Обмотка и устройство обмотки, а также статор генератора ветроэнергетической установки и способ изготовления статора

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение технологичности производства. Шаблонная обмотка для статора (132) генератора (130) безредукторной ветроэнергетической установки (100) включает электрический проводник (26), причем электрический проводник (26) имеет многочисленные витки, а также первый (19) и второй (23) концы. При этом на первом конце (19) размещается первая соединительная часть (18) для соединения с соединительным элементом (30). На втором конце (23) находится вторая соединительная часть (22) для соединения с дополнительным соединительным элементом (30). Электрический проводник (26) включает алюминий или по существу состоит из алюминия. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к шаблонной обмотке генератора безредукторной ветроэнергетической установки. Кроме того, изобретение относится к устройству обмотки статора генератора ветроэнергетической установки, а также к статору. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления статора.

Известны статоры генераторов безредукторных ветроэнергетических установок, которые имеют многочисленные пряди с многочисленными в каждом случае витками. Эти витки выполнены из изолированной проволоки, например, из меди. Для этого в пазах основного корпуса статора наматывается проволока одной пряди так, что прядь изготавливается из одного непрерывного куска проволоки. Основной корпус статора также называется статорным кольцом. Это наматывание является очень трудоемким и должно выполняться вручную, чтобы - в частности, в местах перегиба - следить за целостностью проволок, а также за изоляцией проволоки уже во время намотки.

Кроме того, известны шаблонные обмотки, которые соответствуют проводящему материалу, который предварительно сформирован из многочисленных витков и заранее подготовлен для укладки в пазы. Известные шаблонные обмотки имеют выступающие далеко за пределы основного корпуса статора соединения, с помощью которых отдельные шаблонные обмотки соединяются друг с другом пайкой или сваркой так, что получается желательное электрическое подключение всего устройства обмотки. Далеко выступающие соединения нужны, поскольку вследствие выделения большого количества тепла во время пайки или сварки соединения должны находиться далеко от паза так, чтобы шаблонные обмотки в области паза не были слишком горячими, что могло бы приводить к повреждению статора, а именно, в особенности изоляции от основного корпуса статора. Поэтому подобные известные статоры имеют особенно большую аксиальную глубину сравнительно с намотанными статорами, которая не создает никаких дополнительных преимуществ во время последующей эксплуатации и осложняет обращение с ними.

Тем самым в основу настоящего изобретения положена задача разрешения по меньшей мере одной из указанных проблем прототипа. В частности, должно быть предложено решение, которое является менее трудоемким, чем способы намотки статора из непрерывных прядей, но которое в то же время не требует никакой чрезмерной большой аксиальной глубины статора, каковая известна из прототипа. По меньшей мере, должно быть предложено решение, альтернативное до сих пор известным решениям.

Германским ведомством по патентам и товарным знакам был проведен поиск приоритетной заявки относительно настоящей заявки согласно прототипу, и были найдены патентные документы: US 2013/0200743 A1, US 2014/0265673 A1, DE 600 07 474 T2, WO 2014/087389 A1, US 2014/0070638 A1, EP 2 621 062 A1 и US 2012/0263602 A1.

Изобретение предлагает шаблонную обмотку для статора генератора безредукторной ветроэнергетической установки. Шаблонная обмотка включает электрический проводник. Электрический проводник намотан многочисленными витками и имеет первый, а также второй конец. Первый конец имеет первую соединительную часть, и второй конец имеет вторую соединительную часть. Первая и вторая соединительные части в каждом случае конфигурированы, чтобы соединяться с различными соединительными элементами. Кроме того, электрический проводник включает алюминий или по существу состоит из алюминия.

В этом плане шаблонную обмотку следует понимать как предварительно изготовленную, то есть, предварительно намотанную обмотку, которая имеет предварительно определенную форму.

Благодаря изобретению трудоемкая намотка статора из непрерывных прядей не требуется, но могут быть предварительно изготовлены шаблонные обмотки. При этом, несмотря на шаблонные обмотки, можно избежать чрезмерной глубины в осевом направлении, так как шаблонные обмотки согласно изобретению формируются из алюминия, и тем самым пайка или приваривание соединительных частей шаблонных обмоток к соединительным элементам может выполняться на значительно меньшем расстоянии от основного корпуса статора, поскольку вследствие меньшего количества тепла, которое требуется при пайке или сварке алюминия, сокращается опасность повреждений сравнительно с известными медными обмотками.

Таким образом, может быть получен статор, который имеет значительно меньшую аксиальную глубину, и который может быть изготовлен простой укладкой шаблонных обмоток.

Генератор предпочтительно выполнен как кольцевой генератор. Соответственно этому, магнитно-активные области ротора и статора, а именно, особенно листовые пакеты ротора и статора, размещаются в кольцеобразной области вокруг воздушного зазора, который разделяет ротор и статор. При этом генератор во внутренней области с радиусом по меньшей мере 50% среднего радиуса воздушного зазора не содержит магнитно-активные области.

