定子组件和方法

技术领域

本公开涉及定子组件和用于提供定子组件的方法。

背景技术

现代风力涡轮通常用来将电力供应到电力网中。这种类型的风力涡轮大体上包括塔架和布置在塔架上的转子。典型地包括毂和多个叶片的转子在风对叶片的影响下开始旋转。所述旋转生成扭矩，该扭矩通常通过转子轴直接地(“直接驱动”或“无齿轮传动”)或通过使用齿轮箱传递到发电机。这样，发电机产生可供应到电力网的电力。

风力涡轮发电机和诸如马达的其它电机大体上包括转子和定子。转子相对于定子旋转。转子可为内部结构，并且定子可为其它结构。因此，定子可包围转子。备选地，在其它构造中，该布置可相反，其中转子包围定子。

大型发电机(如在现代风力涡轮中)可为永磁励磁发电机(PMG)或电励磁发电机。

在永磁发电机中，永磁体(PM)大体上布置在转子上，而绕组元件(即，线圈)通常包括在定子中。备选地，永磁体也可布置在定子结构中，并且绕组元件布置在转子结构中。永磁发电机大体上是可靠的，并且比其它类型的发电机需要更少的维护。

另一方面，电励磁发电机大体上包括具有多个极靴和励磁绕组(即，线圈)的转子。在使用中，电流被施加到励磁线圈。所施加的电流产生极的极性，其中相邻的极具有不同的磁极性。当转子转动时，来自极靴的磁场被施加到定子的绕组，在定子绕组中导致可变的磁通，并在定子绕组中产生电压。因此，在电励磁发电机中，用于生成电功率的磁场是电产生的，并且因此不需要永磁体。

诸如马达或发电机的电机的电磁部件可被冷却以减少与热相关联的能量损失。为此，可提供冷却系统来冷却转子的电磁部件，即，永磁体、电绕组。电机可包括冷却入口，以围绕上文提到的电磁部件分配冷却流体。然而，电机的内部几何形状可能阻碍流分配，导致显著不均匀的冷却。这可导致一些电磁部件相比于其它部件在不同的温度下操作，从而降低整个电机的效率。

另外地，有一种趋势是制造更大的风力涡轮来捕获更多的风并将风的能量转化成电力，例如所谓的“多兆瓦”风力涡轮。特别是在直接驱动风力涡轮中，这可导致具有非常大的尺寸的发电机(例如，轴向长度为3或4或5米或更长，并且具有6米、8米、10米或更大的直径)。这在这样的大型电机的制造、组装、运输以及还有冷却方面表现出具体的挑战。

本文中描述的电机的类型和潜在问题不限于风力涡轮发电机。事实上，具有相当大尺寸的电机(即，蒸汽涡轮和水力涡轮)可能遭受相同的冷却和制造问题或复杂情况。

因此，本公开提供了用于至少部分地克服上述挑战中的一些的方法和系统。

发明内容

在本公开的一方面，提供了一种用于电机的定子组件。定子组件包括限定环扇段(ring sector)的多个定子框架。定子框架安装到彼此以形成定子轮圈。定子轮圈具有构造成承载电磁有源定子元件的周向侧。此外，周向侧面向在定子组件和转子之间的空气间隙。此外，多个定子框架至少部分地形成空气分配通道。空气分配通道从定子框架中的至少一个延伸到定子框架中的另一个中，以用于沿着定子轮圈的周向方向分配空气。

根据该方面，与整个的定子轮圈相比，定子组件包括多于一个定子框架的事实导致每个框架的重量和尺寸方面的显著减少。这允许使用标准制造技术，并且还允许降低从制造工厂到风力涡轮现场的运输和物流(logistics)的复杂性。此外，该构造允许在故障情况下选择性地更换定子的环扇段，并且因此其可降低总体维护成本。另外地，多个定子框架至少部分地形成用于周向空气分配的空气分配通道。这促进了更均匀的冷却，并且同时可允许降低冷却流率以实现给定的总体热交换。因此，可采用功率较小的冷却系统。此外，由于所形成的定子轮圈的不同定子框架处于内部流体连通，定子组件允许结合现有冷却系统的更通用的构造，即并非所有定子框架都可能需要空气入口来进行有效的热交换。

