專利名稱:用于風能設備的發(fā)電機裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種用于風能設備的發(fā)電機裝置。
背景技術:
已知的大部分風能設備配有快速旋轉的發(fā)電機,其中為了將相對緩慢的風輪轉速轉換成發(fā)電機轉速使用一級或多級傳動機構。已知解決方案,其中傳動機構和發(fā)電機順序地作為單獨的結構組件設置在設備支架上。這能夠在損壞情況下方便地更換部件,但是發(fā)電機裝置相對較大和較重,這導致輸運到風能設備機艙里面并布置在其中會有問題。此外已知這樣的裝置,其中發(fā)電機裝置至少部分地設置在發(fā)電機內部,這導致節(jié)省空間。在DE 102 42 703 B3或DE 10 2004 005 543 Al中公開了示例的解決方案。但是這些解決方案的缺陷是單個傳動機構和發(fā)電機元件的費事的相互支撐。在此對于每個傳動機構自由度、即能夠單獨實現(xiàn)的運動數(shù)量一般設有兩個軸承。例如在上述的DE 102 42 707 B3中太陽輪以及空心輪分別雙重地支承在行星架上,由此使傳動機構結構包括總共四個軸承。
發(fā)明內容
因此由上述現(xiàn)有技術提出的目的是,給出用于風能設備的具有至少部分集成的傳動機構的發(fā)電機裝置,它緊湊地構成并且盡可能很少的軸承就足夠了。這個目的通過具有權利要求1特征的用于風能設備的發(fā)電機裝置得以實現(xiàn);有利的結構方案是從屬權利要求以及下面的描述的內容。按照本發(fā)明的用于風能設備的發(fā)電機裝置具有環(huán)形的初級部件、環(huán)形的次級部件以及行星傳動裝置,它設置在初級部件和次級部件內部。所述行星傳動裝置具有空心輪、太陽輪和至少兩個行星輪,其中所述太陽輪基本環(huán)殼形地通過內壁、外壁和連接內壁和外壁的接板構成。所述空心輪設置在太陽輪的內壁與外壁之間并且支承在太陽輪的外壁上。按照本發(fā)明的理論尤其涉及空心輪在太陽輪的環(huán)殼內的結構,由此在空心輪與太陽輪之間可以設有軸承。由此可以省去,如同在現(xiàn)有技術中常見的那樣,太陽輪相對于行星輪或行星架的費事的、必要時雙重的支承。通過這種方式可以減少必需的軸承數(shù)量,這簡化裝配并降低成本和重量。有利地使所述空心輪支承在行星架上。在這個有利的結構方案中對于發(fā)電機裝置總體上只需兩個軸承,即,空心輪與太陽輪之間的軸承和空心輪與行星架之間的軸承。例如由此與在說明書引言部分詳細解釋的現(xiàn)有技術相比節(jié)省兩個軸承。因此可以提供發(fā)電機裝置,其中需要比所存在的自由度更少的軸承,因為傳動機構元件部分地相互支撐。適宜地使所述至少兩個行星輪在空心輪與太陽輪的內壁之間滾動。通過這種方式可以提供緊湊的結構形式,其中太陽輪的尺寸、即由外壁確定的直徑與行星輪的布置無關。在一種結構方案中,所述環(huán)形的次級部件設置在太陽輪的外壁上。因此可以由傳動機構到次級部件上或發(fā)電機轉子上形成直接的力或轉矩流。根據(jù)發(fā)電機的結構方案、例如同步或異步、永磁激勵或電激勵等,可以使太陽輪用于導引磁流和/或電流,或者避免通過太陽輪導引磁流和/或電流。因此如果需要可以省去附加的磁的和/或電的傳導元件。 備選或附加地可以使太陽輪的形狀匹配于所期望的流導引。通過能夠省去附加元件尤其可以進一步減輕重量。按照一種特別優(yōu)選的結構方案,所述空心輪基本環(huán)殼形地通過內壁、外壁和連接內壁和外壁的接板構成,其中環(huán)形的初級部件和環(huán)形的次級部件設置在空心輪的內壁與外壁之間。由此可以省去單獨的外殼,這導致顯著地節(jié)省空間和減輕重量。換言之,由空心輪本身提供外殼。在使用環(huán)殼形空心輪時適宜地使空心輪內壁支承在行星架上和/或所述至少兩個行星輪在空心輪內壁與太陽輪內壁之間滾動。由此可以進一步節(jié)省空間,因為傳動機構的大小主要通過空心輪內壁直徑確定。有利地使所述環(huán)形的初級部件設置在空心輪的外壁上。結果是省去單獨的支架元件,因為初級部件直接設置在空心輪上并且可以省去外殼。在一種結構方案中,在所述行星傳動裝置前設有第二傳動裝置、尤其是兩級傳動機構。由此總體上可以提供高的且對于特定的發(fā)電機必需的傳動比,其中與已知的具有后置發(fā)電機的三級傳動機構相比,需要更少的空間和重量。適宜地使所述第二傳動裝置與空心輪利用至少一個彈性的元件連接。