用于冷却无传动装置的风能设施的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于控制无传动装置的风能设施(100)的方法，其中风能设施(100)具有发电机(400)，所述发电机具有定子(404)和转子(402)以及在其间的气隙(410)，所述气隙具有气隙厚度，其中发电机(400)构成为内部转子，具有定子(404)作为外部部件并且具有转子(402)作为内部部件，或者发电机(400)构成为外部转子，具有转子作为外部部件并且具有定子作为内部部件，所述方法包括如下步骤：检测外部部件的温度作为外部部件温度(T

Method for cooling wind energy facilities without transmission

The invention relates to a method for controlling a wind energy facility (100) without a transmission device, wherein the wind energy facility (100) has a generator (400), the generator has a stator (404) and a rotor (402) and an air gap (410) between them, the air gap has an air gap thickness, wherein the generator (400) is composed of an internal rotor, a stator (404) as an external part and a rotor (402) as an internal part The method comprises the following steps: detecting the temperature of the external component as the temperature of the external component (t

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却无传动装置的风能设施的方法
本专利技术涉及一种用于控制无传动装置的风能设施的方法。本专利技术也涉及一种风能设施。
技术介绍
风能设施是已知的并且所述风能设施将出自风的动能转换为电能。为此，所述风能设施使用发电机。在无传动装置的发电机的情况下，该发电机具有转子，所述转子直接与风能设施的空气动力学旋转体耦联。该转子由此像风能设施的空气动力学旋转体转动那样缓慢地转动。由此造成这种无传动装置的风能设施通常是极其多极的并且具有大的气隙直径，所述气隙直径能够为数米并且在现今最大的无传动装置的风能设施、即E-126中甚至在10米的范围中，即在30英尺的范围中。但是，这种气隙同时也应当具有尽可能小的厚度，所述厚度即使在所提到的大的气隙直径的情况下也仅为数毫米。如果转子在运行中、即在其转动期间靠近定子，即气隙在一定部位处变得过小，那么产生损坏的危险。为了防止这种情况，能够监控气隙厚度。如果检测到气隙厚度在一定区域中过小，那么能够采取保护措施，如降低发电机的功率或者在紧急情况下也使风能设施停下来。在此，在无传动装置的风能设施中，也因发电机的内部部件的热膨胀而产生气隙厚度的改变，也就是说，当发电机是内部转子时，例如因转子的膨胀而产生气隙厚度的改变。由此，气隙厚度的减小不一定必须表明发电机的缺陷。但是，即使在内部部件的这种热膨胀的情况中，监控气隙厚度的传感器可能也起作用并且导入保护措施。但是这种状况原则上是不期望的并且应当避免。
技术实现思路
本专利技术由此基于下述目的，解决上述问题中的至少一个。特别地，应提出一种解决方案，所述解决方案避免因发电机的内部部件的热膨胀而引起的保护措施，尤其无传动装置的风能设施的发电机的停机。至少应当对迄今已知的解决方案提出一种替选方案。德国专利商标局在本PCT申请的优先权申请中检索到下述现有技术：DE102014208791A1和US2014/0054897A1。根据本专利技术，提出一种根据权利要求1所述的用于控制无传动装置的风能设施的方法。该风能设施具有发电机，所述发电机具有定子和转子。由于是无传动装置的风能设施，转子由此直接与风能设施的空气动力学旋转体耦联。术语转子因此用于发电机，以便将其在术语方面也更好地与风能设施的空气动力学旋转体区分开。术语转子的使用因此不应当包含对发电机类型的限制。此外，发电机不仅能够构成为内部转子、而且能够构成为外部转子。如果其构成为内部转子，那么转子常规地沿着径向方向观察在电子内部转动。也就是说，定子于是关于转子是外部部件，而转子是内部部件。如果发电机构成为外部转子，那么转子常规地径向观察在定子外部转动从而转子形成外部部件而定子形成内部部件。所述方法提出，检测外部部件的温度作为外部部件温度，并且检测内部部件的温度作为内部部件温度。特别地，在这种情况下针对定子能够检测槽温度，即在槽中的温度，定子绕组在所述槽中伸展。这于是在内部转子的情况下是用于记录外部部件温度的温度传感器，或者在外部转子的情况下是用于记录内部部件温度的温度传感器。在转子上例如能够在一个或多个极靴的区域中记录温度。相应地，可能借此在内部转子的情况下记录内部部件温度，而在外部转子的情况下记录外部部件温度。