在本文中，环扇段可被视为包围在两个半径和圆弧之间的环的一部分。若干联接在一起的环扇段可形成完整的环。在本公开中，定子轮圈可形成为环。环扇段在本文中可为圆扇段的部分。即，在其中定子是中心结构并且转子径向地包围定子的实施例中，各种定子框架可形成包括用于形成定子的轮圈部分的环扇段的圆扇段。

在另外的方面，提供了一种用于提供定子组件的方法。该方法包括提供限定环扇段的至少两个定子框架。每个定子框架至少部分地形成空气分配通道，用于沿着周向方向横跨定子框架分配空气。此外，该方法包括：提供至少两个定子框架，该定子框架限定环扇段，每个定子框架至少部分地形成空气分配通道，用于沿着周向方向横跨定子框架分配空气；以及在定子框架的径向端壁处将定子框架联接在一起，以便形成定子轮圈，其中，径向端壁包括空气分配孔口。

根据该另外的方面，该方法使得能够通过将定子框架联接在一起来实现定子轮圈的组装。因此，该方法允许制造限定环扇段的定子框架，以便以后形成定子组件。这降低了制造复杂性、减少了空间和运输物流、并降低了在运输和存储期间的起重要求。

本公开的实施例的另外的目的、优点和特征在本领域技术人员研究说明书之后对于本领域技术人员而言将变得显而易见，或者可通过实践本发明而了解。

技术方案1. 一种用于包括定子和转子(300)的电机的定子组件，所述电机具有沿着纵向方向(LD)的旋转轴线以及在所述定子和所述转子(300)之间的径向空气间隙，所述定子组件包括：

多个定子框架(110, 120, 130)，其限定环扇段并安装到彼此以形成定子轮圈(100)，所述定子轮圈(100)具有周向侧(140)，所述周向侧(140)构造成承载电磁有源定子元件(141)并且面向所述空气间隙，并且其中

所述多个定子框架(110, 120, 130)至少部分地形成空气分配通道，

所述空气分配通道从所述定子框架(110, 120, 130)中的至少一个延伸到所述定子框架(110, 120, 130)中的另一个中，以用于沿着所述定子轮圈(100)的周向方向分配空气。

技术方案2. 根据技术方案1所述的定子组件，其中，至少一个定子框架(110,120, 130)包括径向端壁(200)，所述径向端壁(200)在周向方向上界定相应的所述环扇段，并且具有空气分配孔口(201, 202, 203)。

技术方案3. 根据技术方案2所述的定子组件，其中，所述定子框架构造成在所述径向端壁(200)处联接在一起。

技术方案4. 根据技术方案2或3所述的定子组件，其中，所述径向端壁(200)限定从所述定子框架(110, 120, 130)的径向外侧到其径向内侧的两个结构负载路径(205,206)，所述结构负载路径(205, 206)基本上是直的。

技术方案5. 根据技术方案4所述的定子组件，其中，所述两个结构负载路径(205,206)在彼此之间形成在40度和70度之间、具体地在50度和60度之间的角度。

技术方案6. 根据技术方案2至5中任一项所述的定子组件，其中，所述空气分配孔口(201, 202, 203)包括具有倒圆拐角的基本上三角形的形状的主孔口(201)，其中，三角形边缘基本上平行于所述定子框架的所述径向外侧，并且其它两个边缘基本上平行于所述两个负载路径(205, 206)的方向。

技术方案7. 根据技术方案6所述的定子组件，其中，所述主孔口(201)的倒圆拐角的曲率半径在所述主孔口的高度的10%和35%之间，具体地在所述主孔口的高度的15%和30%之间。

技术方案8. 根据技术方案6或7所述的定子组件，其中，所述空气分配孔口(201,202, 203)包括一个或多个副孔口(202, 203)，所述副孔口小于所述主孔口。

