無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備(100)的發(fā)電機(jī)(1)，其具有定子(2)和電樞(4)，其中定子(2)和/或電樞(4)具有由鋁制成的繞組(14，30)。
【專利說(shuō)明】無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)以及一種具有這樣的發(fā)電機(jī)的風(fēng)能設(shè)備和一種用于架設(shè)風(fēng)能設(shè)備的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備通常是已知的。所述風(fēng)能設(shè)備具有空氣動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子，所述空氣動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子由風(fēng)驅(qū)動(dòng)直接使得電動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)轉(zhuǎn)子為了避免混淆也被稱為電樞?？諝鈩?dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子和電樞在此剛性地耦聯(lián)并且具有相同的轉(zhuǎn)速。因?yàn)榭諝鈩?dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子在現(xiàn)代風(fēng)能設(shè)備中相對(duì)慢地旋轉(zhuǎn)，例如在5轉(zhuǎn)每分鐘和25轉(zhuǎn)每分鐘之間的范圍中，所以電樞也相應(yīng)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。由于這個(gè)原因，現(xiàn)代的無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)是具有大的直徑的多極發(fā)電機(jī)。
[0003]這樣大的發(fā)電機(jī)因此具有下述缺點(diǎn):所述發(fā)電機(jī)由于其尺寸而難以操作、尤其是難以安裝并且會(huì)因其尺寸而在運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題。所述發(fā)電機(jī)具有大型銅繞組進(jìn)而也是非常重的。相應(yīng)地,承載結(jié)構(gòu)必須耗費(fèi)地構(gòu)成。
[0004]銅由于其良好的電特性當(dāng)然尤其適合作為用于發(fā)電機(jī)中的電導(dǎo)線的材料。特別地，迄今為止不存在以足夠的量存在的、具有如銅這樣高的傳導(dǎo)能力并且在此同時(shí)可相對(duì)無(wú)問(wèn)題地加工以及在此基本上在整個(gè)溫度范圍上具有其特性的其它任何材料，所述溫度范圍在地面上在風(fēng)能設(shè)備能夠樹(shù)立的位置處自然出現(xiàn)。通過(guò)高的傳導(dǎo)能力因此可行的是，在相應(yīng)的位置處相應(yīng)小地構(gòu)造發(fā)電機(jī)。
[0005]發(fā)電機(jī)中的結(jié)構(gòu)尺寸目前尤其是受到運(yùn)輸限制。因此尤其是5m的發(fā)電機(jī)直徑、即發(fā)電機(jī)的外直徑是發(fā)電機(jī)運(yùn)輸?shù)呐R界尺寸。相應(yīng)地，氣隙直徑、即發(fā)電機(jī)在氣隙的范圍中的直徑是相應(yīng)小的。氣隙位于定子和電樞之間并且其直徑(在內(nèi)電樞的情況下)比發(fā)電機(jī)的總直徑小定子的兩倍厚度，或者(在外電樞的情況下)比發(fā)電機(jī)的總直徑小轉(zhuǎn)子的兩倍厚度。在此氣隙直徑完全決定性地確定發(fā)電機(jī)的效率和導(dǎo)電能力。換句話說(shuō)，力求達(dá)到盡可能大的氣隙直徑。相應(yīng)地，盡可能細(xì)長(zhǎng)地構(gòu)成位于外部的定子或者位于外部的轉(zhuǎn)子，由此氣隙直徑在所給定的大約5m的外直徑中能夠盡可能大地設(shè)計(jì)。
