无变速器的风能设备的发电机制造技术

本发明专利技术涉及一种无变速器的风能设备(100)的发电机(1)，其具有定子(4)和电枢(2)，所述发电机包括：-用于产生多个交流电流的、尤其是至少三个彼此相移的交流电流的定子绕组(8)，用于对交流电流整流的整流机构(10)和用于收集经整流的交流电流的至少两个直流电流汇流排(12，14)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无变速器的风能设备的发电机
本专利技术涉及一种无变速器的风能设备的发电机以及一种整流器和一种风能设备。
技术介绍
风能设备是普遍已知的。其将来自风的能量转换成电能。在此，由风驱动气动转 子，所述气动转子又驱动发电机。在此，还能够在两个常见类型的风能设备之间区分，即在 气动转子和发电机之间设有变速器的风能设备和无变速器工作的风能设备之间进行区分。 无变速器的风能设备的特征在于，其应用缓慢运转的、多极的发电机、尤其是环形 发电机，所述发电机因此也根据原理具有大的直径、尤其大的气隙直径。现代的无变速器的 风能设备目前能够具有至l〇m的气隙直径。目前，至少大约4. 5m的气隙直径是完全常见的。 本专利技术尤其也涉及这种发电机。 这种发电机在工作时通常产生至少一个三相的交流系统，通常设有两个三相系 统。当每个相的绕组或子绕组分别串联时，每个相的绕组必须将总电流输送给该相。相应 地，能够设有极其厚的导体或导体线路，以便能够传输该电流。为了避免上述情况，每个相 的绕组能够被划分为子绕组，所述子绕组彼此并联。这具有下述优点：能够应用预制成型线 圈（Formspulen)，由此尤其能够提高填充因数。这种子绕组相应地分布在发电机的整个环 周之上并且并联电路能够经由每个相的环绕的电轨实现。所述环绕的电轨然后收集所述相 的电流。这种汇流排的电流因此基本上相应于在变型方案的绕组支路中得到的电流，在所 述变型方案中一个相的全部子绕组都串联。该电流然后基本上在这两个变型方案中以相同 的方式和方法能够用于进一步处理、即用于馈电到电网中，其方式为：将所述电流借助整流 器整流进而提供给变流器，以用于馈电到电网中。 多个子绕组的并联电路虽然允许具有比在串联电路的情况下更小的横截面的各 绕组支路，但是汇流排的应用同样能够产生问题。特别地，两个三相系统需要六个汇流排。 所述汇流排能够作为之间具有相应绝缘部的六个圆环而组合成柱形的汇流排体部，然而所 述汇流排体部能够假设为具有在空间需求方面有问题的尺寸。所述汇流排尤其能够阻碍发 电机的固定、即发电机的定子的固定或使其变困难。 德国专利商标局在当前申请的在先申请中检索到下述现有技术：DE197 29 034 A1、DE 20 52 808A、US 6, 894, 411 B2、US 2009/0212568 A1、US 2010/0072834 A1、EP 2 472 714 A1 和 TO 2006/100420 Al。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，解决上述问题之一，尤其是在所产生的电流的电流分布方 面改进无变速器的风能设备的发电机，尤其也提出一种具有尽可能小的空间需求的解决方 案。至少应当找出一种替选方案。 因此，根据本专利技术提出根据权利要求1的发电机。因此，发电机具有定子和电枢 (LSufer )。定子承载用于产生多个交流电流的、尤其是至少三个彼此相移的交流电流的 定子绕组。此外，设有用于对交流电流整流的整流机构。因此，整流机构是发电机的一部 分。在定子上或直接与所述定子相邻地设有用于收集整流为直流电流的交流电流的直流电 流汇流线、尤其直流电流汇流排。因此，直流电流汇流排同样是发电机的一部分并且整流机 构设置在定子绕组和汇流排之间、尤其在其之间互联并且也局部地设置在那里。因此，直流 电流汇流排吸收整个所产生的并且相同定向的电流。尤其在设置仅两个直流电流汇流排、 即正电势和负电势的直流电流汇流排的情况下，整个经整流的电流流经每个直流电流汇流 排。出于该原因，直流电流汇流线适当地构成为直流电流汇流排。适当地借助一个轨道实 现位置固定局部地设置在定子上，其中不能够排除其他类型的直流电流汇流线。 因此，该解决方案提出，所产生的交流电流已经在发电机上、即在定子上整流并且 首先将相加至相应大的直流电流的经整流的电流从其出现的位置处转移。在此，尤其基于 下述思想：无变速器的风能设备的发电机具有大的局部的扩展。在具有5m直径的发电机的 情况下，得到超过15m的环周，必须借助相应的线路沿着所述环周引导电流的一部分。即使 在三相电流中必须为此设有三个线路。在六相系统的情况下，甚至能够设有六个线路，所述 线路根据电流大小也能够设作为汇流排。通过在本地整流仅还需要设有两个直流电流汇流 排。 