技术方案9. 根据技术方案8所述的定子组件，其中，所述副孔口(202, 203)具有基本上三角形的形状，并且具有平行于所述负载路径(205, 206)的方向中的一个的基本上直的边缘。

技术方案10. 根据技术方案1至9中任一项所述的定子组件，还包括侧壁(160,170)，所述侧壁(160, 170)沿着所述纵向方向(LD)彼此分离并在所述纵向方向(LD)上界定所述定子轮圈(100)。

技术方案11. 根据技术方案10所述的定子组件，其中，所述侧壁(160, 170)与所述定子框架(110, 120, 130)一体地形成。

技术方案12. 根据技术方案10或11所述的定子组件，其中，一个或多个空气入口(188)布置在第一侧壁(160)上，并且一个或多个空气出口(190)布置在第二侧壁(170)上。

技术方案13. 一种发电机，其包括根据技术方案1至12中任一项所述的定子组件。

技术方案14. 一种直接驱动风力涡轮，其包括根据技术方案13所述的发电机。

技术方案15. 一种用于组装定子组件的方法(400)，所述方法包括：

提供(401)限定环扇段的至少两个定子框架(110, 120, 130)，每个定子框架(110, 120, 130)至少部分地形成空气分配通道，用于沿着周向方向横跨所述定子框架(110, 120, 130)分配空气，和

将所述定子框架(110, 120, 130)在所述定子框架的径向端壁处联接(402)在一起，以便形成定子轮圈(100)，其中，所述径向端壁(200)包括空气分配孔口(201, 202,203)。

附图说明

图1示意性地图示了风力涡轮的一个示例的透视图；

图2图示了风力涡轮的毂和机舱的示例；

图3示意性地图示了定子组件的示例的透视前视图；

图4示意性地图示了图3的定子组件的示例的透视后视图；

图5示意性地图示了图2和图3的示例性定子框架中的一个的径向端壁的详细视图；

图6示意性地图示了横跨包括根据图3至图5中示出的示例的定子组件的发电机组件的详细横截面视图；

图7图示了用于提供定子组件的方法的示例的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本教导的实施例，其一个或多个示例在附图中被图示。每个示例通过解释本发明的方式被提供，而不是作为对本发明的限制。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本教导的范围或精神的情况下，可进行各种改型和变型。例如，作为一个实施例的部分被图示或描述的特征可与另一个实施例一起使用，以产生又一另外的实施例。因此，意图是，本公开覆盖如归入所附权利要求书的范围内的这样的改型和变型及其等同物。

图1是风力涡轮10的示例的透视图。在该示例中，风力涡轮10是水平轴式风力涡轮。备选地，风力涡轮10可为竖直轴式风力涡轮。在该示例中，风力涡轮10包括从在地面12上的支撑系统14延伸的塔架15、安装在塔架15上的机舱16以及联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转的毂20和至少一个转子叶片22，该至少一个转子叶片22联接到毂20并从毂20向外延伸。在该示例中，转子18具有三个转子叶片22。在备选实施例中，转子18包括多于或少于三个转子叶片22。塔架15可由管状钢制成，以在支撑系统14和机舱16之间限定腔体(图1中未示出)。在备选实施例中，塔架15是具有任何合适高度的任何合适类型的塔架。根据备选方案，该塔架可为混合塔架，其包括由混凝土制成的部分和管状钢部分。还有，塔架可为部分格构(lattice)塔架或全格构塔架。

转子叶片22围绕毂20间隔开，以便于旋转转子18，从而使动能能够从风能转换成可用的机械能，并随后转换成电能。转子叶片22通过在多个负载转移区域26处将叶片根部部分24联接到毂20而配合到毂20。负载转移区域26可具有毂负载转移区域和叶片负载转移区域(二者在图1中均未示出)。诱导至转子叶片22的负载经由负载转移区域26转移到毂20。

