽的槽底軸向設(shè)置有絕緣墊片，絕緣墊片將第一嵌入部與定子鐵心隔離；設(shè)置于同一個鐵心槽內(nèi)的第一嵌入部與第二嵌入部之間軸向設(shè)置有絕緣墊片，絕緣墊片將同一個鐵心槽內(nèi)的第一嵌入部與第二嵌入部隔離。

在本實用新型的可選實施例中，定子鐵心包括鐵心本體和鐵心齒部，鐵心槽均勻設(shè)置在鐵心齒部，鐵心齒部的遠(yuǎn)離鐵心本體的一端開設(shè)限位槽，限位槽從定子鐵心的第一端貫穿到第二端。

在本實用新型的可選實施例中，永磁電機(jī)定子繞組還設(shè)置有槽楔，槽楔嵌設(shè)于限位槽處用于將定子線圈固定；槽楔與第二嵌入部之間軸向設(shè)置有絕緣墊片。

在本實用新型的可選實施例中，槽楔為板狀，槽楔包括槽楔本體和對稱分布在槽楔本體兩側(cè)的楔緊部，楔緊部的形狀與限位槽相匹配。

本實用新型的實施例還提供了一種發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子內(nèi)，定子包括機(jī)座和上述永磁電機(jī)定子繞組，永磁電機(jī)定子繞組設(shè)置在機(jī)座內(nèi)。

本實用新型實施例的有益效果是：該發(fā)電機(jī)包括了上述的雙端出線的永磁電機(jī)定子繞組，該定子繞組端部的線圈引出線及并聯(lián)環(huán)數(shù)量較現(xiàn)有的數(shù)量減少一半，從而實現(xiàn)布線簡潔、相對分散，有利于定子繞組的端部散熱問題。

綜上，本實用新型實施例提供的永磁電機(jī)定子繞組及發(fā)電機(jī)，在采用雙三相繞組時，特別對于永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言，第一線圈的第一引出線位于定子線圈的第一端，第二線圈的第二引出線位于定子線圈的第二端，能夠使繞組端部引線及并聯(lián)環(huán)的數(shù)量較少一半，布線簡潔，有效解決了繞組端部散熱的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實用新型實施例1提供的永磁電機(jī)定子繞組的一個視角的示意圖；

圖2為圖1中的第一線圈的示意圖；

圖3為圖1中定子鐵心只嵌設(shè)一個定子線圈時的示意圖；

圖4為圖1中的第二線圈的示意圖；

圖5為圖1中定子鐵心的一個視角的示意圖；

圖6為圖1中定子鐵心的另一視角的示意圖；

圖7為圖6中Ⅶ的局部放大圖；

圖8為圖1中槽楔的示意圖；

圖9為本實用新型實施例1提供的永磁電機(jī)定子繞組星形接法的示意圖。

圖標(biāo)：100-永磁電機(jī)定子繞組；10-定子線圈；12-第一線圈；121-第一引出線；13-線圈本體；131-第一嵌入部；133-第二嵌入部；15-第二線圈；151-第二引出線；50-定子鐵心；51-硅鋼片；53-通風(fēng)槽片；55-齒壓板；56-壓圈；58-拉筋；60-鐵心本體；62-鐵心齒部；63-鐵心槽；632-第一部；634-第二部；65-限位槽；70-槽楔；73-槽楔本體；75-楔緊部；77-第一并聯(lián)環(huán)；79-第二并聯(lián)環(huán)；80-引出電纜。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

其中圖1—圖9對應(yīng)本實用新型的實施例1，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施例的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

實施例1

如圖1所示，本實用新型實施例1提供的永磁電機(jī)定子繞組100，包括定子線圈10和定子鐵心50，定子線圈10嵌設(shè)于該定子鐵心50中。

下面對該永磁電機(jī)定子繞組100的各個部件的具體結(jié)構(gòu)和相互之間的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)說明。

