本发明专利技术涉及定子装置、发电机和风力涡轮机。具体地，本发明专利技术涉及一种用于风力涡轮机（1）的发电机（6）的定子装置，它包括多个定子段（10），这些定子段基本形成发电机（6）的定子（9），各定子段（10）有至少一个定子绕组（12）和/或一叠片组（11），其中，各定子段（10）被模制或铸造到具有电绝缘特性和/或防腐蚀特性和/或高导热特性的材料（13）内。本发明专利技术还涉及一种具有这样的定子装置（8）的直接驱动发电机（6）以及一种具有这样的直接驱动发电机（6）的风力涡轮机（1）。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】定子装置、发电机和风力涡轮机本申请是2009年4月10日提交的、名称为“定子装置、发电机和风力涡轮机”、申请号为200910134324.3的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于风力涡轮机的发电机的定子装置。本专利技术还涉及一种发电机，例如包括这样的定子装置的用于风力涡轮机的直接驱动发电机，以及一种包括这样的发电机的风力涡轮机。
技术介绍
每个风力涡轮机都包括发电机，例如大型直接驱动发电机，该发电机具有发电机定子和发电机转子，用于产生电能。风力涡轮机竖立在海岸上或近海中。特别是，当风力涡轮机竖立在近海中时，整个风力涡轮机以及发电机都暴露于恶劣的环境条件中，例如潮湿、有盐颗粒等。特别是当没有充分防护时，风力涡轮机发电机的定子部件由于腐蚀而受到损害，并增加了在这种近海环境条件下发生电故障的危险。因此，通常希望这样的发电机完全封闭。不过，在特定情况下，将大型风力涡轮机发电机布置成不完全封闭会比较方便。一个示例是当发电机定位在位于风力涡轮机转子和支柱之间的塔前部，从而位于支柱的上风侧时。在这种情况下，通向转子轮毂的通道(例如用于维护)最好布置成穿过发电机的通路，这显然与希望具有总体封闭的发电机相冲突。另外，发电机定子包括一系列独立的定子段是有益的。分段定子具有的优点是当发生故障时，可以更换各个受影响的定子段，其所需的成本和工作只是更换整个定子所需的成本和工作的一小部分。不过，在各定子段的运输和处理过程中，例如在风力涡轮机的竖立过程中，定子段暴露于潮湿和有盐的环境条件中可能会引起单个定子段损坏。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种如开始所述的定子装置、发电机和风力涡轮机，它优选是能够避免由于恶劣的环境条件而引起的定子装置损坏。根据本专利技术，该目的通过一种用于风力涡轮机的优选是直接驱动发电机的定子装置或定子来实现，该定子装置或定子包括多个定子段，这些定子段基本形成发电机的定子，其中，每个定子段具有至少一个定子绕组和/或一叠片组，其中，每个定子段优选是被完全模制或铸造到具有电绝缘特性和/或防腐蚀特性和/或导热特性的材料内。通过优选是完全使用具有全部三个所述特性的所述材料来模制或铸造每个定子段，每个定子段的该至少一个定子绕组和/或该叠片组以及这些叠层板将分别受到特别保护，以防腐蚀、潮湿、盐和尘土颗粒。这样就能够避免由于恶劣外部环境条件所造成的定子段的损坏，特别是在运输、处理和工作过程中。结果就是能够延长定子段的寿命。具有多个被模制或铸造成并由此受到全面保护的定子段的定子装置或定子的设计还能够允许不完全封闭的发电机，例如没有完全封闭的大型直接驱动发电机。因此，发电机能够包括穿过该发电机的通路，该通路的益处是便于维护风力涡轮机，特别是当发电机位于处在风力涡轮机转子和支柱之间并处于风力涡轮机的支柱的上风侧时。另外，具有独立定子段的定子装置或定子的模块化设计还能够在单个定子段故障时只更换单个受影响的定子段，而不是更换整个定子装置、定子或者甚至整个发电机。因此维护进一步得到简化。优选是，每个定子段为环段形的段。这样，当独立的环段形段在它们的侧面上相互连接时，它们形成环形定子装置或定子。该定子装置或定子典型地布置成环绕风力涡轮机发电机的发电机转子或者布置在该发电机转子的内部。根据本专利技术的变体，具有电绝缘特性和/或防腐蚀特性和/或导热特性的材料是树脂、铸造树脂、环氧树脂或环氧铸造树脂。还可以添加材料到树脂中，通常用于铸造树脂改造，该添加材料例如是用于改进导热性的二氧化硅(S12)和/或用于避免树脂破裂的玻璃纤维。如前所述，每个定子段优选被完全模制或铸造到相应材料中，以便完全保护定子段免受恶劣的周围环境条件。在本专利技术的另一种发展中，定子段包括至少用于冷却各自定子段的冷却装置。优选是，冷却装置用于使模制或铸造成的定子段保持在工作温度限制范围内。根据本专利技术的一个实施例，定子段的冷却装置包括用于冷却介质的至少一个导管。优选是，导管是集成在模制或铸造定子段中的夹套或管子。根据本专利技术的变体，冷却介质是通过导管引导或栗送的冷却气体、冷却油或水。