[0006]一種可能性在于:沿著軸向方向擴(kuò)寬發(fā)電機(jī)、即使得發(fā)電機(jī)更長(zhǎng)。由此能夠基本上在氣隙直徑相同的情況下使發(fā)電機(jī)的額定功率提高。當(dāng)然沿著軸向方向的這樣的延長(zhǎng)具有穩(wěn)定性問(wèn)題。特別地，當(dāng)發(fā)電機(jī)的位于氣隙外部的部分盡可能細(xì)長(zhǎng)地構(gòu)成時(shí)，這樣的更長(zhǎng)地設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)會(huì)快速地到達(dá)其穩(wěn)定性極限。此外在此，繞組具有大的重量，但是基本上不會(huì)有助于機(jī)械穩(wěn)定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明因此基于下述目的:處理上述問(wèn)題中的至少一個(gè)。特別地，應(yīng)關(guān)于效率、穩(wěn)定性和/或重量改進(jìn)無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)。至少應(yīng)提出相對(duì)于迄今為止的解決方案的一個(gè)替選的設(shè)計(jì)方案。
[0008]根據(jù)本發(fā)明提出根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)。無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的這樣的發(fā)電機(jī)具有定子和電樞。定子和/或電樞具有由鋁制成的繞組。
[0009]也就是說(shuō)根據(jù)本發(fā)明獲悉:鋁與銅相比雖然具有較差的傳導(dǎo)能力，但是由于其相對(duì)低的重量在發(fā)電機(jī)的總設(shè)計(jì)理念中仍能夠是有利的。
[0010]鋁相對(duì)于銅的較差的傳導(dǎo)能力必須首先借助相關(guān)的繞組的更大的橫截面來(lái)應(yīng)對(duì)，這首先引起更高的體積需求。但是與此相反，鋁明顯比銅輕，使得發(fā)電機(jī)即使在其整體中仍然是更輕的。通過(guò)更低的重量必要時(shí)也能夠使對(duì)承載結(jié)構(gòu)、即對(duì)風(fēng)能設(shè)備整體的機(jī)械構(gòu)造還有對(duì)發(fā)電機(jī)的機(jī)械構(gòu)造的要求更低。由此又能夠節(jié)省重量并且必要時(shí)重新贏得體積。
[0011]尤其是將使用由鋁制成的繞組理解為:繞組由鋁制成并且自然具有絕緣性能，尤其是絕緣漆等。但是基本上也可以考慮鋁的合金，所述鋁合金例如能夠影響鋁的一些特性、例如可加工性、尤其是柔性。關(guān)鍵的是，提供鋁作為輕質(zhì)電導(dǎo)體并且形成相應(yīng)的繞組的大部分。這不取決于一些摻雜物，所述摻雜物幾乎不改變鋁的基本的傳導(dǎo)能力和鋁的基本的特定重量。鋁對(duì)于繞組的重量和傳導(dǎo)能力而言應(yīng)是決定性的。
[0012]優(yōu)選提出:發(fā)電機(jī)是外電樞。因此定子、即固定的部分在內(nèi)部并且電樞圍繞該定子旋轉(zhuǎn)。這首先具有下述優(yōu)點(diǎn):基本上能夠增大氣隙直徑，因?yàn)殡姌信c定子相比基本上需要更小的厚度。相應(yīng)地，電樞在氣隙和最大的外直徑之間需要較少的空間，使得在外直徑給定的情況下能夠增大氣隙直徑。
[0013]此外需注意的是:在定子中通常設(shè)有疊片組，所述疊片組在氣隙側(cè)設(shè)有繞組。這樣的定子疊片組能夠在外電樞的情況下朝向內(nèi)部、即朝向發(fā)電機(jī)的中心軸線基本上任意地加強(qiáng)并且設(shè)有冷卻通道等。在此在外電樞的情況下用于定子的空間是充足的，使得通過(guò)設(shè)置外電樞類型的發(fā)電機(jī)實(shí)際上提供用于定子的大量空間。