首先，詳細(xì)說明定子線圈10的結(jié)構(gòu)。請參照圖1和圖2所示，本實用新型提供的永磁電機(jī)定子繞組100的定子線圈10包括第一線圈12和第二線圈15，第一線圈12和第二線圈15均包括線圈本體13，第一線圈12和第二線圈15均為多組且交叉嵌設(shè)于定子鐵心50中。

請參照圖2所示，其中，第一線圈12還包括第一引出線121，第一引出線121設(shè)置于線圈本體13的一端，線圈本體13包括第一嵌入部131和第二嵌入部133，第一嵌入部131的中心軸線與第二嵌入部133的中心軸線平行。

第一引出線121包括兩個引線頭，該兩個引線頭位于線圈本體13的同一側(cè)，該線圈本體13上包覆有用于絕緣的云母帶，在本實用新型的實施例1中，該定子線圈10為圈式線圈，該圈式線圈的端部為弧形。

請參照圖3所示，同一個定子線圈10嵌入到定子鐵心50的鐵心槽63中時，該線圈本體13的第一嵌入部131位于上述鐵心槽63的第一部632，該線圈本體13的第二嵌入部133位于上述鐵心槽63的第二部634。

請參照圖4所示，第二線圈15與第一線圈12形狀基本相同，第二線圈15包括第二引出線151，第二線圈15和第一線圈12的區(qū)別在于，第一線圈12和第二線圈15按照順時針或者逆時針方向依次嵌設(shè)于定子鐵心50中后，使得第一引出線121位于定子鐵心50的第一端，第二引出線151位于定子鐵心50的第二端，即第二線圈15的第二引出線151與第一線圈12的第一引出線121相對于線圈本體13的位置正好相反。

該第二引出線151也包括兩個引線頭，該兩個引線頭位于線圈本體13的同一側(cè)，在雙三相繞組中，多組該第一線圈12和多組第二線圈15交叉設(shè)置于定子鐵心50中，使得第一線圈12的第一引出線121位于定子鐵心50的第一端，第二線圈15的第二引出線151位于定子鐵心50的第二端。

其次，詳細(xì)介紹定子鐵心50的結(jié)構(gòu)，請參照圖5所示。

定子鐵心50包括硅鋼片51、通風(fēng)槽片53、齒壓板55、壓圈56及拉筋58等組成。

為了減小鐵損，定子鐵心50中使用電阻率較大、磁滯回線面積較小的薄板材料硅鋼片51，同時，為了減少鐵心的渦流損耗，鐵心沖片彼此絕緣，來提高電機(jī)的效率、降低電機(jī)的溫升、增強(qiáng)電機(jī)的抗腐蝕和防銹性能。該硅鋼片51經(jīng)沖制、絕緣處理后疊壓形成定子鐵心50。

該硅鋼片51包括沖片本體和齒部，齒部位于沖片本體的內(nèi)側(cè)，該沖片本體包括內(nèi)圓和外圓，且該內(nèi)圓與外圓同心。由于硅鋼片51上的毛刺存在以下幾個方面的缺點：第一、硅鋼片51上的毛刺會引起定子鐵心50的片間短路，增大鐵損和溫升；第二、由于毛刺的存在，會使沖片數(shù)目減少，從而引起勵磁電流增加和效率降低；第三、槽內(nèi)的毛刺會刺傷繞組絕緣，引起齒部外脹；故，該定子鐵心50的硅鋼片51的毛刺應(yīng)小于0.05mm。且為了保證定子鐵心50的壓裝質(zhì)量，在定子鐵心50疊片時要避免硅鋼片51疊反。

為了提高散熱效果，在定子鐵心50的硅鋼片51中均勻的設(shè)置有通風(fēng)槽片53。該通風(fēng)槽片53包括工字鋼和硅鋼槽片，硅鋼槽片包括多個均勻分布的齒，每個齒上點焊一根或者兩根上述工字鋼。

齒壓板55設(shè)置于疊壓后的硅鋼片51的兩端，用于將疊壓后的硅鋼片51和通風(fēng)槽片53壓緊。

壓圈56設(shè)置于齒壓板55的遠(yuǎn)離硅鋼片51的一側(cè)，用于將疊壓后的硅鋼片51、通風(fēng)槽片53、以及齒壓板55進(jìn)一步壓緊。