此外，当直接在发电机上进行整流时，能够节省掉单独的整流器。发电机的整流机 构能够分别至少由二极管对或由至少一个闸流管对形成，其中分别将二极管或闸流管相应 地设置在定子绕组的交流电流接口和直流电流汇流排之间，并且将另一二极管或另一闸流 管设置在所述交流电流接口和第二直流电流汇流排之间。原则上以已知的方式利用已知的 整流机构进行整流，所述整流机构在此尤其在尺寸方面匹配于所述发电机的具体结构。 根据一个设计方案，发电机构成为同步发电机，尤其构成为他励同步发电机并且 优选在此构成为外电枢。在同步发电机中，具有固定磁场的电枢旋转，所述磁场在他励同步 发电机的情况下通过相应的直流电流或相应的直流电流作为激励电流来产生，并且定子中 的进而定子绕组中的电枢通过转动产生相应的旋转磁场并且由此产生多个交流电流。在外 电枢的实施方案中，定子相对于电枢位于内部，由此朝内部为定子的构造保留大量空间。因 此，存在用于设置整流机构和直流电流汇流排的空间和同样用于设置冷却装置的空间，所 述冷却装置必要时也能够用于冷却整流器机构。 根据一个实施方案提出，汇流排构成为是环形的并且大致沿着定子延伸和/或整 流机构和/或直流电流回流线、尤其是直流电流汇流排固定在发电机上、尤其固定在定子 上，尤其固定成使得直流电流汇流排与发电机一起被冷却。在该情况下，直流电流汇流排位 于定子或冷却装置和/或定子的或发电机的冷却体处或位于其上，使得设置用于发电机的 冷却装置也作用于直流电流汇流排和/或整流机构。特别地，将该布置选择成，使得用于冷 却发电机的空气流也承担对于直流电流汇流排和/或整流机构的冷却。定子由此能够尤其 一起承担对于整流机构的冷却。 根据一个实施方案提出：交流电流形成具有至少三个相的系统、即三相系统、尤其 形成六相系统。六相系统在此尤其由两个三相系统组成的系统形成。三相系统的相彼此偏 移120°，并且两个三相系统彼此偏移大致30°，使得因此存在六个相，所述六个相中的两 个相邻的相分别偏移30°。定子绕组分别对于每个相具有一个相绕组。 相绕组优选分成子相绕组。因此，对于六个相的示例而言，基本上存在一组定子绕 组、即定子的全部绕组的、六个相绕组的整体，并且对于整个定子而言总计存在至少12个 子相绕组、即对于所述示例而言对每个相而言存在至少两个子相绕组。 每个子相绕组经由整流机构中的一个与至少两个汇流排连接。因此，为每个子相 绕组执行整流并且将子相绕组的相应的交流电流以整流为直流电流的方式馈送到这两个 汇流排上。在上述示例中，因此设有至少12个整流机构并且相应地在发电机上分布的12 个位置上将直流电流导入到汇流排中。 特别地，三个相分别经由共同的星形中性点（Sternpunkt)互联。在具有六个相和 六个相绕组和12个子相绕组的上述示例中，六个子相绕组分别具有一个共同的星形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无变速器的风能设备(100)的发电机(1)，其具有定子(4)和电枢(2)，所述发电机包括：‑定子绕组(8)，所述定子绕组用于产生多个交流电流、尤其是用于产生至少三个彼此相移的交流电流；‑整流机构(10)，所述整流机构用于对所述交流电流整流；和‑至少两个直流电流汇流排(12，14)，其用于收集经整流的交流电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 DE 102011089498.51. 一种无变速器的风能设备（100)的发电机（1)，其具有定子（4)和电枢（2)，所述发 电机包括： -定子绕组（8)，所述定子绕组用于产生多个交流电流、尤其是用于产生至少三个彼此 相移的交流电流； -整流机构（10)，所述整流机构用于对所述交流电流整流；和 -至少两个直流电流汇流排（12,14)，其用于收集经整流的交流电流。2. 根据权利要求1所述的发电机（1)，其特征在于，所述发电机（1)构成为同步发电 机，尤其构成为他励同步发电机和/或构成为外电枢。3. 根据权利要求1或2所述的发电机（1)，其特征在于，所述汇流排（12,14)构成为是 环形的并且大致沿着所述定子（4)延伸和/或所述整流机构（10)和/或所述直流电流汇 流排（12,14)固定在所述定子（4)上，尤其固定成使得所述直流电流汇流排在热学上与所 述发电机（1)的冷却装置连接。4. 根据上述权利要求中的任一项所述的发电机（1)，其特征在于，所述整流机构（10) 在所述发电机（1)的环周方向上沿着所述定子（4)和/或沿着所述汇流排（12,14)分布。5. 根据上述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃伊切赫·京格尔，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE