[发明专利]具有发电机的风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有发电机的风力涡轮机，包括带有永磁体的转子和带有安装在定子支撑结构上的定子线圈的定子。

背景技术

在US7431567B1中提到了一种具有直接驱动型传动系统的风力涡轮机。风力涡轮机包括包含转子组件的发电机。具有毂的风力转子直接联接至转子组件，风力转子和发电转子组件可转动地安装在中央固定框架上。

直接驱动型风力涡轮机一般包括具有外转子的发电机。在直接驱动型风力涡轮机的设计中，必须记住诸如扭力的高强度力会作用于结构上，特别是在定子支撑结构上，因此定子支撑结构非常坚固是很重要的。此外，希望定子支撑结构容易安装和拆卸，使得维护和修理工作更方便。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种带有具有坚固的定子支撑结构的发电机的风力涡轮机。

根据本发明，这个目的在上述风力涡轮机中得以实现，其中定子支撑结构包括基部结构，环状连接结构通过它们的内周边安装在基部结构上，由此，定子基部结构连接于环状连接结构的外周边。

本发明是基于这样的构思，即当定子支撑结构包括所述部件时，可获得优异的机械定子结构，这些部件可被容易地组装并形成非常坚固且稳定的定子支撑结构。具有包括基部结构的发电机的本发明风力涡轮机的定子支撑结构使得基部结构特别稳定。在基部结构上，连接结构被安装成在风力涡轮机的径向面中具有环形形状。在连接结构的相对侧，即它们的外周边，安装了定子基部结构。相应的，定子支撑结构非常坚固，并能在本发明的风力涡轮机工作期间承受所有的力。

本发明的风力涡轮机的基部结构可包括径向突出的法兰，在其上安装连接结构。

在本发明的风力涡轮机中，优选的是基部结构包括至少两个用于连接环状连接结构的外部法兰。相应的，连接结构以预定的距离被隔开，使得在定子支撑结构中形成空腔。

根据本发明的风力涡轮机的进一步改进，基部结构可在其轴向端部包括用于连接至毂或轴承组件的附加连接法兰。在相对侧，附加连接法兰可被用于连接至风力涡轮机的固定框架。有益的是连接法兰能够在不显著增加质量的情况下被实现。

可以设想在本发明的风力涡轮机中，环状连接结构通过螺栓连接与基部结构和/或定子基部结构连接。这种连接可以容易地安装，且有益的，可被分段的定子基部结构可在必要时被成段地拆分和移除。

根据本发明的风力涡轮机的一个可替代的实施例，环状连接结构可通过焊接连接至基部结构和/或定子基部结构。焊接能够相对较快地实施并产生高质量的连接。

如上所述，基部结构、环状连接结构和定子基部结构可形成空腔，其可通风从而为置于定子基部结构上的定子线圈提供冷却。

附图说明

本发明及其基本原理可通过考虑下述优选实施例的详细说明而获得更好的理解。

附图中：

图1为本发明的风力涡轮机的发电机的剖面示意图；

图2为放大的定子的透视图；以及

图3为本发明的风力涡轮机的定子的另一个实施例。

具体实施方式

图1以剖面图显示了风力涡轮机的机舱1。风力涡轮机塔2(部分图示)通过“鹅颈形”框架5连接于发电机4的定子3。框架5可旋转地安装在风力涡轮机塔2上。毂6连接至定子3的另一侧。

发电机4为直接驱动型，其具有外部转子7和内部定子3，由此，毂6直接连接至转子永磁体8。

图2以透视图显示了定子3。定子3包括基部结构9，其形成圆环状并具有径向延伸的连接法兰10、11。基部结构9包括两个(内部)突出法兰10和两个外部连接法兰11。环状连接结构12、13安装在内部突出法兰10上。连接结构12、13为圆环形，其通过螺栓和螺母连接至突出法兰10。相应的，法兰10和连接结构12、13在圆周方向具有螺栓。连接结构12、13的相对外周边也具有周向布置的孔以连接至定子基部结构14。定子线圈安装在定子基部结构14上，其进一步包括连接至连接结构12、13的法兰15。在其他实施例中，连接结构12、13、基部结构9和定子基部结构14之间的连接可替代地通过焊接来实现。

如图2所示，定子3形成空腔，其表现出高刚度，使得定子3能在风力涡轮机工作期间承受所有的力。由于形成了空腔，内部空间可通风以冷却定子基部结构14和定子线圈。当转子旋转过程中在定子线圈中感生电流时，定子基部结构被加热，所述通风冷却了定子基部结构14和其他部件如电气导线，从而延长了它们的使用寿命。

图2所示的螺栓连接是有益的，因为其保证了在需要时定子3可被拆分和移除。定子基部结构14被分段成使得一个定子段可被移除而不需移除整个定子3。

图3为风力涡轮机的定子的另一个实施例。在剖面图中可以看到，使用了带有外部连接法兰11的基部结构16。与第一个实施例形成对照，这里没有内部突出法兰，替代地使用了连接结构17、18，其具有C形状并通过螺栓连接19固定到基部结构16。连接结构17、18的相对端部连接至定子基部结构14。