拉筋58設(shè)置于定子鐵心50的外圓周上，通過點焊將兩端的壓圈56、齒壓板55及疊壓后的硅鋼片51固定，使定子鐵心50結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易松動。

請參照圖6所示，由多個硅鋼片51疊壓形成的定子鐵心50包括鐵心本體60和鐵心齒部62，鐵心齒部62還均勻設(shè)置有鐵心槽63，該鐵心槽63從定子鐵心50的第一端貫穿到第二端。

請參照圖7所示，該鐵心槽63包括第一部632和第二部634，鐵心槽63內(nèi)可以同時容納第一嵌入部131和第二嵌入部133，使得第一嵌入部131位于第一部632中，第二嵌入部133位于第二部634中。

在鐵心齒部62的遠(yuǎn)離鐵心本體60的一端還開設(shè)有限位槽65，如圖7所示，該限位槽65也是從定子鐵心50的第一端貫穿到第二端，且該限位槽65對稱設(shè)置于鐵心齒部62的兩側(cè)，與固定定子線圈10的槽楔70相匹配。

該定子繞組在裝配時，還包括絕緣墊片和槽楔70。下面對絕緣墊片和槽楔70進(jìn)行詳細(xì)說明。

在定子繞組裝配時，為了保證定子線圈10相互之間的電氣絕緣、以及定子線圈10與定子鐵心50之間的電氣絕緣，同時預(yù)防在裝配時，定子鐵心50的毛刺對定子線圈10造成一定損傷，在定子鐵心50的鐵心槽63底軸向設(shè)置有絕緣墊片，同一個鐵心槽63內(nèi)的第一嵌入部131與第二嵌入部133之間也軸向設(shè)置有絕緣墊片，以及固定定子線圈10的槽楔70與第二嵌入部133之間軸向設(shè)置有絕緣墊片。

該絕緣墊片分別將第一嵌入部131和定子鐵心50隔離、同一個鐵心槽63內(nèi)的第一嵌入部131和第二嵌入部133隔離、以及槽楔70與第二嵌入部133之間隔離。一方面可以避免鐵心的毛刺對定子線圈10造成損傷，另一方面也保證了定子線圈10相互之間的電氣絕緣。

該絕緣墊片可以為3240絕緣墊片、云母墊片或者電木墊片等的任意一種，其中3240絕緣墊片包括環(huán)氧板、酚醛環(huán)氧玻璃布板、環(huán)氧玻璃布層壓板、層壓玻璃布板以及3240環(huán)氧板等。

請參考圖8所示，槽楔70為板狀，包括槽楔本體73和楔緊部75，槽楔本體73為薄片狀的長方體，槽楔本體73在寬度方向的兩側(cè)對稱設(shè)置有楔緊部75，楔緊部75的結(jié)構(gòu)形狀與鐵心齒部62的限位槽65相匹配，用于將鐵心槽63內(nèi)的線圈本體13固定。

該槽楔70的材料可以為高強(qiáng)度環(huán)氧玻璃層壓板材料、酚醛環(huán)氧玻璃布板或者3240環(huán)氧板等中的任意一種。

在裝配使用時，該槽楔70表面應(yīng)清潔干凈，無油污、灰塵等贓物，無過熱變色、龜裂、黃粉等現(xiàn)象，由于槽楔70松動脫落可能會劃壞轉(zhuǎn)子絕緣和/或定子絕緣，造成定子鐵心50多點短路，使定子溫度上升破壞定子線圈10主絕緣，增加了定子短路的幾率，因此，該槽楔70過盈設(shè)置于限位槽65內(nèi)。

本實用新型實施例1提供的永磁電機(jī)定子繞組100在裝配時，定子線圈10為兩種結(jié)構(gòu)：分別為第一線圈12和第二線圈15，根據(jù)不同機(jī)組的布線方式，將第一線圈12和第二線圈15分別分為多組，多組第一線圈12和多組第二線圈15交叉設(shè)置在之前裝配好的定子鐵心50內(nèi)，裝配后的第一線圈12的第一引出線121位于該定子鐵心50的第一端，第二線圈15的第二引出線151位于該定子鐵心50的第二端。