在示例中，转子叶片22可具有范围为从约15米(m)至约90 m或更长的长度。转子叶片22可具有使得风力涡轮10能够如本文中描述的那样起作用的任何合适的长度。例如，叶片长度的非限制性示例包括20 m或更短、37 m、48.7 m、50.2 m、52.2 m或大于91 m的长度。当风从风向28冲击转子叶片22时，转子18围绕旋转轴线30旋转。当转子叶片22旋转并受到离心力时，转子叶片22也受到各种力和力矩。照此，转子叶片22可从中性或非偏转位置偏转和/或旋转到偏转位置。

此外，转子叶片22的变桨角度(即，确定转子叶片22相对于风向的取向的角度)可由变桨系统32改变，以通过调节至少一个转子叶片22相对于风矢量的角向位置来控制由风力涡轮10生成的负载和功率。示出了转子叶片22的变桨轴线34。在风力涡轮10的操作期间，变桨系统32可特别地改变转子叶片22的变桨角度，使得转子叶片(的部分)的攻角减小，这有利于减小旋转速度和/或有利于转子18的停止。

在该示例中，每个转子叶片22的叶片变桨由风力涡轮控制器36或由变桨控制系统80单独控制。备选地，所有转子叶片22的叶片变桨可由所述控制系统同时控制。

此外，在该示例中，随着风向28改变，机舱16的偏航方向可围绕偏航轴线38旋转，以相对于风向28定位转子叶片22。

在该示例中，风力涡轮控制器36示出为集中在机舱16内，然而，风力涡轮控制器36可为遍布风力涡轮10、在支撑系统14上、在风电场内和/或在远程控制中心处的分布式系统。风力涡轮控制器36包括处理器40，处理器40配置成执行本文中描述的方法和/或步骤。此外，本文中描述的许多其它部件包括处理器。

如本文中所使用的，术语“处理器”不限于在本领域中被称为计算机的集成电路，而是广泛地指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在本文中可互换地使用。应当理解，处理器和/或控制系统也可包括存储器、输入通道和/或输出通道。

图2是风力涡轮10的一部分的放大截面视图。在该示例中，风力涡轮10包括机舱16和能够旋转地联接到机舱16的转子18。更具体地，转子18的毂20通过主轴44、齿轮箱46、高速轴48和联轴器50能够旋转地联接到定位在机舱16内的发电机42。在该示例中，主轴44设置成至少部分与机舱16的纵向轴线(未示出)同轴。主轴44的旋转驱动齿轮箱46，齿轮箱46随后通过将转子18和主轴44的相对慢的旋转移动转化为高速轴48的相对快的旋转移动来驱动高速轴48。高速轴48借助于联轴器50连接到发电机42，以用于生成电能。此外，变压器90和/或合适的电子设备、开关和/或逆变器可布置在机舱16中，以便将具有400 V至1000 V之间的电压的由发电机42生成的电能变换成具有中压(10-35 KV)的电能。所述电能经由电力线缆从机舱16传导到塔架15中。

齿轮箱46、发电机42和变压器90可由机舱16的主支撑结构框架支撑，该主支撑结构框架任选地实施为主框架52。齿轮箱46可包括通过一个或多个扭矩臂103连接到主框架52的齿轮箱壳体。在该示例中，机舱16还包括主前支撑轴承60和主后支撑轴承62。此外，发电机42可通过脱离支撑装置54安装到主框架52，特别是为了防止发电机42的振动被引入到主框架52中并因此导致噪声发射源。

任选地，主框架52构造成承载由转子18和机舱16的部件的重量以及由风和旋转负载导致的全部负载，并且此外还将这些负载引入到风力涡轮10的塔架15中。转子轴44、发电机42、齿轮箱46、高速轴48、联轴器50以及任何相关联的紧固、支撑和/或固定设备(包括但不限于支撑件52以及前支撑轴承60和后支撑轴承62)有时被称为传动系64。

在一些示例中，风力涡轮可为没有齿轮箱46的直接驱动风力涡轮。在直接驱动风力涡轮中，发电机42以与转子18相同的旋转速度操作。因此，它们大体上相比于具有齿轮箱46的风力涡轮中使用的发电机具有大得多的直径，以用于相比于具有齿轮箱的风力涡轮提供相似量的功率。

