[发明专利]发电机、测量装置、测量装置的应用、用于运行发电机的方法、风能设备以及用于运行风能设备的方法

说明书

本发明涉及一种发电机(130)、尤其风能设备(100)的发电机，所述发电机用于产生电流，所述发电机包括转子(134)和定子(132)，所述定子具有定子齿(142，142a，142b)和设置在所述定子齿之间的凹槽(162)，所述凹槽用于容纳至少一个定子绕组，其中，与所述发电机(130)连接地设有测量装置(160)，所述测量装置用于确定所述定子(132)的至少一个定子齿(142a)的偏移，其中，所述测量装置(160)与至少一个测量单元(170)连接，所述测量单元实施为应变片。

技术领域

本发明涉及一种发电机、尤其风能设备的发电机，所述发电机用于产生电流，所述发电机包括转子和定子，所述定子具有定子齿和设置在其间的凹槽，所述凹槽用于容纳至少一个定子绕组。此外，本发明涉及一种用于发电机的测量装置。此外，本发明涉及一种用于运行发电机的方法。此外，本发明涉及一种风能设备以及一种用于运行风能设备的方法。

背景技术

风能设备是广为人知的并且其由风借助于发电机产生电流。根据本发明，发电机应该理解为尤其同步发电机、优选地环发电机、异步发电机或双馈异步发电机。

WO 2015/002153公开一种用于电动马达的扭矩估测设备，当电动马达运行时，所述扭矩估测设备检测与在定子齿中出现的变形相关的变量，其中，定子齿是定子的组成部分。基于所检测的与在定子齿中出现的变形相关的变量，扭矩估测设备估测由电动马达产生的扭矩的大小。

DE 10 2011 105 427 A1涉及一种电机，所述电机包括具有绕组端部的转子；定子板叠；转子与定子或者说绕组端部与定子之间的气隙；用于检测限界气隙的面的状态的监控装置；监控装置包括施加到转子上的导体，连接到导体上的能量源以及用于检测导体中的能量流的探测器。

空气动力学的转子常规地通过风置于旋转运动中并且由此驱动发电机的电磁转子。因此，发电机的磁极转子相对于发电机的定子旋转。通过磁极转子相对于定子的相对旋转，在定子中产生电流，使得风的动能转化成电能。

在各个定子齿与运动经过的转子极之间出现的磁相互作用引起磁力。磁相互作用引起作用于定子齿的力，所述力引起定子齿和发电机的承载结构的偏移和/或变形。所述偏移或变形可能引起可听见的窄带的声响，这评价为对于环境的附加的负荷。此外，所述周期性变形可能对于发电机的使用寿命具有影响。

发明内容

因此，本发明的目的是，针对上述问题中的至少一个问题。尤其应该能够实现在不干预发电机的几何结构的情况下确定至少一个定子齿的偏移。

根据本发明，提出根据权利要求1所述的发电机。在此，尤其可以涉及同步发电机、异步发电机或双馈异步发电机。对于同步发电机的示例是风能设备的四极同步环发电机，其中，包括其他同步发电机的其他发电机根据本发明也是可用的。风能设备的这种四极同步环发电机具有多个定子齿，尤其至少48个定子齿、通常甚至明显更多的定子齿如尤其96个定子齿或更多的定子齿。同步发电机的、即不仅转子的而且定子的磁性主动区域设置在围绕同步发电机的旋转轴线的环形区域中，所述转子也可以称为转动件。

定子设有齿和设置在其间的凹槽。凹槽容纳一个定子绕组或多个定子绕组，使得定子绕组穿过凹槽和围绕定子齿设置。

与发电机连接地设置有用于确定定子的至少一个定子齿的偏移的测量装置，其中，测量装置与至少一个测量单元连接，所述测量单元实施为应变片并且设置在转子与定子之间的气隙中。定子齿的通过磁相互作用引起的变形产生代表应变的信号，所述信号由测量单元继续传递给与所述测量单元在信号技术上连接的测量装置。与借助于加速度传感器测量例如扭矩不同，在发电机的气隙中在从机械能转化成电能的位置处实现确定偏移，所述加速度传感器设置在空气动力学的转子处，通常在其转子叶片处，或在发电机结构处，即在以钢结构制成的元件处。以这种方式，电磁能量转化可直接测量。