Кольцевой генератор также может быть охарактеризован тем, что радиальная толщина магнитно-активных частей или - иначе говоря - магнитно-активной области, а именно, радиальная толщина от внутреннего края явнополюсного ротора до наружного края статора и, соответственно, от внутреннего края статора до наружного края ротора, в случае наружного ротора является меньшей, чем радиус воздушного зазора, причем, в частности, радиальная толщина магнитно-активной области генератора составляет менее 30%, в частности, менее 25%, радиуса воздушного зазора. Кроме того, или альтернативно, кольцевой генератор может быть охарактеризован тем, что глубина, а именно, аксиальная протяженность генератора, является меньшей, чем радиус воздушного зазора, причем глубина составляет менее 30%, в частности, менее 25%, радиуса воздушного зазора. В дополнение или альтернативно, кольцевой генератор выполнен многополюсным и, более конкретно, имеет по меньшей мере 48, 96, в частности, по меньшей мере 192, полюсов ротора.

Согласно дополнительному варианту исполнения, соединительные части в каждом случае соответствуют по существу прямолинейному участку электрического проводника. По меньшей мере одна из соединительных частей отогнута под углом относительно продольной оси обмотки или линии, параллельной продольной оси обмотки. Альтернативно или дополнительно, другая соединительная часть ориентирована параллельно продольной оси обмотки и тем самым не отклонена.

Соответственно этому, оба соединения размещены относительно продольной оси обмотки или линии, параллельной продольной оси обмотки, под различным между собой углом. Согласно предпочтительному варианту исполнения, этот угол составляет величину в диапазоне от 45 до 90 градусов, в особенности предпочтительно в диапазоне от 60 до 80 градусов.

Согласно одному варианту исполнения, шаблонная обмотка имеет две по существу параллельных вытянутых ветви, причем каждая ветвь имеет длину по меньшей мере 80 см, по меньшей мере 100 см или по меньшей мере 120 см. Эти ветви образуют часть шаблонной обмотки, которая позднее может быть полностью введена в пазы основного корпуса статора. На первой стороне шаблонной обмотки ветви соединены друг с другом, причем на второй стороне размещена соединительная часть. В каждом пазу статора позднее предусматриваются две ветви различных шаблонных обмоток, так что соединительные части шаблонных обмоток после размещения в пазах основного корпуса статора находятся очень близко друг к другу. Однако благодаря отклонению под углом по меньшей мере одной соединительной части относительно другой соединительной части возможно электрическое соединение соединительных частей с соединительными элементами, так как к ним имеется хороший доступ. В то же время устраняется опасность короткого замыкания двух соприкасающихся соединений.

Согласно дополнительному варианту исполнения, проводник имеет многочисленные слои, в частности, 2 слоя. Слои предусматриваются соединенными друг с другом путем одновременного соединения соединительных частей с соединительным элементом, При этом, согласно особенно предпочтительному варианту исполнения, слои в каждом случае сформированы из плоской алюминиевой полосы, алюминиевой ленты или плоской алюминиевой проволоки.

Плоская алюминиевая полоса, алюминиевая лента или плоская алюминиевая проволока особенно предпочтительно имеет высоту от 0,5 до 1,0 см, и ширину от 1,0 до 3,0 см.

Соответственно этому, для изготовления шаблонной обмотки слои, которые сформированы из плоской алюминиевой полосы, алюминиевой ленты или плоской алюминиевой проволоки, в особенности предпочтительно наслаиваются друг на друга своей широкой стороной. После наслаивания уложенные друг на друга слои изгибаются до желательной формы шаблонной обмотки так, что создаются многочисленные витки, например, два, три, четыре или пять витков, в каждом случае из многочисленных слоев.

В результате образования многочисленных слоев, которые затем одновременно связываются также друг с другом посредством соединения соединительной части, можно более простым путем изгибать шаблонную обмотку, то есть, придать электрическому проводнику желательную форму. Тем самым желательное большее поперечное сечение электрического проводника, чтобы иметь желательные электрические характеристики, может быть достигнуто образованием слоев, без необходимости в изготовлении более трудно изгибаемого выполненного в виде цельной детали электрического проводника.

В порядке обобщения, электрический проводник с единственным слоем должен быть примерно вдвое более толстым, чем проводник с двумя слоями, чтобы достигать таких же электрических характеристик, как проводник с двумя слоями. Поэтому применение сравнительно плоской проволоки для придания форм шаблонной обмотке с многочисленными слоями в качестве электрического проводника с многочисленными витками является благоприятным, поскольку ее можно изгибать сравнительно более простым путем. Тем самым шаблонная обмотка с многочисленными витками может быть изготовлена особенно простым образом.

Согласно дополнительному варианту исполнения, шаблонная обмотка имеет форму, при которой наружная дистанция наружного витка, то есть, предпочтительно наружной стороны находящегося снаружи витка, по меньшей мере в области наружного витка, до геометрического центра тяжести составляет более 40, 50 или 60 см. Геометрический центр тяжести соответственно этому определяется прежде всего обмоткой, и определяется дистанция от этого геометрического центра тяжести до наружного витка, то есть, в частности, до его находящейся снаружи стороны. В области наружного витка он имеет дистанцию до геометрического центра тяжести, которая также может называться наружной дистанцией, которая поэтому составляет 40, 50 или 60 см.

Согласно этому варианту исполнения, по меньшей мере один из концов электрического проводника имеет дистанцию до по меньшей мере одной точки в только что указанной области наружного витка, которая составляет менее 20 см, или в особенности предпочтительно менее 10 см или менее 5 см. Соответственно этому, шаблонная обмотка имеет только очень ненамного выступающие над областью витков концы для соединения с соединительными элементами, так что может получаться очень плоский статор, то есть, статор с незначительной глубиной.

Согласно дополнительному варианту исполнения, шаблонная обмотка имеет одну из по меньшей мере трех различных форм. При этом три различных формы выбираются так, что по меньшей мере один из концов электрического проводника шаблонной обмотки согласно первой форме имеет дистанцию до геометрического центра тяжести согласно первой форме, которая отличается от дистанции по меньшей мере одного из концов шаблонной обмотки согласно второй форме до геометрического центра тяжести шаблонной обмотки согласно второй форме.

То есть, например, первый конец шаблонной обмотки согласно первой форме имеет дистанцию до геометрического центра тяжести согласно первой форме, которая отличается от дистанции первого конца шаблонной обмотки согласно второй форме до геометрического центра тяжести шаблонной обмотки согласно второй форме.

Дополнительно или альтернативно, второй конец электрического проводника шаблонной обмотки согласно первой форме имеет дистанцию до геометрического центра тяжести согласно первой форме, которая отличается от дистанции второго конца шаблонной обмотки согласно второй форме до геометрического центра тяжести шаблонной обмотки согласно второй форме.

Согласно варианту исполнения, дистанция по меньшей мере одного из концов шаблонной обмотки согласно третьей форме до геометрического центра тяжести шаблонной обмотки согласно третьей форме отличается от соответствующих дистанций концов шаблонных обмоток согласно первой и второй формам. Соответственно этому, дистанция первого конца шаблонной обмотки согласно третьей форме до геометрического центра тяжести шаблонной обмотки согласно третьей форме отличается от дистанции первого конца шаблонной обмотки согласно первой форме до геометрического центра тяжести шаблонной обмотки согласно первой форме, и дистанции первого конца электрического проводника шаблонной обмотки согласно второй форме до геометрического центра тяжести шаблонной обмотки согласно второй форме. Это аналогично справедливо для вторых концов.

Вследствие этого при последующей укладке шаблонных обмоток в пазы основного корпуса статора возможно присоединение шаблонной обмотки простым путем, поскольку соседние первые концы и тем самым первые соединительные части, а также вторые концы и тем самым также вторые соединительные части, имеют различные высоты, и тем самым являются легкодоступными для создания электрических соединений с помощью соединительных частей.

Согласно дополнительному варианту исполнения, проводник или каждый слой проводника шаблонной обмотки изолирован, причем эта изоляция предпочтительно образована посредством лакового или порошкового покрытия. Однако особенно предпочтительно в области соединительных частей изоляция не наносится или удалена. Тем самым изоляция шаблонной обмотки может быть создана уже перед изготовлением шаблонной обмотки простым нанесением изоляционного слоя, например, изоляционного лака, на проводник в недеформированном состоянии, так что может быть легко изготовлена надежная изоляция.

Даже когда в пазах основного корпуса статора перед укладкой шаблонных обмоток предусматривается изоляция пазов, изоляция электрического проводника служит как дополнительная изоляция от основного корпуса статора, который предпочтительно выполнен из наслоенных листов и поэтому также является электропроводным. Тем самым можно отказаться от полного обматывания шаблонных обмоток для изоляции, которая также называется изоляционной намоткой, и обычно производится перед введением шаблонных обмоток в пазы. Благодаря этому улучшается отведение тепла от шаблонной обмотки, так как изоляционная намотка затрудняет рассеяние тепла при работе.

Кроме того, изобретение относится к соединительному элементу для присоединения соединительной части шаблонной обмотки согласно одному из вышеуказанных вариантов исполнения к соединительной части дополнительной шаблонной обмотки согласно одному из вышеуказанных вариантов исполнения. Соединительный элемент соответствует U-образному алюминиевому листу. Соединительный элемент предпочтительно изготавливается из алюминиевого листа с толщиной по меньшей мере 5 мм вырубкой или лазерной резкой. Кроме того, соединительный элемент на своих концах U-образной формы в каждом случае включает сквозное отверстие, которое предпочтительно является прямоугольным, для вставления соединительной части одной из шаблонных обмоток.

Благодаря соединительному элементу могут быть простым способом соединены соединительные части шаблонных обмоток. Для этого соединительные части, которые по существу соответствуют электрическому проводнику или многочисленным слоям электрического проводника, вводятся через сквозные отверстия соединительных элементов, и в области вокруг сквозного отверстия соединительного элемента привариваются или припаиваются, причем для этого предпочтительно пригоден способ аргонодуговой сварки (WIG).

Благодаря U-образной форме соединительного элемента многочисленные соединительные элементы могут быть размещены особенно компактно, занимая мало места.

Кроме того, изобретение включает устройство обмотки статора генератора ветроэнергетической установки. Устройство обмотки включает многочисленные шаблонные обмотки согласно одному из предшествующих вариантов исполнения и многочисленные соединительные элементы согласно одному из вышеуказанных вариантов исполнения, в каждом случае с электрическим соединением двух соединительных частей двух шаблонных обмоток.

Согласно дополнительному варианту исполнения, многочисленные шаблонные обмотки подключаются последовательно через соединительные элементы, то есть, соединяются друг с другом, и тем самым образуют прядь устройства обмотки. При этом шаблонные обмотки соединяются друг с другом таким образом, что устройство обмотки имеет шесть прядей, размещенных одна за другой повторно огибающими статор, причем, в частности, первая и вторая пряди предназначены для первой фазы, третья и четвертая пряди предназначены для второй фазы, и пятая и шестая пряди предназначены для третьей фазы. Соответственно этому, тем самым предусматриваются шесть прядей, которые в каждом случае соответствуют шаблонным обмоткам, последовательно соединенным посредством соединительных элементов.

Согласно дополнительному варианту исполнения, устройство обмотки подразделяется на многочисленные, в частности, два, четыре, шесть или восемь, подключенные параллельно секции или сегменты. Каждый сегмент предпочтительно содержит шесть фаз, причем одинаковые фазы сегментов в устройстве обмотки подключены или соединены параллельно. В результате этого достигается снижение максимального в прядях индуцированного напряжения в зависимости от числа сегментов.

Согласно дополнительному варианту исполнения, соединительные элементы, а также шаблонные обмотки, имеют по существу одинаковые коэффициенты теплового расширения. Благодаря этому обеспечивается то, что, несмотря на выделяющееся при работе устройства обмотки тепло, паяные или сварные соединения и после охлаждения не растрескиваются вследствие напряжений.

Согласно дополнительному варианту исполнения, группы из двенадцати следующих друг за другом первых соединительных частей соединяются друг с другом шестью соединительными элементами таким образом, что между двумя соединенными первыми соединительными частями размещаются пять первых соединительных частей. На различных расстояниях и, соответственно, высотах от центра устройства обмотки размещаются в окружном направлении три следующих друг за другом перекрывающихся соединительных элемента. Кроме того, первый, второй и третий соединительные элементы, которые размещаются друг за другом в окружном направлении, размещены повернутыми на 180 градусов относительно четвертого, пятого и шестого соединительных элементов, которые следуют друг за другом по окружному направлению.

Согласно дополнительному варианту исполнения, вторые соединительные части также аналогично соединены между собой.

Кроме того, изобретение включает статор генератора ветроэнергетической установки. Статор включает основной корпус статора, который также называется статорным кольцом, и предпочтительно изготовлен из листового железа. Основной корпус статора в каждом случае имеет смежные пазы, которые отстоят друг от друга по существу на равных расстояниях. Кроме того, статор включает многочисленные шаблонные обмотки согласно одному из вышеуказанных вариантов исполнения, которые уложены в пазы. Кроме того, статор включает многочисленные соединительные элементы согласно одному из вышеуказанных вариантов исполнения, которыми в каждом случае сваркой или пайкой соединены две соединительных части двух шаблонных обмоток. Статор предпочтительно выполнен сообразно конструкции устройства обмотки в вышеуказанном варианте исполнения.

Кроме того, изобретение включает способ изготовления статора, в частности, статора согласно вышеуказанному варианту исполнения. Согласно способу, шаблонные обмотки, в частности, согласно одному из вышеуказанных вариантов исполнения, укладываются в пазы основного корпуса статора, и соединительные части шаблонных обмоток в каждом случае вставляются в сквозное отверстие соединительного элемента. При этом шаблонные обмотки, а также соединительные элементы, выполнены из алюминия или по существу состоят из алюминия.

Соединительная часть в области сквозного отверстия предпочтительно нагревается для соединения так, что алюминий расплавляется, и после охлаждения создается соединение соединительного элемента с соединительной частью.