机舱16还可包括偏航驱动机构56，偏航驱动机构56可用于使机舱16旋转，并且因此也使转子18围绕偏航轴线38旋转，以控制转子叶片22相对于风向28的视角。

为了相对于风向28适当地定位机舱16，机舱16还可包括至少一个气象测量系统58，该系统可包括风向标和风速计。气象测量系统58可向风力涡轮控制器36提供信息，该信息可包括风向28和/或风速。在该示例中，变桨系统32至少部分地布置为毂20中的变桨组件66。变桨组件66包括一个或多个变桨驱动系统68和至少一个传感器70。每个变桨驱动系统68联接到相应的转子叶片22(在图1中示出)，用于沿着变桨轴线34调制转子叶片22的变桨角度。图2中仅示出了三个变桨驱动系统68中的一个。

在该示例中，变桨组件66包括至少一个变桨轴承72，该变桨轴承72联接到毂20和相应的转子叶片22(图1中示出)，用于使相应的转子叶片22围绕变桨轴线34旋转。变桨驱动系统68包括变桨驱动马达74、变桨驱动齿轮箱76和变桨驱动小齿轮78。变桨驱动马达74联接到变桨驱动齿轮箱76，使得变桨驱动马达74将机械力施加到变桨驱动齿轮箱76。变桨驱动齿轮箱76联接到变桨驱动小齿轮78，使得变桨驱动小齿轮78由变桨驱动齿轮箱76旋转。变桨轴承72联接到变桨驱动小齿轮78，使得变桨驱动小齿轮78的旋转导致变桨轴承72的旋转。

变桨驱动系统68联接到风力涡轮控制器36，用于在从风力涡轮控制器36接收到一个或多个信号时调节转子叶片22的变桨角度。在该示例中，变桨驱动马达74是由电功率和/或液压系统驱动的任何合适的马达，其使得变桨组件66能够如本文中所描述的那样起作用。备选地，变桨组件66可包括任何合适的结构、构造、布置和/或部件，诸如但不限于液压缸、弹簧和/或伺服机构。在某些实施例中，变桨驱动马达74由从毂20的旋转惯量和/或向风力涡轮10的部件供应能量的存储能量源(未示出)提取的能量驱动。

变桨组件66还可包括一个或多个变桨控制系统80，用于在特定的优先情况下和/或在转子18超速期间根据来自风力涡轮控制器36的控制信号来控制变桨驱动系统68。在该示例中，变桨组件66包括至少一个变桨控制系统80，该变桨控制系统80通信地联接到相应的变桨驱动系统68，用于独立于风力涡轮控制器36控制变桨驱动系统68。在该示例中，变桨控制系统80联接到变桨驱动系统68和传感器70。在风力涡轮10的正常操作期间，风力涡轮控制器36可控制变桨驱动系统68来调节转子叶片22的变桨角度。

根据实施例，例如包括电池和电容器的功率发生器84布置在毂20处或毂20内，并且联接到传感器70、变桨控制系统80和变桨驱动系统68，以向这些部件提供功率源。在该示例中，功率发生器84在风力涡轮10的操作期间向变桨组件66提供持续的功率源。在备选实施例中，功率发生器84仅在风力涡轮10的电功率损失事件期间向变桨组件66提供功率。电功率损失事件可包括电力网损失或电压跌落(dip)、风力涡轮10的电力系统的故障和/或风力涡轮控制器36的失效。在电功率损失事件期间，功率发生器84操作以向变桨组件66提供电功率，使得变桨组件66可在电功率损失事件期间操作。

在该示例中，变桨驱动系统68、传感器70、变桨控制系统80、线缆和功率发生器84各自定位在由毂20的内表面88限定的腔体86中。在备选实施例中，所述部件相对于毂20的外表面定位，并且可直接地或间接地联接到外表面。

图3和图4分别示出了用于电机的定子组件的示例的透视前视图和透视后视图。在任何的以下示例中，电机可为发电机，并且在任何的以下示例中，发电机可为风力涡轮发电机，并且特别地是直接驱动风力涡轮的风力涡轮发电机。

定子组件包括限定环扇段的多个定子框架110、120、130。定子框架110、120、130安装到彼此以形成定子轮圈100。定子轮圈100具有周向侧140，该周向侧140构造成承载电磁有源定子元件(未图示)，并且面向在电机的定子组件和转子之间的空气间隙。多个定子框架110、120、130至少部分地形成空气分配通道。空气分配通道从定子框架110、120、130中的至少一个延伸到定子框架110、120、130中的另一个中。因此，空气分配通道构造成用于沿着定子轮圈100的周向方向分配空气。

在一些示例中，定子框架110、120、130可包括在周向方向上界定相应的环扇段的径向端壁200。径向端壁200为定子框架110、120、130提供强度和刚度。此外，径向端壁200可具有空气分配孔口201，以促进围绕定子轮圈100的内部的切向空气分配。

径向端壁可构造成用于将相邻定子框架安装到彼此。为此，径向端壁可包括开口或孔，其用于接收诸如螺栓或螺柱或其它部件的紧固件以连接到彼此。

在一些示例中，定子组件可包括在纵向方向LD上界定定子轮圈100的侧壁160、170。如图3和图4中示出的，侧壁160、170可与定子框架110、120、130一体地形成。备选地，侧壁160、170可为联接到定子框架110、120、130的独立部件。侧壁160、170至少部分地封闭定子轮圈100，并且对其内部的切向空气流流通有贡献。

在图3和图4中示出的示例中，定子组件可径向地布置在发电机转子的内部，即发电机转子可径向地包围发电机定子。如图3和图4中所图示的，定子组件可限定径向外侧140和径向内侧150，径向外侧140包括径向界定壁，径向内侧150不包括这样的界定壁。为了更好地可视化内部元件(即，径向端壁200)，在本示例中省略了径向内壁。这样的界定壁也可存在于本公开的定子组件中，或者可为独立发电机结构的部分。在本文中，术语“径向内侧”和“径向外侧”仅用于解释目的。事实上，对于其中定子组件包围转子的电机来说，关于这些径向侧的技术特征可能相反。

此外，图3示出形成定子轮圈100的定子框架110、120、130还可包括周向地分布的结构元件210。图3和图4中图示的示例示出结构元件210可为基本上包含在垂直于周向方向的平面中的凸缘。此外，凸缘可包括空气分配孔口211。围绕定子轮圈100的结构元件的形状、数量和分布可根据定子组件的具体要求而变化。例如，结构元件可为布置成具有周向对称性的梁。备选地，结构元件可布置成没有周向对称性，以为另外的部件提供专用的自由空间。在其它示例中，结构元件可为包含在相对于周向方向成角度的平面中的凸缘。

另外地，图3和图4还示出示例性定子组件包括用于接收布置在第一侧壁160上的空气入口(未图示)的一个或多个开口180和布置在第二侧壁170上的一个或多个空气出口190。在该示例中，第二侧壁170可在受驱动侧(即，用于驱动发电机转子的风力涡轮转子可位于的一侧)上，并且第一侧壁160可布置在非受驱动侧上。

在图3和图4的本示例中，开口180和空气出口190仅被图示为侧壁160、170中的孔口。然而，开口180、空气入口和空气出口190可包括流线型几何形状，以提供到定子组件和来自定子组件的平滑的流入和流出过渡。另外地，开口180(和相应的空气入口)和空气出口190的数量和分布可不同于图示的示例。例如，定子组件包括多个定子框架110、120、130，其中定子框架110、120、130中的至少一个不包括空气入口，这种情况也是可能的。为此，注意，所有定子框架110、120、130不一定需要相同。将关于图6更详细地讨论空气入口和空气出口190的可能分布。

图4还示出第二侧壁170可包括构造成接收连结板172的凹部区域。连结板172可用来将侧壁170连接在一起。因此，定子组件的侧壁可由若干壁部段构建成，从而导致改进的人机工程学和可制造性，以及通过移除这样的壁部段简化维护操作。连结板172可布置在所述凹进区域上，并可通过螺栓或相似的紧固件固连到相邻的壁部段。尽管在图4中未示出，但壁部段之间的空间可被密封，以保持发电机内部的受保护环境。硅树脂可用来密封这样的空间。

图5是示例性定子框架的径向端壁200的示例的详细视图。如图5中示出的，径向端壁200可包括多个空气分配孔口201、202、203。此外，图5还图示凸缘210的空气分配孔口211、212可沿着周向方向与径向端壁200的空气分配孔口201、202基本上对齐。此外，图5还示出对齐的空气分配孔口(即201-211、202-212)可具有相似的形状和尺寸。因此，孔口的这种分布使周向路径没有障碍物和阻碍物，这促进空气沿着周向方向流动。在其它示例中，结构元件可为梁，其布置成使得上面提到的周向路径没有阻碍物，或者至少基本上没有阻碍物。

另外地，图5示出径向端壁200可限定两个结构负载路径205、206。在本文中，结构负载路径已经用虚线图示出，但这些应当理解为作用在周向侧140(这里是径向外侧)上的负载可遵循其而沿着径向端壁200到达径向内侧150并且反之亦然的路径。在本示例中，负载路径205、206遵循沿着径向端壁200的基本上直的路径将周向侧140连接到径向内侧150。如将关于图6讨论的，类似的负载路径也可形成在凸缘210上。

图5中图示的示例还示出两个结构负载路径205、206可在彼此之间形成在40度和70度之间(具体地在50度和60度之间)的角度。这个角度范围允许将负载高效地分散到不同的部件中，从而增加定子组件的强度能力。负载路径205、206在基本上直的方向上以连续材料形成。因此，负载路径205、206可在其侧部具有孔口201、202、203，至少部分地界定该孔口201、202、203。

此外，径向端壁200的多个空气分配孔口201、202、203可包括具有基本上三角形的形状的主孔口201。主孔口201可具有基本上平行于定子轮圈100的径向外侧140的边缘和平行于两个负载路径205、206的方向的其它两个边缘。此外，基本上三角形的主孔口201可包括倒圆拐角，以减小可能潜在地影响径向端壁200的完整性的局部应力。更具体地，主孔口201的倒圆拐角的曲率半径在主孔口的高度的10%和35%之间，具体地在主孔口的高度的15%和30%之间。

此外，多个空气分配孔口还可包括具有平行于负载路径205、206的方向中的一个的基本上直的边缘的副孔口202、203。特别地，副孔口202、203可具有基本上三角形的形状，并且可包括倒圆拐角，这也是为了减轻局部应力。三角形副孔口202、203的倒圆拐角的曲率半径可在副孔口的高度的30%和60%之间。副孔口202、203可小于主孔口201。

如先前所公开的，关于定子框架110、120、130的径向端壁200的技术特征也可包括在定子轮圈100中，或者可为联接到定子框架110、120、130或定子轮圈100的(一个或多个)单独部件的部分。

图5中图示的示例还示出径向端壁200还可包括用于接收紧固件的接收部(receptacle)204。另外地，定子组件还可包括紧固件。紧固件可将定子框架110、120、130联接在一起。接收部204可围绕径向端壁200的周边布置。在一些示例中，接收部204可为通孔，而在其它示例中，接收部204可为螺纹盲孔。在其它示例中，接收部204可为通孔和螺纹盲孔的组合。此外，侧壁(在该示例中为第二侧壁170)还可包括另外的接收部171，以连接侧壁部段之间的连结板172(在图4中图示)。

图6是风力涡轮发电机的详细横截面视图。在图示示例中，风力涡轮发电机42包括根据本公开的转子300和定子组件。图6图示了示例性冷却空气流路径，其中虚线箭头表示相对冷的空气，并且实线箭头表示相对暖的空气。如所图示的，冷却空气可通过空气入口188提供至定子组件。一旦空气在定子组件内部，径向端壁200(这里未图示)中的空气分配孔口201、202、203和凸缘210中的空气分配孔口211、212、213允许冷却空气在通过空气出口190离开定子组件之前沿着空气分配通道并围绕定子组件周向地行进。然后，空气流在由空气出口收集之前围绕定子组件并在转子300和定子组件的定子轮圈100之间行进。更具体地，空气流沿着有源转子部分301和有源定子部分141之间的空气间隙行进。定子和转子的有源部分可为永磁体、线圈、绕组和它们的组合。因此，空气分配通道能够实现围绕定子轮圈100的高效冷却，以补偿具有有限数量的空气入口188和空气出口190和甚至空气入口188和空气出口190的分布不均匀的情况。由于空间限制或其它操作要求，这允许将空气入口188和空气出口190布置成多种构造，即对称构造和非对称构造。

在本公开的另一方面，公开了一种用于电机的定子组件。该定子组件包括安装到彼此以形成定子轮圈100的多个环扇段110、120、130。此外，环扇段110、120、130包括具有周向侧的定子轮圈100的扇段，该周向侧构造成承载电磁有源定子元件，并且面向与转子的空气间隙。此外，定子轮圈100具有在电机的第一轴向侧处的第一侧壁160和在第二轴向侧处的第二侧壁170。此外，定子轮圈100具有在环扇段的第一周向端部处的第一径向端壁200以及在环扇段110、120、130的第二周向端部处的第二径向端壁。另外地，第一径向端壁和第二径向端壁200包括一个或多个空气分配孔口211、212、213。因此，定子组件限定空气分配路径，其促进定子组件内部和围绕定子组件的切向空气分配。

此外，空气分配孔口可对齐，并且可具有相似的形状和尺寸。更具体地，图6示出凸缘210中的孔口211、212、213可基本上复制(replicated)在随后的凸缘中。另外地，图6还图示空气分配孔口211、212、213(在凸缘200中和在径向端壁200中)基本上限定从周向轮圈100的径向外侧140到内侧150的两个结构负载路径205、206。

在本公开的另一个方面，提供了一种方法400。方法400适合于组装定子组件。方法400在图7中示意性地被图示。

该方法包括：在框401，提供至少两个定子框架110、120、130。每个定子框架110、120、130限定环扇段，并且至少部分地形成空气分配通道，用于沿着周向方向横跨定子框架110、120、130分配空气。此外，方法400包括：在框402，将定子框架110、120、130联接在一起，以便形成周向轮圈。

就这一点而言，定子框架110、120、130可限定具有不同弧角的环扇段，即，第一定子框架可限定具有90度弧角的环扇段，并且第二定子框架可限定具有270度弧角的环扇段，第一定子框架可限定具有180度弧角的环扇段，并且第二定子框架可限定具有180度弧角的环扇段，或者其它组合。

根据该方面，该方法允许组装由多个独立的定子框架110、120、130形成的定子周向轮圈100。定子框架110、120、130的所述独立性降低了定子轮圈100的总体制造复杂性。此外，它还简化了与定子轮圈的存储和运输相关的物流，并且同时降低了在运输操作期间相关联的装备的起重要求。

在示例中，在框401中提供的定子框架110、120、130还包括在周向方向上界定定子框架110、120、130的径向端壁200和在径向端壁200之间的凸缘210。径向端壁200和凸缘210可包括周向地对齐的空气分配孔口211、212、213。另外地，框402中的联接步骤可通过将紧固件插在位于径向端壁200上的接收部204上来执行。此外，还可使用在定子框架110、120、130之间的连接板172来执行联接。方法400的这些另外的步骤允许固连定子组件，从而在操作电机之前提供安全且易于接近的联接。

关于定子组件或其的任何部件描述的任何技术特征也可包括在用于组装定子组件的方法400中。

本书面描述使用示例来公开本教导，包括优选实施例，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本文中公开的教导，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构要素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有无实质差别的等同结构要素，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。本领域普通技术人员可混合和匹配来自所描述的各种实施例的方面以及每个这样的方面的其它已知等同物，以根据本申请的原理构造另外的实施例和技术。如果与附图相关的参考标记被置于权利要求中的括号中，那么它们仅仅是为了试图提高权利要求的可理解性，而不应被解释为限制权利要求的范围。