本实用新型专利技术涉及一种具有转子(10)和模块化定子的发生器。在此，所述定子具有多个定子齿结构，其中，所述定子齿结构环绕地、尤其是圆形地布置。所述多个定子齿结构包括第一定子齿结构(21)和至少一个第二定子齿结构(22)。所述定子与所述转子(10)间隔地布置，所述发生器包括位于所述定子和所述转子(10)之间的具有间隙尺寸(33)的间隙(31)。所述定子具有定子直径。此外，所述定子包括位于所述第一定子齿结构(21)和所述第二定子齿结构(22)之间的具有定子齿距(25)的定子齿空隙(24)。最后，所述定子齿距(25)至多是所述间隙尺寸(33)的四倍大小，尤其所述间隙尺寸(33)具有至多5mm(毫米)的大小。
【技术实现步骤摘要】
发生器
本专利技术涉及一种具有转子和模块化定子的发生器，如其例如可用于风力发电设备。本专利技术还涉及这种发生器用于产生三相交流电的应用。
技术介绍
发生器可将机械能、尤其是旋转能量转换成电能。发生器典型地包括转子和定子。转子和/或定子可以一体成型。然而，转子和/或定子也可以模块化构造。因此，例如模块化定子可以具有多个定子齿结构。 具有转子和模块化定子的发生器在例如美国专利5，844，341中被公开，其中，模块化定子包括多个定子齿结构。在此情况下，单个的定子齿结构分别具有E形状，并且是圆形地布置的。 一方面，制造具有模块化定子的发生器与制造具有一体成型的定子的发生器相t匕，更加简单和廉价。另一方面，模块化定子的安装和装配与一体成型的定子的安装和装配相比，更简单且更便宜。最后，模块化定子在定子的维护方面具有优点。 因此，具有模块化定子的发生器，例如对于风力发电设备，特别是对于具有高电功率的风力发电设备，例如，对于具有在3丽(兆瓦)至10丽之间的范围内的电功率的风力发电设备，尤其是对于离岸应用，非常有吸引力且有利。 然而，具有模块化定子的发生器也可能具有缺点。因此与具有一体成型定子的发生器相比，具有模块化定子的发生器典型地具有减少的平均转矩和/或提高的转矩波动。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提出如何能够改善一具有转子和模块化定子的发生器的功率。尤其是要改进模块化定子。 该任务根据独立权利要求解决。在从属权利要求中给出了有利的改进。 为了解决该任务，提出了一种具有转子和模块化定子的发生器。在此，定子具有多个定子齿结构，其中，所述定子齿环绕地、尤其是圆形地布置。所述多个定子齿结构包括第一定子齿结构和至少一个第二定子齿结构。所述定子与所述转子间隔地布置，并且所述发生器具有在所述定子和所述转子之间的具有间隙尺寸的间隙。所述定子具有定子直径。此夕卜，所述定子具有在第一定子齿结构和第二定子齿结构之间的定子齿空隙。最后，所述定子齿空隙至多是所述间隙尺寸的4倍大，尤其是所述间隙尺寸具有至多5 mm (毫米)的大小。 在本专利申请的上下文中，发生器尤其被理解为电的发生器。电的发生器是能够将机械能、尤其是动能或旋转能量转换成电能的电机。因此，从技术上来讲，所述电的发生器与电机相反，能够将电能转化为动能。 所述发生器可以具有旋转轴线，转子围绕该旋转轴线旋转。此外，所述发生器包括定子，其相对于一包围所述发生器的壳体是不动的，即，是静止的。如果与转子相比，所述定子径向地距离所述旋转轴线更远，则所述发生器被称为具有内部转子的发生器，或被称为内极式机器(Innenpolmaschine)。相反，如果与定子相比，所述转子径向地距离所述旋转轴线更远，则所述发生器被称为具有外部转子的发生器，或被称为外极式机器(Auflenpolmaschine) ο 所述模块化定子具有多个定子齿结构,所述定子齿结构环绕地(umlauf end)、尤其是圆形或环形地布置。 在所述转子和所述定子之间的间隙有利地具有空气。所述间隙可以具有间隙尺寸，其中，所述间隙尺寸的值可以位于0.1mm至1mm之间。此处，所述间隙尺寸被定义为所述定子和所述转子之间关于所述旋转轴线在径向方向上的间距。 所述定子可以具有定子半径。所述定子半径可以在此通过所述定子齿结构的表面到所述旋转轴线的距离来定义，其中，所述定子齿结构例如是所述第一定子齿结构或所述第二定子齿结构，其中，所述表面可以被理解为直接与所述间隙邻接的表面。所述定子直径被定义为定子半径的两倍。发生器的定子直径可以例如位于1cm至1m之间。 所述定子在所述第一定子齿结构和所述第二定子齿结构之间具有定子齿空隙。所述定子具有其它的定子齿结构，有利的是，在所述其它的定子齿结构之间存在其它的定子齿空隙。在此有利的是，所述其它的定子齿空隙具有关于所述定子齿空隙的类似(vergleichbare)的形状。 所述第一定子齿结构可以具有第一侧面，其基本上关于所述旋转轴线径向地延伸。此外，所述第二定子齿结构可以具有第二侧面，其同样基本上关于所述旋转轴线径向地延伸。主要由所述第一侧面和所述第二侧面限定的定子齿空隙可以具有例如平截头棱椎体的形状。所述第一定子齿结构和所述第二定子齿结构之间的间距在该情况下取决于到所述旋转轴线的距离。然而，定子齿距被理解为这样的一种距离，其是在所述定子齿空隙的一个范围内确定的，该范围径向地最接近于所述间隙。在另一种优选的例子中，如果所述第一侧面平行于所述第二侧面延伸，所述第一定子齿结构和所述第二定子齿结构之间在整个定子齿空隙上的距离为一个值，该值对应于定子齿距。 有利的是，利用定子直径来标定所述定子齿距。此外，定子齿空隙可以具有空气。所述定子齿空隙也被称为“气隙磁通(Flux Gap)”。 所述发生器可以包括三相同步机。三相同步机是旋转电机，其原则上可以作为马达或作为发生器来运行。作为马达运行的三相同步机也被称为三相同步马达。三相同步马达用于例如作为驱动机，特别是用于车辆、船舶和火车的驱动机。 三相同步马达可包括转子和定子。转子可以同步地环绕一通过网络频率预设的旋转场。三相同步马达可以包括一激励装置，用于运行所述三相同步马达。最后，三相同步马达可以包括凸极机器(Schenkelpolmaschine)和/或隐极机器(Vollpolmaschine)。 在一种有利的实施方式中，所述发生器是风力发电设备的一部分。 [0021 ] 风力发电设备(也被称为风能设备或风力发电站)将风能转换成电能。具有转子和模块化定子的发生器特别有利地用于风力发电站，由于尤其对于风力发电设备而言发生器的低装配成本和/或发生器的低维护成本是非常有利的。 在一种有利的实施方式中，所述风力发电设备是一种直驱式风力发电设备。 直驱式风力发电设备被理解为一种风力发电设备，其中，所述风力发电设备的转子，包括轮毂和转子叶片，是直接通过主轴承与发生器的转子连接的。直驱式风力发电设备可以有利地尤其不具有传动器。 在一种有利的实施方式中，发生器具有平均转矩和转矩波动(Drehmomentwe Ili gke it),所述平均转矩和所述转矩波动取决于定子齿距。 此处，转矩波动可以理解为在转子的一次完整回转期间，发生器的最大转矩与最小转矩之间的相比于发生器的平均转矩的差值。换句话说，所述转矩波动可以是通过定子的模块化特征，尤其是通过定子齿空隙引起或者说导致的。 有利的是，将发生器的转矩最大化和/或将发生器的转矩波动最小化。在此，平均转矩和转矩波动很大程度地取决于定子齿距。例如，如果发生器具有相比于极数(Polzahl)更少的槽数(Slotzahl)，平均转矩可以随着定子距离的增加而增加。相反地，如果发生器具有相比于极数更多的槽数，平均转矩可以随着定子距离的增加而减小。 优选地，发生器具有比槽数更多的或者数量相等的极。有利的是，发生器具有正好比槽多出两个的极或正好比槽多出一个的极。 尤其对于特定的定子齿距和带有特定槽数和特定极数的发生器，转矩波动可以达到最小值。最佳的定子齿距可以例如位于0.5至3mm的范围内。 因此，有利的是选择定子齿距，其以最佳的方式优化发生器的结构，尤其是关于本文档来自技高网...
【技术保护点】
发生器，具有转子（10）和模块化定子，其中：‑ 所述定子具有多个定子齿结构，所述定子齿结构环绕地、尤其是圆形地布置；‑ 所述多个定子齿结构包括第一定子齿结构（21）和至少一个第二定子齿结构（22）；‑ 所述定子与所述转子（10）间隔地布置，所述发生器具有在所述定子和所述转子（10）之间的具有间隙尺寸（33）的间隙（31）；‑ 所述定子具有定子直径；‑ 所述定子具有在所述第一定子齿结构（21）和所述第二定子齿结构（22）之间的具有定子齿距（25）的定子齿空隙（24）；‑ 所述定子齿距（25），尤其具有至多5毫米的大小的定子齿距，最多为所述间隙尺寸（33）的四倍大小。
【技术特征摘要】
2013.04.12 DE 102013206572.81.发生器，具有转子(10)和模块化定子，其中: -所述定子具有多个定子齿结构，所述定子齿结构环绕地、尤其是圆形地布置； -所述多个定子齿结构包括第一定子齿结构(21)和至少一个第二定子齿结构(22)； -所述定子与所述转子(10)间隔地布置，所述发生器具有在所述定子和所述转子(10)之间的具有间隙尺寸(33)的间隙(31)； -所述定子具有定子直径； -所述定子具有在所述第一定子齿结构(21)和所述第二定子齿结构(22 )之间的具有定子齿距(25)的定子齿空隙(24)； -所述定子齿距(25)，尤其具有至多5毫米的大小的定子齿距，最多为所述间隙尺寸(33)的四倍大小。2.根据权利要求1所述的发生器， 其中， -所述发生器具有多个极和多个槽，并且 -所述发生器具有比槽更多的极，或者与槽相同多的极。3.根据权利要求2所述的发生器， 其中，所述发生器具有比槽多两个的极，或者比槽多一个的极。4.根据前述权利要求中任一项所述的发生器， 其中，所述发生器是风力发电设备的一部分。5.根据权利要求4所述的发生器， 其中，所述风力发...
【专利技术属性】
技术研发人员：李光金，A·托马斯，诸自强，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE
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