因此，定子段能够得到有效冷却。根据本专利技术的另一种实施例，定子段的冷却装置包括各定子段的外表面，该外表面具有散热特性。在本专利技术的一个变体中，外表面是各定子段的模制或铸造材料的表面，特别是当模制或铸造材料具有导热特性时。在本专利技术的另一变体中，外表面是具有散热特性的材料表面，该材料表面附接(例如粘接)到各定子段的模制或铸造材料上。该外表面可以是具有相对良好导热和散热特性的(例如金属板)表面，例如铝，并与模制或铸造材料粘接。这样定子段也能够得到冷却。根据本专利技术的又一种实施例，定子段的冷却装置包括至少一个导热元件。优选是，导热元件布置成邻近于定子绕组，因此至少部分被集成在定子段的模制或铸造材料中。根据本专利技术的变体，导热元件布置成邻近于定子绕组的绕组头部，或者延伸穿过定子绕组的绕组头部的开口，并通向各定子段的表面。优选是，导热元件是集成在各定子段的模制或铸造材料中的铝铸造元件。这样就为工作中产生的热量(特别是在绕组头部附近)提供了通向热沉的直接通路，因为该绕组头部并不会因靠近叠片组的传热装置而受益。根据本专利技术的另一种实施例，定子装置或定子包括至少一个换热器，其中，定子段的冷却装置与换热器连接。例如，定子段的用于冷却介质的导管、至少一个换热器和(优选是)至少一个栗是用于冷却定子段(因此冷却整个定子装置或定子)的冷却介质的循环的一部分。本专利技术的目的还通过一种包括前述定子装置的直接驱动发电机或者通过包括前述定子装置或前述直接驱动发电机的风力涡轮机来实现。【附图说明】下面将参考附图更详细地介绍本专利技术，附图中: 图1表示了风力涡轮机； 图2表示了图1的风力涡轮机的发电机的定子段或定子的轴向剖视图； 图3表示了图2的定子段沿箭头III的方向的剖视图； 图4表示了用于风力涡轮机的发电机的定子的另一定子段的轴向剖视图；以及图5表示了图4的定子段沿箭头V的方向的剖视图。【具体实施方式】图1显示了风力涡轮机I。该风力涡轮机I包括:竖立在海床上的支柱2 ;机罩3 ;以及轮毂4，该轮毂4有转子叶片5。如图1中所示意的，发电机(在本专利技术实施例中为直接驱动发电机6)布置在机罩3中并位于轮毂4和支柱2之间。直接驱动发电机6包括转子装置7和定子装置8，该转子装置7与轮毂4连接，该定子装置8包括环形定子9。直接驱动发电机6具有基本水平定向的中心轴线A。环形定子9具有模块化设计，其包括多个(例如六个或者更多或更少)环段(ringsegment)形定子段10。在图2和图3中显示了这些定子段10之一的剖视图。在本专利技术的当前实施例中，所示的环段形定子段10包括:叠片组11或叠片封装11 ;以及定子绕组12，与转子装置7 —起用于发电。在本专利技术实施例中，环段形定子段10被完全模制或铸造到具有电绝缘特性和/或防腐蚀特性和/或导热特性的材料13中，以便保护环段形定子段10 (特别是叠片封装11和定子绕组12)免受损坏和腐蚀，特别是在恶劣的周围环境条件下。优选是，该材料13包括全部三个所述特性。但是，材料13还可以根据环段形定子段10的应用范围而只有一个或两个所述特性。合适的材料13是树脂，例如铸造树脂(casting本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于风力涡轮机（1）的发电机（6）的定子装置，包括多个定子段（10），这些定子段基本形成发电机（6）的定子（9），每个定子段（10）具有至少一个定子绕组（12）和/或一叠片组（11），其中，每个定子段（10）被完全模制或铸造到具有电绝缘特性和/或防腐蚀特性和/或导热特性的材料（13）内,其中，每个定子段（10）包括冷却装置（14、15、17、19），该冷却装置至少用于冷却各自的定子段（10），而且其中定子段（10）的冷却装置（14、15、17、19）包括各定子段（10）的外表面（14、15），该外表面具有散热特性，该外表面是附接到各定子段（10）的模制或铸造材料（13）上的具有散热特性的材料的表面（16），并且定子段（10）的冷却装置（14、15、17、19）包括至少一个导热元件（17）,该导热元件（17）是集成在各定子段（10）的模制或铸造材料（13）中的铝铸造元件（17），其中，所述至少一个导热元件（17）通向所述表面（16），从而提供了用于使工作过程中产生的热量通向所述表面（16）的直接通路，并且其中，材料（13）是树脂、铸造树脂、环氧树脂或环氧铸造树脂。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H斯蒂斯达尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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