通過這種方式一方面可以保證,可以相互單獨地準備第二傳動裝置和行星傳動裝置,并且只在使用地點才必需相互連接。另一方面彈性的元件用于緩沖轉矩沖擊。使所述行星架可以分成驅動部件和從動部件,其中驅動部件設置在第二傳動裝置上,而從動部件設置在行星傳動裝置上。通過這種方法也可以保證以后方便地使行星傳動裝置與第二傳動裝置分開。為此使驅動部件與從動部件可拆卸地相互連接。按照一種特別優(yōu)選的實施例,所述發(fā)電機由雙重饋電的異步發(fā)電機構成。這種發(fā)電機特別適用于風能設備,因為它們是結實和可靠的并且不會遭受永久磁鐵部件去磁。在這個結構方案中,太陽輪配有滑環(huán),用于可以提供用于次級部件的電流輸入。太陽輪尤其為了導引電纜可以局部空心地構成。按照同樣優(yōu)選的實施例所述發(fā)電機由永磁激勵的同步發(fā)電機構成。這種形式的發(fā)電機經常在風能設備中使用,因為可以省去用于接通次級部件的滑環(huán)、電刷等。通過本發(fā)明可以提供具有輕且緊湊的傳動機構的發(fā)電機裝置,它尤其由于小尺寸以及輕重量通過很少的軸承部件就足夠了。本發(fā)明的其它優(yōu)點和結構方案由描述和附圖給
出ο不言而喻,上述的和下面還有解釋的特征不僅可以以分別給出的組合、而且也可以以其它組合或單獨使用,而不離開本發(fā)明的范圍。
借助于實施例在附圖中簡示出本發(fā)明并且在下面借助于附圖詳細描述。附圖中 圖1示出按照本發(fā)明的發(fā)電機裝置的第一優(yōu)選結構方案,包括永磁激勵的同步發(fā)電
機,
圖2示出按照本發(fā)明的發(fā)電機裝置的第二優(yōu)選結構方案,包括雙重饋電的異步發(fā)電機。
具體實施例方式在圖1和2中示出按照本發(fā)明的發(fā)電機裝置的不同結構方案,但是下面相關地描述它們,即它們含有相同或相同作用的元件。它們配有相同的標記符號。在圖1中以橫截面圖簡示出按照本發(fā)明的發(fā)電機裝置的第一優(yōu)選結構方案并且總體上以100表示。該發(fā)電機裝置100包括永磁激勵的同步發(fā)電機110。該發(fā)電機110具有包括線圈結構的初級部件或定子111以及包括永久磁鐵結構的次級部件或轉子112。定子111配有繞組頭。轉子圍繞旋轉軸線A可旋轉地支承。所述發(fā)電機裝置100在所示的視圖中具有兩級的前置傳動機構120,它與例如來自風輪的驅動軸121連接。該發(fā)電機裝置100還具有行星傳動機構130,它基本設置在轉子 112內部。前置傳動機構120以及行星傳動機構130利用彈性的元件121連接。所述行星傳動機構130具有太陽輪140、行星輪150以及內齒的空心輪160。行星輪150設置在行星輪架151上,它由前置傳動機構120驅動。空心輪160不可轉動地設置, 同時作為行星傳動機構130和發(fā)電機110的外殼。由空心輪160構成的外殼配有蓋170。行星架151具有驅動部件152,它與前置傳動機構120連接,并具有從動部件153, 它與行星傳動機構連接。行星架151的驅動部件152與從動部件153可拆卸地相互連接。 通過這種方式可以容易地將前置傳動機構120與行星傳動機構130分開。太陽輪140具有內壁141和外壁142,它們通過接板143連接。因此太陽輪基本環(huán)殼形地構成??招妮?60同樣具有內壁161、外壁162以及連接內壁與外壁的接板163。因此空心輪160也基本環(huán)殼形地構成。行星輪150在太陽輪的內壁141與空心輪的內壁161之間滾動。轉子112安置在太陽輪140的外壁142上。定子111安置在空心輪160的外壁162上??招妮?60、準確地說空心輪160的內壁161相對于行星架151支承在軸承180 上??招妮?60、準確地說空心輪160的內壁161還相對于太陽輪140的外壁142支承在軸承181上。此外空心輪160的內壁161、行星輪150和太陽輪140的內壁141相互支撐。在圖2中以橫截面圖簡示出按照本發(fā)明的發(fā)電機裝置的第二優(yōu)選結構方案并且總體上以200表示。與圖1的發(fā)電機裝置100不同,發(fā)電機裝置200配有雙重饋電的異步發(fā)電機220。發(fā)電機220具有初級部件或定子211以及次級部件或轉子212,它們分別配有繞組頭。定子211仍然固定在空心輪160的外壁162上。同樣轉子212仍然固定在太陽輪 140的外壁142上。因為發(fā)電機220由異步發(fā)電機構成,因此需要導引電流到轉子212。