[0014]至少如果電樞是他勵(lì)的，那么該電樞完全不同地構(gòu)造、即通常由已經(jīng)裝配有繞組的電樞極組裝而成，所述電樞極在其背離氣隙的一側(cè)上連接在承載結(jié)構(gòu)上、即氣缸套上。在外電樞類型的發(fā)電機(jī)的情況下，極靴體因此從氣隙起基本上略微星形地向外延伸。換句話說(shuō)，可用的空間從氣隙朝向承載結(jié)構(gòu)增加。因此安置用于他勵(lì)的繞組變得容易，因?yàn)樵谕怆姌械那闆r下在此提供更多的空間。
[0015]因此使用鋁與對(duì)于外電樞類型而言得出的附加的空間體積一起至少對(duì)于電樞的勵(lì)磁繞組起積極的作用。
[0016]因此鋁繞組能夠以有利的方式設(shè)置用于電樞。所描述的提供附加的用于支撐定子的空間同樣也能夠用于在定子中設(shè)置鋁繞組。定子為此例如能夠通過(guò)沿著徑向方向的增大實(shí)現(xiàn)附加的繞組空間。氣隙直徑不受此影響。甚至定子中的磁阻的可能的增加與氣隙的磁阻相比可能也可以忽略。必要時(shí)，借助于更輕的電樞，所述電樞由于使用輕的鋁比銅電樞更輕，可實(shí)現(xiàn)用于電樞的更剛性的結(jié)構(gòu)，這可能實(shí)現(xiàn)氣隙厚度的減小，由此可能減小磁阻。
[0017]優(yōu)選提出一種氣隙直徑超出4.3m的發(fā)電機(jī)。由此表明:本發(fā)明涉及無(wú)傳動(dòng)裝置的大型風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)。本發(fā)明要求保護(hù)的不是具有鋁繞組的發(fā)電機(jī)的發(fā)明。但是對(duì)于現(xiàn)代的無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的大型發(fā)電機(jī)而言使用鋁繞組迄今為止在業(yè)內(nèi)是不適合的，因?yàn)榇嬗诖藝L試以其它方式優(yōu)化發(fā)電機(jī)。其中包括實(shí)現(xiàn)盡可能小的體積，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言迄今為止再次排除使用鋁作為繞組材料。
[0018]根據(jù)另一個(gè)設(shè)計(jì)方案提出:外電樞用作為發(fā)電機(jī)類型，其中電樞沿著環(huán)周方向由多個(gè)電樞區(qū)段、尤其是由兩個(gè)、三個(gè)或者四個(gè)電樞區(qū)段組裝而成。特別地，電樞區(qū)段準(zhǔn)備用于在設(shè)立風(fēng)能設(shè)備時(shí)現(xiàn)場(chǎng)組裝。然而優(yōu)選的是，定子一件式地構(gòu)成、尤其是所述定子具有用于每個(gè)相的連續(xù)的繞組。
[0019]通過(guò)使用鋁作為繞組材料，電樞，至少他勵(lì)的同步發(fā)電機(jī)的這樣的電樞能夠具有較小的重量從而有利于在其中組裝轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。在使用兩個(gè)基本上分別半圓形的電樞區(qū)段時(shí)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)直徑大于5m的發(fā)電機(jī)，而不超出5m的臨界運(yùn)輸尺寸。在使用這樣的外電樞的一件式的定子時(shí)，定子的大致相應(yīng)于氣隙直徑的外直徑大致為臨界的運(yùn)輸尺寸、尤其是為5m。電樞在不再需要道路運(yùn)輸時(shí)才被現(xiàn)場(chǎng)組裝。在該情況下發(fā)電機(jī)的、即電樞區(qū)段的精確的尺寸僅是一個(gè)較小的問(wèn)題。此時(shí)元件的重量是更加決定性的。然而所述重量能夠通過(guò)使用鋁來(lái)降低。為了通過(guò)鋁來(lái)代替銅實(shí)現(xiàn)相同的絕對(duì)傳導(dǎo)能力，需要大致50%的更多的繞組體積，但是這仍僅是相應(yīng)的銅繞組的一半重。當(dāng)使用鋁時(shí)，盡管體積增加，但是重量因此能夠急劇下降。但是通過(guò)使用分割的電樞不再存在對(duì)于體積而言的上限，電樞能夠大致更大地成形并且這(自相矛盾地)產(chǎn)生更輕的電樞，因?yàn)榇藭r(shí)能夠使用鋁。
[0020]相應(yīng)地，有利的是，發(fā)電機(jī)構(gòu)成為他勵(lì)的同步發(fā)電機(jī)，并且電樞具有由鋁制成的勵(lì)磁繞組。這如所描述的那樣對(duì)于外電樞、尤其是分割的外電樞是尤其有利的，但是對(duì)于內(nèi)電樞而目也能夠是有利的。
[0021]優(yōu)選地，發(fā)電機(jī)具有至少1MW、尤其是至少2MW的額定功率。該實(shí)施方式此外著重指出:本發(fā)明尤其是涉及一種兆瓦等級(jí)的無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)。這樣的發(fā)電機(jī)現(xiàn)今被優(yōu)化從而迄今為止不考慮使用鋁作為用于繞組的材料。但是已獲悉的是:使用鋁還是能夠是有利的并且相對(duì)于銅不必是限制性的或者不利的。即使已經(jīng)存在具有鋁繞組的發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)也可能在特定的國(guó)家中在特定的時(shí)間由于原料短缺的原因而被開(kāi)發(fā)，但是這絲毫不給出任何關(guān)于給兆瓦等級(jí)的無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)裝配鋁繞組的暗示或者建議。
[0022]優(yōu)選的是，發(fā)電機(jī)構(gòu)成為環(huán)形發(fā)電機(jī)。環(huán)形發(fā)電機(jī)描述發(fā)電機(jī)的構(gòu)型，其中磁有效的區(qū)域基本上在環(huán)形區(qū)域上圍繞發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線同心地設(shè)置。特別地，磁有效的區(qū)域，即電樞和定子的磁有效的區(qū)域僅設(shè)置在發(fā)電機(jī)的徑向外部的四分之一中。
[0023]一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式提出:發(fā)電機(jī)構(gòu)成為緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)或者構(gòu)成為具有至少48個(gè)、至少72個(gè)、尤其是至少192個(gè)定子極的多極的發(fā)電機(jī)。附加地或者替選地，有利的是，發(fā)電機(jī)構(gòu)成為六相的發(fā)電機(jī)。
[0024]這樣的發(fā)電機(jī)尤其是設(shè)置用于在現(xiàn)代的風(fēng)能設(shè)備中使用。通過(guò)其多極性，所述發(fā)電機(jī)允許電樞以非常緩慢地運(yùn)轉(zhuǎn)的方式運(yùn)行，所述電樞由于無(wú)傳動(dòng)裝置而匹配于緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子并且借助于該轉(zhuǎn)子可尤其良好地使用。在此需注意的是，在48個(gè)、72個(gè)、192個(gè)或者更多的定子極中，存在相應(yīng)高的繞組耗費(fèi)。特別地，如果這樣的繞組是多極連續(xù)的，那么轉(zhuǎn)換為鋁繞組是巨大的開(kāi)發(fā)步驟。待纏繞的定子體、即疊片組已經(jīng)匹配于改變的空間需求。同樣地，需重新學(xué)習(xí)用于這樣的鋁繞組的可操作性，并且必要時(shí)提供鋁合金，所述鋁合金簡(jiǎn)化這種改變的繞組。改變的定子關(guān)于其在風(fēng)能設(shè)備中的固定、尤其是在相應(yīng)的定子載體上的固定也需重新考慮。在此機(jī)械的和電的連接點(diǎn)改變，并且開(kāi)啟使整個(gè)承載結(jié)構(gòu)匹配于減小的重量的可能性。特別是使用發(fā)電機(jī)因此不位于機(jī)器底座上或者固有的基座上的風(fēng)能設(shè)備，在基本的發(fā)電機(jī)改變的情況下基本上導(dǎo)致風(fēng)能設(shè)備的吊艙結(jié)構(gòu)的完整的返工的必要性，或者具有更深遠(yuǎn)的后果。
[0025]同樣提出一種風(fēng)能設(shè)備，所述風(fēng)能設(shè)備使用如至少根據(jù)上述實(shí)施方式中的一個(gè)所描述的那樣的發(fā)電機(jī)。