Согласно одному варианту исполнения, смежные шаблонные обмотки последовательно вставляются в пазы основного корпуса статора, причем сначала предварительно определенное число вставляемых шаблонных обмоток только частично вводится в пазы или даже только позиционируется в области перед пазами, и это предварительно определенное число вставляемых шаблонных обмоток полностью вводится в соответствующие пазы только вместе с предварительно определенным числом напоследок вставляемых шаблонных обмоток.

Как уже разъяснялось выше, в один паз укладываются ветви двух различных шаблонных обмоток. В результате этого - если рассматривать по окружному направлению статора - между обеими ветвями одной и той же шаблонной обмотки вставляются ветви многочисленных других шаблонных обмоток. То есть, шаблонные обмотки в уложенном в статор состоянии соответственно этому пересекаются.

В результате этого перекрывания в традиционном подходе одна шаблонная обмотка, которая была вставлена первой в паз статора, опять частично изгибается для укладки вставляемой затем шаблонной обмотки. В результате соответствующего изобретению способа изготовления это выгибание теперь больше не требуется, так что не причиняется никакое повреждение изоляции шаблонной обмотки, или также не производится изгибание шаблонных обмоток.

Согласно дополнительному варианту исполнения способа, собранный статор полностью погружается в ванну со смолой или жидкой смолой, и опять извлекается из смолы для возможности отверждения налипшей на статор смолы. В результате этого создается изоляция всех проводящих частей, которые не были уже изолированы. Кроме того, тем самым повышается стабильность всей конструкции.

Дополнительные варианты осуществления изобретения следуют из более подробно разъясняемых с помощью чертежей примеров осуществления. В чертежах показано:

Фиг. 1 представляет ветроэнергетическую установку,

Фиг. 2 представляет схематический вид сбоку генератора,

Фиг. 3 представляет вид шаблонной обмотки,

Фиг. 4 представляет вид из центра на статор,

Фиг. 5 представляет соединительный элемент,

Фиг. 6 представляет примерный фрагмент конструкции статора, и

Фиг. 7 представляет дополнительный примерный фрагмент конструкции статора.

Фиг. 1 показывает схематическое изображение ветроэнергетической установки согласно изобретению. Ветроэнергетическая установка 100 имеет колонну 102 и гондолу 104 на колонне 102. На гондоле 104 предусмотрен аэродинамический винт 106 с тремя лопастями 108 винта и обтекатель 110. Аэродинамический винт 106 при работе ветроэнергетической установки приводится во вращательное движение под действием ветра и тем самым вращает также ротор, или якорь, генератора, который непосредственно или косвенно связан с аэродинамическим винтом 106. Электрический генератор размещен в гондоле 104 и вырабатывает электрическую энергию. Углы наклона лопастей 108 винта могут изменяться с помощью приводов наклона у оснований 108b лопастей винта для каждой из лопастей 108 винта.

Фиг. 2 схематически показывает генератор 130 в виде сбоку. Он имеет статор 132 и смонтированный вращающимся в нем электродинамический ротор 134, и закрепленный с его статором 132 осевыми шейками 136 на станине 138 машины. Статор 132 имеет опору 140 статора и листовые пакеты 142 статора, которые образуют полюса статора генератора 130 и закреплены статорным кольцом 144 на опоре 140 статора.

Электродинамический ротор 134 имеет полюсные башмаки 146 ротора, которые образуют полюса ротора, и посредством опоры 148 ротора и подшипника 150 может вращаться на осевых шейках 136 вокруг оси 152 вращения. Листовые пакеты 142 статора и полюсные башмаки 146 ротора разделены только узким воздушным зазором 154, который имеет толщину в несколько миллиметров, в частности, менее 6 мм, но имеет диаметр в несколько метров, в частности, более 4 м.

Листовые пакеты 142 статора и полюсные башмаки 146 ротора в каждом случае образуют кольцо и совместно также являются кольцеобразными так, что генератор 130 представляет собой кольцевой генератор. По определению, электродинамический ротор 134 генератора 130 вращается вместе с втулкой 156 аэродинамического винта, причем намечены основания лопастей 158 винта.

Фиг. 3 показывает вид шаблонной обмотки 10 в одном варианте исполнения. Шаблонная обмотка 10 имеет две ветви 12а, 12b. Ветви 12а, 12b пролегают по существу параллельно друг другу и имеют длину свыше 80 см. Обе ветви 12а, 12b на первой стороне 14, а также на второй стороне 16, соединены между собой. Ветви 12а, 12b, а также первая сторона 14 и вторая сторона 16, образуют форму, которая имеет геометрический центр 17 тяжести.