于是提出，根据在外部部件温度和内部部件温度之间的温差来控制发电机，也就是说，使得抵抗气隙厚度因发电机的热膨胀而引起的减小。由此提出一种控制装置，所述控制装置不观察或者不仅观察绝对温度，而且观察在外部部件温度和内部部件温度之间的温差。在这种情况下尤其认识到，当内部部件与外部部件相比更强地热膨胀时，会出现气隙厚度的减小。也就是说，在这种情况下可能不利的是，尽可能好地冷却外部部件。虽然通常有利的是，冷却发电机以便改进其特性，但是在气隙厚度方面至少温差也是关键的。根据一个实施方式由此提出，根据温差来冷却或者加热外部部件，使得抵抗气隙厚度的减小。将外部部件冷却为使得抵抗气隙厚度的这种减小，尤其能够表示：减少其冷却，或者换言之，将外部部件弱地冷却或者完全不冷却，使得抵抗气隙厚度的减小。也就是说，有针对性地注意：外部部件同样能够由热造成地膨胀。至少一起考虑该方面。但是也考虑，将外部部件甚至主动地加热，以便由此实现外部部件的由热造成的膨胀。也就是说，如果例如内部部件热膨胀并且所述热膨胀无法再通过进一步的冷却来抵抗，那么气隙厚度的减小能够通过如下方式防止或者抵抗：加热外部部件。根据一个设计方案提出，将外部部件冷却或者加热为，使得外部部件温度至多比内部部件温度低了一个不足温度。也就是说，观察在外部部件温度和内部部件温度之间的温差。于是作为极限值考虑不足温度。也就是说，外部部件仅允许冷却成，使得所述外部部件最大冷却到比内部部件温度低了一个不足温度的值。如果其温度即使在不冷却的情况下下降到比内部部件温度低了一个不足温度的值，那么加热外部部件。提出，不足温度根据应用情况来选择或者预设或者必要时也在正在进行的运行中优选也适配性地调整。不足温度也能够采用零值。在这种情况下，将外部部件冷却或者加热为，使得外部部件温度至少如内部温度那样高。该变型形式，也就是说，据此外部部件温度在任何情况下都应下降到内部部件温度，由此是一个明确的特殊情况，其中不足温度具有零值。不足温度也可能采用负值并且这可能意味着，外部部件温度与内部部件温度相比必须是更热的。这种情况专门通过如下方式来考虑：提出，外部部件温度至少比内部部件温度高出了一个超出温度。也就是说，在这种情况下假设：超出温度采用正值。也就是说，与内部部件相比，在这种情况下有针对性地将外部部件置于更高的温度。根据一个实施方式提出，根据温差来电加热外部部件和/或将内部部件电学减荷。为此提出，在发电机、尤其同步发电机构成为内部转子的情况下，也就是说，当外部部件形成定子时，降低定子电压。由此能够提高定子电流，以便由此定子因定子中的提高的欧姆损失增温。也就是说，在此降低定子的相应的定子接线柱处的电压并且这导致，定子输出更高的定子电流。输出功率，简化地表示即定子电压和定子电流的乘积，在这种情况下能够基本上保持不变。也就是说，发电机始终产生同样多的功率，所述功率总归基本上通过可用的风功率和空气动力学旋转体的相应的设定来预设。但是，由于提高的定子电流，定子中的欧模损失提高，即定子绕组中的功率损失提高。由此定子更强地增温。也就是说，借此能够以简单的方式和方法来加热定子，在所述定子中降低其在定子接线柱处的输出电压。在连接到定子上的整流为第一直流电压中间回路的无源整流器的情况中，这例如能够通过如下方式设定或者控制：降低所述第一直流电压中间回路的电压。这例如能够通过升压斩波器来进行，所述升压斩波器设置在该第一直流电压中间回路和具有更高的中间回路电压的第二直流电压中间回路之间，仅列举一个实例。如果发电机构成为外部转子，即外部部件是转子，那么根据一个实施方式提高转子电流，以便转子因转子中提高的欧姆损失增温。这例如能够通过如下方式实现：使用外部励磁的同步发电机作为发电机，其中转子通过励磁电流来激励。现在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制无传动装置的风能设施(100)的方法，其中所述风能设施(100)具有发电机(400)，所述发电机具有定子(404)和转子(402)以及在其间的气隙(410)，所述气隙具有气隙厚度，其中/n-所述发电机(400)构成为内部转子，具有所述定子(404)作为外部部件并且具有所述转子(402)作为内部部件，或者/n-所述发电机(400)构成为外部转子，具有所述转子作为外部部件并且具有所述定子作为内部部件，所述方法包括如下步骤：/n-检测所述外部部件的温度作为外部部件温度(T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 DE 102017107897.51.一种用于控制无传动装置的风能设施(100)的方法，其中所述风能设施(100)具有发电机(400)，所述发电机具有定子(404)和转子(402)以及在其间的气隙(410)，所述气隙具有气隙厚度，其中
-所述发电机(400)构成为内部转子，具有所述定子(404)作为外部部件并且具有所述转子(402)作为内部部件，或者
-所述发电机(400)构成为外部转子，具有所述转子作为外部部件并且具有所述定子作为内部部件，所述方法包括如下步骤：
-检测所述外部部件的温度作为外部部件温度(TA)，
-检测所述内部部件的温度作为内部部件温度(TI)，
-作为所述外部部件温度和所述内部部件温度之间的差形成温差，并且
-根据所述温差来控制所述发电机(400)，使得抵抗所述气隙厚度(410)因所述发电机(400)的热膨胀引起的减小。


2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
根据所述温差将所述外部部件冷却或者加热为，使得抵抗所述气隙厚度的减小。


3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
将所述外部部件冷却或加热为，
-使得所述外部部件温度最多比所述内部部件温度低了一个不足温度，
-使得所述外部部件温度至少与所述内部部件温度一样高，或者
-使得所述外部部件温度至少比所述内部部件温度高出了一个超出温度。


4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
根据所述温差电加热所述外部部件和/或将所述内部部件热减荷，其中尤其
-在所述发电机构成为内部转子的情况下，降低定子电压，以便提高定子电流，以至于所述定子通过所述定子中的提高的欧姆损失增温，或者
-在所述发电机构成为外部转子的情况下，提高定子电压，以便降低定子电流，以至于所述定子通过所述定子中的降低的损失较少地增温。


5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
为了冷却所述外部部件，监控所述温差和所述外部部件温度，并且
-当所述外部部件温度至少比所述内部部件温度高出了所述超出温度或者高出了一个超出温度时，和/或
-当所述外部部件温度高于第一极限温度时，
开始所述外部部件的冷却，
其中优选地，所述外部部件的冷却具有可变的冷却强度，并且其冷却强度随着外部部件温度继续升高而提高，尤其随着外部部件温度继续升高而线性地从起始冷却强度提高至最大冷却强度。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-一旦所述外部部件温度高于所述内部部件温度小于最小差值温度，那么进行所述外部部件的加热，其中优选地，将所述最小差值温度选择为小于所述超出温度，例如为所述超出温度的一半大，其中优选地，
-所述加热具有可变的加热功率并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔夫·沙佩尔，卡伊·恩斯科纳图斯，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