[0026]同樣提出一種用于架設(shè)這樣的風(fēng)能設(shè)備的方法。優(yōu)選地，這包含安裝具有帶有可分割的外電樞的發(fā)電機(jī)的風(fēng)能設(shè)備。為此提出:首先將發(fā)電機(jī)的定子安裝在塔上，即安裝在吊艙上或者吊艙的第一部分上。
[0027]電樞隨后在現(xiàn)場(chǎng)或者與此同時(shí)地在設(shè)立地點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)或者在設(shè)立地點(diǎn)附近、例如在微型工廠中組裝。這樣組裝的電樞隨后與已經(jīng)安裝的定子一起安裝在塔上，使得已組裝的電樞與定子一起基本上形成發(fā)電機(jī)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]現(xiàn)在在下文中借助實(shí)施例示例性地詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0029]圖1示出風(fēng)能設(shè)備的立體圖。
[0030]圖2示出內(nèi)電樞類型的發(fā)電機(jī)的側(cè)剖圖。
[0031]圖3示出外電樞類型的發(fā)電機(jī)的側(cè)剖圖。
[0032]圖4示意性地示出內(nèi)電樞類型的發(fā)電機(jī)的電樞的兩個(gè)極靴。
[0033]圖5示意性地示出外電樞類型的發(fā)電機(jī)的電樞的兩個(gè)極靴體。

【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1示出具有塔102和吊艙104的風(fēng)能設(shè)備100。在吊艙104上設(shè)置有具有三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片108和導(dǎo)流罩110的轉(zhuǎn)子106。轉(zhuǎn)子106在運(yùn)行時(shí)通過(guò)風(fēng)而進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)吊艙104中的發(fā)電機(jī)。
[0035]圖2示出內(nèi)電樞類型的發(fā)電機(jī)I，進(jìn)而示出位于外部的定子2以及對(duì)此位于內(nèi)部的電樞4。在定子2和電樞4之間存在氣隙6。定子2經(jīng)由定子罩8承載在定子載體10上。定子2具有疊片組12，所述疊片組容納繞組，其中示出繞組頭14。繞組頭14基本上示出從一個(gè)定子槽離開(kāi)進(jìn)入到下一個(gè)定子槽中的繞組線。定子2的疊片組12固定在承載環(huán)16上，所述承載環(huán)也能夠被視為定子2的部分。借助于該承載環(huán)16，定子2固定在定子罩8的定子法蘭18上。在此之上，定子罩8承載定子2。除此之外定子罩8能夠提供用于冷卻的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇設(shè)置在定子罩8中。由此用于冷卻的空氣也能夠被擠壓穿過(guò)氣隙6，以便由此在氣隙的區(qū)域中進(jìn)行冷卻。
[0036]圖2此外示出發(fā)電機(jī)I的外環(huán)周20。僅操作連接板22伸出所述外環(huán)周，然而這是毫無(wú)問(wèn)題的，因?yàn)樵摬僮鬟B接板不存在于整個(gè)外環(huán)周上。
[0037]在定子載體10上連接有僅部分示出的軸頸24。電樞2經(jīng)由電樞支承件26支承在軸頸24上。為此電樞2固定在輪轂部段28上，所述輪轂部段也與空氣動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片連接，使得通過(guò)風(fēng)來(lái)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子葉片能夠經(jīng)由該輪轂部段28使電樞4轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0038]電樞4在此具有帶有勵(lì)磁繞組30的極靴體。朝向氣隙6在勵(lì)磁繞組30上仍看到極靴32的一部分。極靴32與其所承載的勵(lì)磁繞組朝向背離氣隙6的一側(cè)、即朝向內(nèi)部固定在電樞承載環(huán)34上，所述電樞承載環(huán)又借助于電樞載體36固定在輪轂部段28上。電樞承載環(huán)34基本上是氣缸套狀的、連續(xù)的實(shí)心部段。電樞載體36具有多個(gè)支柱。