Вторая сторона 16 шаблонной обмотки 10 имеет первую соединительную часть 18 на первом конце 19, а также вторую соединительную часть 22 на втором конце 23. Вторая соединительная часть 22 отогнута под углом относительно продольной оси 24 обмотки или параллельной продольной оси 24 обмотки линии, и первая соединительная часть 18 не отогнута.

Шаблонная обмотка 10 включает проводник 26 и соединительные части 18 и 22, которые изготовлены из алюминия. Проводник 26 состоит из двух слоев плоской проволоки, которые сформованы в четыре витка. Обе соединительные части 18, 22 позже послужат для соединения двух слоев плоской проволоки, которая также называется алюминиевой плоской проволокой.

То есть, шаблонная обмотка 10 сформирована этими двумя слоями и четырьмя витками так, что в области ветвей 12a, 12b и в области первой стороны 14 размещаются друг над другом или наслоены друг на друга восемь слоев медной плоской проволоки.

Кроме того, форма выбирается так, что наружная дистанция 20 по меньшей мере в одной области 21 наружного витка до геометрического центра 17 тяжести составляет более 50 см. Кроме того, дистанция 27 до конца 19 от точки 25 в этой области составляет менее 10 см.

Благодаря выведенным наружу соединительным частям 18, 22 в области второй стороны 16 размещаются друг над другом еще шесть слоев. Алюминиевая плоская проволока изолирована лакированием. Однако в области соединительных частей 18, 22 проводника 26 изоляция была удалена, чтобы можно было позже соединить друг с другом соединительные части 18, 22 сваркой или пайкой, не оставляя после этого остатки изоляции в области соединения.

Фиг. 4 показывает вид сбоку из центра статора 132 на шаблонные обмотки 10, которые в каждом случае уже уложены в пазы 28 основного корпуса 29 статора. Кроме того, можно различить, что первые соединительные части 18, которые различимы в этом виде, размещаются в различных плоскостях.

Соединения шаблонных обмоток 10 создаются посредством соединительных элементов 30. Один подобный соединительный элемент 30 представлен в Фиг. 5. Соединительные элементы 30 также могут называться соединительными язычками. Соединительные элементы 30 в каждом случае включают плоскую полосу 32, которая на каждом из своих концов 34а, 34b имеет сквозное отверстие 36. Плоская полоса 32 имеет U-образную форму так, что каждая шестая первая соединительная часть 18 и каждая шестая вторая соединительная часть 22 соединяются друг с другом подобным соединительным элементом 30, без возникновения контакта соединительного элемента 30 с другими соединительными частями 18, 22, которые не должны соединяться между собой. Поэтому соединительные элементы 30 не изолированы.

Соединительные элементы 30, которые соединены со вторыми соединительными частями 22, имеют сквозные отверстия 36, которые отстоят друг от друга дальше, чем сквозные отверстия 36 соединительных элементов 30, которые присоединены к первой соединительной части 18. Это обусловливается тем, что - исходя из центра статора 132 - вторые соединительные части 20 находятся на более длинном радиусе, чем первые соединительные части 18.

Фиг. 6 показывает примерный фрагмент конструкции статора 132, в пазах 28 которого размещены шаблонные обмотки 10. Шаблонные обмотки 10 поначалу могут быть соединены друг с другом соединительными элементами 30 только разъемно. Для этого первые соединительные части 18 шаблонных обмоток 10 пропускаются через сквозные отверстия 36 соединительных элементов 30.

Кроме того, можно видеть, что смежные шаблонные обмотки 10 имеют выступающие на разную длину первые соединительные части 18. Тем самым получается пилообразный порядок следования высот соединительных частей 18.

Фиг. 7 показывает по существу такое же изображение, как Фиг. 6. Однако здесь теперь соединительные элементы 30 соединены с соединительными частями 18 сваркой. Точки 38 сварки являются еще хорошо различимыми.

1. Шаблонная обмотка для статора (132) генератора (130) безредукторной ветроэнергетической установки (100), включающая:

электрический проводник (26), причем электрический проводник (26) имеет многочисленные витки, а также первый (19) и второй (23) концы, причем на первом конце (19) размещается первая соединительная часть (18) для соединения с соединительным элементом (30), и на втором конце (23) находится вторая соединительная часть (22) для соединения с дополнительным соединительным элементом (30), и при этом электрический проводник (26) включает алюминий или по существу состоит из алюминия.

2. Шаблонная обмотка по п. 1, причем генератор (130) представляет собой кольцевой генератор, предпочтительно с диаметром воздушного зазора по меньшей мере 4 м или 4,3 м.

3. Шаблонная обмотка по п. 1 или 2, причем соединительные части (18, 22) в каждом случае соответствуют по существу прямому участку электрического проводника (26), причем по меньшей мере одна из соединительных частей (18, 22) шаблонной обмотки (10) отогнута под углом относительно продольной оси (24) обмотки или параллельной продольной оси (24) обмотки линии, и/или другая соединительная часть (18, 22) ориентирована параллельно продольной оси (24) обмотки.

