[发明专利]具有至少两个风车的风车群

说明书

本发明涉及一种具有至少两个风车的风车群，这些风车分别具有一个转子和一个发电机，其中，该转子上具有一些可将它们的位置调节到实现最佳风力利用的叶片，借助这些叶片可将风能转化为转子的旋转动能；转子的旋转动能则可传递给该发电机，该发电机可将传递给它的旋转动能转化为电能。

这种风车的叶片就其各自的位置可调节到实现最佳的风力利用，由此在驱动这种公知风车中所安装的异步发电机时，可通过调节使异步发电机有变化的转速。异步发电机必须通过一变频器调节到与电网同步。为此，这些成倍馈电的异步发电机的频率通过相应的变频器被调节到与电网同步并与发电功率相关。作为异步发电机，在现有技术的风车群中通常采用异步滑环转子发电机，但这种发电机的维护费用相当高。

本发明所要解决的技术问题在于进一步改进前面所述具有至少两个风车的风车群，一方面以降低用于风车群中风车的发电机的维护费用，另一方面可使一个风车群中的多个转速可变的风车能没有变频器地并联运行。

上述技术问题按照本发明是这样来解决的，即，将风车群中的每个风车所用的发电机均设计为同步发电机或异步鼠笼式转子发电机，并且这些发电机按照电波原理(Prinzip der elektrischen Welle)相互耦连在一起。按照本发明，这些同步发电机或异步鼠笼式转子发电机代替了迄今在类似设备中采用的不能不进行维护修理的异步滑环转子发电机，由此可显著降低用于风车群的维护费用。此外，可避免风车群中的各风车利用昂贵的变频器来馈电。按照本发明构造的风车群中的各风车基于它们按照电波原理相互间耦连以一个共同的频率近似滑动地(gleitend)工作。另外，还基本上确保了各风车的转子的位置与最佳的风力利用相匹配。

也可以将风车群中按照电波原理相互耦连的同步发电机或异步鼠笼式转子发电机间接或直接地与一个直流传输系统连接起来。

按照另一种替换方案，风车群中按照电波原理相互耦连的同步发电机或异步鼠笼式转子发电机可通过一共同的变频器与电网相连。

所述同步发电机优选设计为无电刷。

当所述同步发电机或异步鼠笼式转子发电机的转子起动角可分别单独调节时，风车群中各风车的转速差就可通过各同步发电机或异步鼠笼式转子发电机不同的转子起动角来平衡，此时，风车的转子位置或叶片位置可进一步被调节到能实现最佳风力利用。

合适的方式是各风车具有一隔离装置，它优选设计为负载隔离开关。

一个上述类型的风车群可与其它同类型的风车群和/或其它不同构造的风车群组合成一个风车公园(Windpark)。

当按照本发明构造的风车群中各风车的同步发电机通过缓慢地增强励磁可实现同步化时，用于风车群中各风车的设备费用基于已省去了原本所需的一些开关元件而显著得以降低。

在按照本发明构造的风车群中各风车配备有异步鼠笼式转子发电机的情况下，当这些异步鼠笼式转子发电机借助在一个与直流传输系统相配的变频器中整流时产生的无功功率来充磁时，可相应地实现节约设备成本。所述充磁优选逐渐地进行，由此可降低在起动时刻的电流。

下面借助唯一一张附图所示实施方式对本发明予以详细说明，该附图为按照本发明的风车群的基本示意图。

附图中粗略示出的本发明风车群在图示实施方式中由5个风车1组成。这些风车1有相同构造，为此下面仅就其中一个风车1进行描述。

一属于风车1的支撑杆2以合适的方式固定在地面上。

在支撑杆2的上端有一个内装有一同步发电机4的箱壳3。同步发电机4设计为无电刷。

借助于一叶片轴5向同步发电机4提供转动动能。该叶片轴5穿过箱壳3突伸到外面，并在其远离箱壳的端部支承有一个带叶片9的转子6，该转子6同心地设置在叶片轴5的这一端部上，并可将风能转化为转动能量。

转子6的位置可改变，由此可为实现最佳的风力利用来调整该转子6方向。

每个风车1配备有一个在图示实施方式中安装在支撑杆2下部的负载隔离开关7形式的隔离装置(Freischalteeinrichtung)。

附图所示风车群中各风车1的无电刷同步发电机4按照电波原理相互耦连；它们可间接或直接地馈电到一个直流传输系统8中。

作为另一种替换方案，所有无电刷的同步发电机4通过一共同的变频器与电网相连。

一风车群中各风车1的无电刷同步发电机4通过缓慢地增强励磁来实现同步。

一风车群中各风车1的转速差可通过分别与它们配置的各无电刷同步发电机4不同的转子起动角来平衡，其中，各风车1的转子6的位置可分别进一步被调节成能实现最佳风力利用。

一个风车群可以包括任意数量的风车1，此外当然也可以将多个风车群组合成一个风车公园。按照本发明，可以使一个风车群或一个风车公园内的多个转速可变的风车1无变频器地并联运行(平行布线送电)。