[0039]在圖2中可看到，電樞4的徑向的擴(kuò)展、即從電樞承載環(huán)34到氣隙6的擴(kuò)展明顯小于定子2的徑向的擴(kuò)展、即從氣隙6到外環(huán)周20的擴(kuò)展。
[0040]除此之外繪出承載長(zhǎng)度238，所述承載長(zhǎng)度大致描述從定子罩8到定子2的背離所述定子罩的端部、即繞組頭14那里的軸向擴(kuò)展。在該結(jié)構(gòu)中，該軸向的承載長(zhǎng)度是相對(duì)長(zhǎng)的并且所述承載長(zhǎng)度顯示出定子2從定子罩8起必須自由承載多遠(yuǎn)。由于位于內(nèi)部的電樞4，也就是說(shuō)在背離定子罩8的一側(cè)上不存在任何其它的對(duì)定子2的支撐或者支承可能性。
[0041]圖3的發(fā)電機(jī)301是外電樞類型。相應(yīng)地，定子302位于內(nèi)部并且電樞304位于外部。定子302通過(guò)中央的定子承載結(jié)構(gòu)308承載在定子載體310上。為了冷卻在定子承載結(jié)構(gòu)308中繪出風(fēng)扇309。定子302因此居中地被承載，這能夠大大提高穩(wěn)定性。此外定子能夠從內(nèi)部起通過(guò)風(fēng)扇309來(lái)冷卻，所述風(fēng)扇僅特征性地代表其它風(fēng)扇。定子302在該結(jié)構(gòu)中是從內(nèi)部可接近的。
[0042]電樞304具有位于外部的電樞承載環(huán)334，所述電樞承載環(huán)固定在電樞載體336上并且通過(guò)該電樞載體承載在輪轂部段328上，所述輪轂部段又經(jīng)由電樞支承件326支承在軸頸324上。
[0043]由于定子302和轉(zhuǎn)子304的基本上調(diào)換的設(shè)置產(chǎn)生氣隙306，所述氣隙與內(nèi)電樞類型的發(fā)電機(jī)I的圖2的氣隙6相比具有更大的直徑。
[0044]圖3此外還示出制動(dòng)器340的有利的設(shè)置，所述制動(dòng)器能夠經(jīng)由與電樞304連接的制動(dòng)盤(pán)342在需要時(shí)固定電樞304。在制動(dòng)器340拉緊的這種情況下，得到穩(wěn)定的狀態(tài)，其中電樞304沿著軸向方向保持在兩側(cè)上、即最終經(jīng)由支承件326保持在一側(cè)上并且經(jīng)由拉緊的制動(dòng)器340保持在另一側(cè)上。
[0045]在圖3中繪出承載長(zhǎng)度338，所述承載長(zhǎng)度同樣示出定子承載結(jié)構(gòu)308到電樞載體336的平均距離。在此，定子302的這兩個(gè)承載結(jié)構(gòu)和電樞304之間的距離相對(duì)于在圖2中的內(nèi)轉(zhuǎn)子類型的發(fā)電機(jī)中示出的軸向的承載長(zhǎng)度38明顯減小。圖2的軸向的承載長(zhǎng)度38也給出在用于定子2的這兩個(gè)承載結(jié)構(gòu)和電樞4之間的平均距離。這樣的軸向的承載長(zhǎng)度38或338越小，所能實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性就越高、尤其是定子和電樞之間的傾覆穩(wěn)定性也就越高。
[0046]外環(huán)周320的外直徑344在圖2和3的這兩個(gè)所示出的發(fā)電機(jī)中是相同的。圖2的發(fā)電機(jī)I的外環(huán)周20因此同樣具有外直徑344。盡管有相同的外直徑344，但是在示出外電樞類型的發(fā)電機(jī)301的圖3的結(jié)構(gòu)中可行的是，相對(duì)于圖2的氣隙6實(shí)現(xiàn)氣隙306的更大的氣隙直徑。
[0047]在圖4中示出位于外部的定子402和位于內(nèi)部的電樞404。圖4極度示意地示出具有桿450和極靴452的兩個(gè)極靴體432。在這兩個(gè)極靴體432之間、尤其是在這兩個(gè)桿450之間構(gòu)成有繞組空間454。在其中設(shè)置勵(lì)磁繞組430的導(dǎo)線。因?yàn)槊總€(gè)極靴體432承載勵(lì)磁繞組430，所以繞組空間454基本上容納兩個(gè)勵(lì)磁繞組430的電導(dǎo)線。
[0048]由于圖4的極靴體432屬于內(nèi)電樞這一事實(shí)，極靴452的桿450聚合，由此繞組空間454變窄。由此在安置勵(lì)磁繞組430時(shí)會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
[0049]在圖5中示出位于內(nèi)部的定子502和位于外部的電樞504。圖5示出兩個(gè)極靴體532的、然而一個(gè)外電樞的類似的示意圖。在此可看出:桿550從極靴552起遠(yuǎn)離，使得繞組空間554擴(kuò)寬從而實(shí)現(xiàn)用于勵(lì)磁繞組530的導(dǎo)線的大量空間。
[0050]通過(guò)圖5、尤其是相對(duì)于圖4圖解說(shuō)明僅通過(guò)使用外電樞就能夠?qū)崿F(xiàn)明顯增大的繞組空間554，這有利于使用鋁作為用于繞組的材料。經(jīng)由圖解說(shuō)明的絕對(duì)的繞組空間554相對(duì)于絕對(duì)的繞組空間454的增大，在圖5中圖解說(shuō)明的外電樞中此外改進(jìn)操作并且尤其改進(jìn)安裝。
[0051]除此之外，根據(jù)圖4，鄰接的、連接于桿450的連接空間456也變窄。為了圖解說(shuō)明以虛線進(jìn)一步繪出桿450。尤其有問(wèn)題的是，極靴體進(jìn)而電樞的極總體上如何基本上單獨(dú)地設(shè)置和安裝?；旧洗嬖谟谶B接空間468中的空間因此難以使用。
[0052]與此相反，根據(jù)圖5的相應(yīng)的連接空間556與外電樞相比由于所述設(shè)置而增大。
[0053]因此提供一種解決方案，所述解決方案提出:在發(fā)電機(jī)中使用鋁。這最初顯示為過(guò)時(shí)的應(yīng)急方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員在銅可供使用時(shí)為了構(gòu)造風(fēng)能設(shè)備的現(xiàn)代的發(fā)電機(jī)可能不會(huì)米用該應(yīng)急方案，但該應(yīng)急方案被證實(shí)為有利的解決方案。如果是內(nèi)電樞，那么在發(fā)電機(jī)中使用鋁可能不那么有利。內(nèi)電樞發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上受到其構(gòu)型的限制。然而在外電樞發(fā)電機(jī)中發(fā)電機(jī)被不同地限定或者基本上不同地構(gòu)成，這能夠?qū)崿F(xiàn)鋁的應(yīng)用并且甚至能夠是有利的。
[0054]還要指出的是:在計(jì)算電樞時(shí)該電樞通常必須基于預(yù)設(shè)的氣隙半徑r?；谠摎庀栋霃?，內(nèi)電樞朝向內(nèi)部被限制，因?yàn)闃O的桿否則可能會(huì)在圖4中示出的點(diǎn)P處相交，桿的延長(zhǎng)部通過(guò)圖4中的輔助線457來(lái)圖解說(shuō)明。由此內(nèi)電樞的徑向擴(kuò)展被限制。在外電樞的情況下，不產(chǎn)生這種限制，因?yàn)闂U朝向外部彼此分開(kāi)，這通過(guò)輔助線557來(lái)圖解說(shuō)明，因此不會(huì)相交從而在其徑向擴(kuò)展方面不受限制。由此外電樞尤其好地適合于使用鋁繞組，所述鋁繞組需要更多的繞組空間。
[0055]已經(jīng)提出:對(duì)于定子或者對(duì)于電樞或者對(duì)于這兩者使用鋁。在外電樞的結(jié)構(gòu)中可實(shí)現(xiàn)更大的氣隙直徑，這允許或有利于使用鋁。