4. Шаблонная обмотка по одному из предшествующих пунктов, причем шаблонная обмотка (10) имеет по меньшей мере одну форму, при которой наружная дистанция (20) наружного витка по меньшей мере в области (21) наружного витка до геометрического центра (17) тяжести составляет более 40, 50 или 60 см, и по меньшей мере один из концов (19, 23) электрического проводника (26) на расстояние менее 20 см, предпочтительно менее 10 см или менее 5 см, отдален по меньшей мере от одной точки (25) в этой области (21).

5. Шаблонная обмотка по одному из предшествующих пунктов, причем проводник (26) имеет многочисленные слои, в частности два слоя, и слои выполнены соединяемыми друг с другом путем соединения соединительной части (18, 22) с соединительным элементом (30), и причем слои предпочтительно сформированы в каждом случае из алюминиевой плоской полосы, алюминиевой ленты или алюминиевой плоской проволоки.

6. Шаблонная обмотка по одному из предшествующих пунктов, причем шаблонная обмотка (10) имеет одну из по меньшей мере трех различных форм, причем по меньшей мере один из концов (19, 23) электрического проводника (26) шаблонной обмотки (10) согласно первой форме имеет дистанцию до геометрического центра (17) тяжести согласно первой форме, которая отличается от дистанции по меньшей мере одного из концов (19, 23) шаблонной обмотки (10) согласно второй форме до геометрического центра (17) тяжести шаблонной обмотки (10) согласно второй форме, и причем дистанция по меньшей мере одного из концов (19, 23) шаблонной обмотки (10) согласно третьей форме до геометрического центра (17) тяжести шаблонной обмотки (10) согласно третьей форме отличается от соответствующих дистанций концов (19, 23) шаблонных обмоток (10) согласно первой и второй формам.

7. Шаблонная обмотка по одному из предшествующих пунктов, причем проводник (26) или каждый слой проводника (26) шаблонной обмотки (10) имеет изоляцию, в частности посредством лакового и/или порошкового покрытия, причем предпочтительно в области соединительных частей (18, 22) изоляция не наносится или удалена.

8. Соединительный элемент для соединения соединительных частей (18, 22) шаблонной обмотки (10) по одному из пп. 1-7 с соединительной частью (18, 22) дополнительной шаблонной обмотки (10) по одному из пп. 1-7, причем соединительный элемент (30) соответствует U-образному алюминиевому листу с толщиной по меньшей мере 5 мм, который предпочтительно выштамповывается из алюминиевого листа с толщиной по меньшей мере 5 мм или вырезается лазерной резкой, причем соединительный элемент (30) на своих концах (34а, 34b) U-образной формы в каждом случае имеет сквозное отверстие (36) для введения соединительных частей (18, 22) одной из шаблонных обмоток (10).

9. Соединительный элемент по п. 8, отличающийся тем, что сквозное отверстие (36) является прямоугольным, для вставки соединительной части одной из шаблонных обмоток.

10. Устройство обмотки для статора (132) генератора (130) ветроэнергетической установки (100), включающее:

- многочисленные шаблонные обмотки (10) по одному из пп. 1-7, и

- многочисленные соединительные элементы (30), в каждом случае для электрического соединения двух соединительных частей (18, 22) двух шаблонных обмоток (10).

11. Устройство обмотки по п. 10, причем шаблонные обмотки (10) таким образом соединяются друг с другом, что устройство обмотки имеет шесть прядей, размещенных одна за другой повторно огибающими статор (132), причем, в частности первая и вторая пряди предназначены для первой фазы, третья и четвертая пряди предназначены для второй фазы, и пятая и шестая пряди предназначены для третьей фазы.

12. Устройство обмотки по п. 10 или 11, причем устройство обмотки подразделяется на многочисленные, в частности два, четыре, шесть или восемь сегментов, и одинаковые сегменты и/или фазы каждого сегмента подключены параллельно друг другу.

13. Устройство обмотки по одному из пп. 10-12, причем соединительные элементы (30), а также шаблонные обмотки (10), имеют по существу одинаковые коэффициенты теплового расширения.

14. Устройство обмотки по одному из пп. 10-13, причем группы из двенадцати следующих друг за другом первых соединительных частей (18) с шестью соединительными элементами (30) соединены таким образом, что между двумя соединенными первыми соединительными частями (18) размещаются пять первых соединительных частей (18), и в окружном направлении три следующих друг за другом перекрывающихся соединительных элемента (30) находятся на различных расстояниях и, соответственно, высотах от центра устройства обмотки, и первый, второй и третий соединительные элементы (30), которые размещаются друг за другом в окружном направлении, размещены повернутыми на 180 градусов относительно четвертого, пятого и шестого соединительных элементов (30), которые следуют друг за другом по окружному направлению.