本實用新型的實施例1提供的永磁電機(jī)定子繞組100為雙端出線，請參照圖9所示，當(dāng)接線方式為星形接法時，定子鐵心50的第一端的第一引出線121的兩個引線頭，其中一個引線頭與第一并聯(lián)環(huán)77焊接，另一個引線頭與引出電纜80焊接形成第一線圈12的端部；

定子鐵心50的第二端的第二引出線151的兩個引線頭，其中一個引線頭與第二并聯(lián)環(huán)79焊接，另一個引線頭與引出電纜80焊接形成第二線圈15的端部。該雙端出線的結(jié)構(gòu)會使得端部引線和并聯(lián)環(huán)的數(shù)量減半，散熱較好。

以常見的雙三相六極電機(jī)Y形接繞組為例：該電機(jī)繞組的極相組為18個，即共需引出18根引出線；同時需要兩個并聯(lián)環(huán)將其余引出線連接，現(xiàn)有的，所有端部引線均需布置在線圈端部的位置，導(dǎo)致布線密集、散熱效果較差，并且引出電纜80布線難度較高。采用本實用新型實施例1提供的雙端出線的永磁電機(jī)定子繞組100，會使得定子繞組端部的線圈引線及并聯(lián)環(huán)數(shù)量減少一半，從而，布線簡潔、相對分散，并且利于定子繞組的端部散熱。

其工作原理和效果以雙三相繞組為例進(jìn)行說明：

目前雙三相繞組的結(jié)構(gòu)，會使得電機(jī)端部的繞組引出線的數(shù)量增加一倍，導(dǎo)致機(jī)組布線更加緊密，散熱效果較差；另一方面，由于在有限的電機(jī)空間內(nèi)增加了走線的難度，進(jìn)一步增大了危險系數(shù)。

本實用新型是實施例1提供的永磁電機(jī)定子繞組100，是將雙三相繞組的引出線分別布置在電機(jī)繞組的兩個端部，即其中一個三相繞組從定子鐵心50的第一端出線，另一個三相繞組從定子鐵心50的第二端出線。使得該繞組每端的引出線和/或引出電纜80數(shù)量減半，從而有效的解決電機(jī)繞組端部散熱問題，進(jìn)一步也解決了電機(jī)端部布線難度增大的問題。

另外，本實用新型實施例1提供的永磁電機(jī)定子繞組100，還具有以下的有益效果：

1.采用雙三相繞組的電機(jī)繞組，可以使用兩組小功率變流器實現(xiàn)控制，降低整機(jī)制造成本；同時可以實現(xiàn)兩套繞組獨(dú)立工作，實現(xiàn)低風(fēng)速時，降功率運(yùn)行。

2.焊接及布線空間更大，利于操作，也可以使布線更簡潔，更安全。

3.可以實現(xiàn)生產(chǎn)上的兩端繞組同時嵌線及焊接，提高生產(chǎn)效率。

綜上，該永磁電機(jī)定子繞組100能夠有效的解決電機(jī)繞組端部散熱問題，對于水輪發(fā)電機(jī)定子繞組、氣輪發(fā)電機(jī)定子繞組以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子繞組均適用，尤其對于永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，散熱效果更好，布線更加簡潔。

實施例2

本實用新型的實施例2提供了一種發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子內(nèi)，定子包括機(jī)座和上述的永磁電機(jī)定子繞組100，永磁電機(jī)定子繞組100設(shè)置在機(jī)座內(nèi)。

本實用新型的實施例2提供的發(fā)電機(jī)，特別是針對永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，能夠較好的解決雙三相繞組的繞組端部散熱問題，同時，也使繞組端部的布線簡潔、操作空間增大、提高生產(chǎn)效率。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例中的特征可以相互結(jié)合。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。