[0056]其它的優(yōu)點(diǎn)是:至少在外電樞的結(jié)構(gòu)中，鋁的成本是更低的并且有時(shí)也存在更好的材料可獲得性。因此避免使用銅，至少在定子和電樞中避免使用銅。雖然基本上通過(guò)銅能夠?qū)崿F(xiàn)更高的體積效率，但是這不僅在銅材料的直接成本方面而且必要時(shí)在用于重的銅的結(jié)構(gòu)和必要的承載結(jié)構(gòu)的耗費(fèi)方面要求更高的價(jià)格。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)傳動(dòng)裝置的風(fēng)能設(shè)備(100)的發(fā)電機(jī)(I)，所述發(fā)電機(jī)具有定子(2)和電樞(4)，其中所述定子(2)和/或所述電樞⑷具有由鋁制成的繞組(14，30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)(I)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)(I)是外電樞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)(I),其特征在于,氣隙直徑(6)大于4.3m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)電機(jī)(1)，其特征在于，所述電樞(4)沿著環(huán)周方向由多個(gè)電樞區(qū)段、尤其是由兩個(gè)或四個(gè)電樞區(qū)段組裝而成，其中所述電樞區(qū)段尤其是準(zhǔn)備用于在設(shè)立所述風(fēng)能設(shè)備(100)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)組裝，其中所述定子(2)優(yōu)選一件式地構(gòu)成、尤其是具有連續(xù)的繞組(14)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)(I)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)(I)構(gòu)成為他勵(lì)的同步發(fā)電機(jī)(I)，并且所述電樞(4)具有由鋁制成的勵(lì)磁繞組(30)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)(1)，其特征在于，額定功率為至少500kW、至少一 MW、尤其是至少兩MW。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)(I)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)(I)構(gòu)成為緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)(I)和/或構(gòu)成為具有至少48個(gè)、至少72個(gè)、尤其是至少192個(gè)定子極的多極的發(fā)電機(jī)⑴和/或構(gòu)成為6相的發(fā)電機(jī)⑴。
8.一種風(fēng)能設(shè)備(100)，所述風(fēng)能設(shè)備具有根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)⑴。
9.一種用于架設(shè)根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)能設(shè)備(100)的方法，所述方法包括下述步驟: -將發(fā)電機(jī)(I)的定子(2)安裝在待架設(shè)的所述風(fēng)能設(shè)備(100)的塔(102)上； -在設(shè)立地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)或者在所述設(shè)立地點(diǎn)附近組裝所述發(fā)電機(jī)(I)的電樞(4);以及-將這樣組裝而成的所述電樞(4)安裝在所述塔(102)上，以便使其與已經(jīng)安裝的所述定子(2) —起形成所述發(fā)電機(jī)(I)。
【文檔編號(hào)】F03D9/00GK104334873SQ201380027222
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】沃伊切赫·京格爾 申請(qǐng)人:烏本產(chǎn)權(quán)有限公司