因此太陽輪 140具有輪轂144,它配有滑環(huán)145?;h(huán)145被集電器190的電刷191作用。因此通過本發(fā)明的優(yōu)選結構方案可以在發(fā)電機110或210內部提供緊湊的行星傳動機構,它具有三個傳動自由度,但是為了支承傳動輪140、150、151和160只需兩個軸承 180和181。因此可以降低摩擦損失、軸承精度、效率損失等。當然,在所示附圖中只示出本發(fā)明的示例實施例。除此以外可以設想各種其它實施例,而不離開本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.用于風能設備的發(fā)電機裝置,具有環(huán)形的初級部件(111;211)、環(huán)形的次級部件 (112 ;212)以及行星傳動裝置(130),所述行星傳動裝置設置在初級部件(111 ;211)和次級部件(112 ;212)內部,其中行星傳動裝置(130)具有空心輪(160)、太陽輪(140)和至少兩個行星輪(150),其中所述太陽輪(140)基本環(huán)殼形地通過內壁(141)、外壁(142)和連接內壁和外壁的接板(143)構成,其中所述空心輪(160)設置在太陽輪(140)的內壁(141)與外壁(142)之間并且支承在太陽輪(140)的外壁(142)上。
2.如權利要求1所述的發(fā)電機裝置,其中所述空心輪(160)支承在行星架(151)上。
3.如權利要求1或2所述的發(fā)電機裝置,其中所述至少兩個行星輪(150)在空心輪 (160)與太陽輪的內壁(141)之間滾動。
4.如上述權利要求中任一項所述的發(fā)電機裝置,其中所述環(huán)形的次級部件(112;212) 設置在太陽輪(140)的外壁(142)上。
5.如上述權利要求中任一項所述的發(fā)電機裝置,其中所述空心輪(160)基本環(huán)殼形地通過內壁(161)、外壁(162)和連接內壁和外壁的接板(163)構成,其中環(huán)形的初級部件 (111 ;211)和環(huán)形的次級部件(112 ;212)設置在空心輪(160)的內壁(161)與外壁(162) 之間。
6.如權利要求5所述的發(fā)電機裝置,其中所述環(huán)形的初級部件(111,211)設置在空心輪(160)的外壁(162)上。
7.如上述權利要求中任一項所述的發(fā)電機裝置,其中在所述行星傳動裝置(130)前設有第二傳動裝置(120)、尤其是兩級傳動機構。
8.如權利要求7所述的發(fā)電機裝置,其中所述第二傳動裝置(120)與空心輪(160)利用至少一個彈性的元件(121)連接。
9.如權利要求7或8所述的發(fā)電機裝置,其中所述行星架(151)可以分成驅動部件(152)和從動部件(153),其中驅動部件(152)設置在第二傳動裝置(120)上,而從動部件(153)設置在行星傳動裝置(130)上。
10.如上述權利要求中任一項所述的發(fā)電機裝置,其中所述發(fā)電機由雙重饋電的異步發(fā)電機(210)構成。
11.如權利要求1至9中任一項所述的發(fā)電機裝置,其中所述發(fā)電機由永磁激勵的同步發(fā)電機(110)構成。
12.風能設備,具有如上述權利要求中任一項所述的發(fā)電機裝置(100;200)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于風能設備的發(fā)電機裝置,具有環(huán)形的初級部件(111)、環(huán)形的次級部件(112)以及行星傳動裝置(130),它設置在初級部件(111)和次級部件(112)內部,其中行星傳動裝置(130)具有空心輪(160)、太陽輪(140)和至少兩個行星輪(150)。所述太陽輪(140)基本環(huán)殼形地通過內壁(141)、外壁(142)和連接內壁和外壁的接板(143)構成,其中所述空心輪(160)設置在太陽輪(140)的內壁(141)與外壁(142)之間并且支承在太陽輪(140)的外壁(142)上。
文檔編號F16H57/08GK102282364SQ200980154746
公開日2011年12月14日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權日2008年12月19日
發(fā)明者帕維萊茨 A., 滕貝爾格 H-J. 申請人:羅伯特·博世有限公司