15. Статор генератора (130) ветроэнергетической установки (100), включающий:

основной корпус (29) статора, в частности статорное кольцо (144), с многочисленными размещенными по окружности пазами (28), причем смежные пазы (28) в каждом случае отстоят друг от друга по существу на равных расстояниях,

многочисленные шаблонные обмотки (10) по одному из пп. 1-7, которые уложены в пазы (28), и

многочисленные соединительные элементы (30) по п. 8 или 9, которыми в каждом случае сваркой или пайкой соединены две соединительных части (18, 22) двух шаблонных обмоток (10), которые, в частности, соединены между собой с образованием устройства обмотки по одному из пп. 10-14.

16. Способ изготовления статора (132), в частности статора (132) по п. 15, причем шаблонные обмотки (10), в частности, по одному из пп. 1-7 уложены в пазы (28) основного корпуса (29) статора, и соединительные части (18, 22) шаблонных обмоток (10) в каждом случае вставлены в сквозное отверстие (36) соединительного элемента (30), и соединительные части (18, 22) в области сквозного отверстия (36) в каждом случае нагреваются так, что алюминий расплавляется, и после охлаждения создается соединение соединительного элемента (30) с данной соединительной частью (18, 22).

17. Способ по п. 16, причем смежные шаблонные обмотки (10) последовательно вставляют в пазы (28) основного корпуса (29) статора, причем предварительно определенное число первых вставляемых шаблонных обмоток (10) только частично вводится в пазы (28) или позиционируется перед пазами (28), и полностью вводится в соответствующие пазы (28) вместе с предварительно определенным числом напоследок вставляемых шаблонных обмоток (10).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в транспортных средствах. Технический результат - повышение напряжения и мощности двигательной установки.

Изобретение относится к электротехнике, к низкооборотным бесколлекторным электрическим машинам, преобразующим механическое вращательное движение в переменный электрический ток, и может быть использовано в энергетике, на транспорте или в качестве автономного источника электрического тока.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к статору электрической машины. Технический результат – улучшение электрических и термических свойств статора.

Изобретение относится к машиностроению. Мотор-колесо с повышенным магнитным сцеплением содержит колесо со встроенным в него электродвигателем, выполненным в виде асинхронной электромашины, статор которой закреплен на неподвижной оси колеса, и подвижный короткозамкнутый ротор.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям обмоток статоров машин переменного тока. Техническим результатом является повышение энергетических характеристик электрических машин переменного тока с числом пазов на полюс и фазу q=3.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к синхронным реактивным электрическим генераторам. Технический результат состоит в упрощении конструкции с соответствующим повышением надежности генератора и повышении точности поддержания его выходного напряжения.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение стабильности работы машины.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к обмотке генератора. Обмотка включает многочисленные катушки, намотанные из плоского ленточного проводника, каждый из которых имеет два конца.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – улучшение массогабаритных характеристик.

Изобретение относится к электротехнике. Обмотка электрической машины имеет центральную катушку в центре поля в полюсной паре и вспомогательные катушки в поле каждого из двух полюсов в полюсной паре в статоре.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключатся в расширении функциональных возможностей и повышении надежности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при конструировании асинхронных электрических двигателей, питаемых от преобразователей частоты.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении изготовления.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к статору электрической машины. Технический результат – улучшение электрических и термических свойств статора.

Изобретение относится к машиностроению. Мотор-колесо с повышенным магнитным сцеплением содержит колесо со встроенным в него электродвигателем, выполненным в виде асинхронной электромашины, статор которой закреплен на неподвижной оси колеса, и подвижный короткозамкнутый ротор.

Изобретение относится к транспортным средствам. Транспортное средство с гибридной силовой установкой содержит, в том числе, синхронный необращаемый генератор и асинхронный обращаемый электродвигатель.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к обмотке генератора. Обмотка включает многочисленные катушки, намотанные из плоского ленточного проводника, каждый из которых имеет два конца.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к статору электрической машины. Технический результат – повышение технологичности изготовления статора для машин большой мощности.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, в частности электрогенераторам постоянного тока, и может быть использовано в любой области науки и техники, где требуются автономные источники питания.

Изобретение касается электрической машины. Обмотки машины разделены на ветви, и по меньшей мере одна ветвь имеет некоторое количество s последовательно включенных катушек.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкции статора асинхронного двигателя. Технический результат - повышение мощности двигателя.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение технологичности производства. Шаблонная обмотка для статора генератора безредукторной ветроэнергетической установки включает электрический проводник, причем электрический проводник имеет многочисленные витки, а также первый и второй концы. При этом на первом конце размещается первая соединительная часть для соединения с соединительным элементом. На втором конце находится вторая соединительная часть для соединения с дополнительным соединительным элементом. Электрический проводник включает алюминий или по существу состоит из алюминия. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх