定子支架、定子、风力发电机、轴承单元和风力发电设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种定子支架(27)，其用于具有外转子的直接驱动的风力发电机(1)的定子(2)，该定子支架(27)经由紧固元件支撑在轴承单元(13)上，其中，紧固元件具有能与轴承单元(13)连接的中心法兰(8)，并且紧固元件以其径向延伸部朝定子(2)的端侧的方向轴向向外地扩展，以便在定子(2)的径向内部生成空腔(11)。该定子支架不仅保障了定子的足够的强度还保障了定子的足够的冷却。此外，本实用新型专利技术涉及定子、风力发电机、轴承单元和风力发电设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】定子支架、定子、风力发电机、轴承单元和风力发电设备
本技术涉及定子支架、定子、用于固定风力发电设备的定子的轴承单元、风力发电机和风力发电设备。
技术介绍
风力发电设备具有电机、特别是经由传动装置或直接经由风力发电转子的轮毂驱动的发电机。在直接驱动的风力发电机中，风力发电机由于相应的直径在周向方向上观察能够被区段式地实施。在此已知用于保障足够的冷却和定子单元强度的不同构造。因此从DE4402184C2中已知了用于具有外转子的、无传动装置的水平轴式风力发电设备的四极同步发电机。从DE102004028746A1中还已知了风能设备的塔头，该塔头的发电机具有外转子。另外，这些结构上高开销的解决方案在此是不利的并且还妨碍了外转子式发电机的定子的冷却。
技术实现思路
由此，本技术的目的在于提出一种定子支架，其不仅保障了定子的足够的强度还保障了定子的足够的冷却。通过本技术还要提出相应的轴承单元、相应实施的风力发电设备。该目的的解决方案通过一种定子支架实现，其用于具有外转子的直接驱动的风力发电机的定子，该定子支架经由紧固元件支撑在轴承单元上，其特征在于，紧固元件具有能与轴承单元连接的中心法兰，并且紧固元件以紧固元件的径向延伸部朝定子的端侧的方向轴向向外地扩展，以便在定子的径向内部生成大部分闭合的空腔，该空腔由法兰环、边框底部以及定子或定子部段形成，其中，在定子的叠片组的端侧上分别构造有绕组头，其中，中心法兰具有轴向的通孔或者缺口，以便将引入空气的一部分引导至背离的绕组头。此外，本技术提出：紧固元件在中心法兰旁边具有边框底部，该边框底部延伸经过定子的端侧上的法兰环。该目的的解决方案还通过一种具有这样的定子支架的定子实现，其中，定子的叠片组具有在轴向上相互间隔开的子叠片组。此外，本技术提出：定子在周向方向上观察由区段式布置的定子部段构成。此外，本技术提出：在定子的一侧上设有用于冷却的进气口和排气口。此外，本技术提出：排气口与空腔借助流体进行连接。此外，本技术提出一种风力发电机，其具有本技术提出的定子。该目的的解决方案还通过一种用于固定定子的轴承单元实现，轴承单元至少经由轴承支撑在转子轮毂上，并且轴承单元与风力发电设备的机舱框架连接，其中，轴承单元具有沿径向方向延伸的中心法兰，并且中心法兰具有轴向的通孔或者缺口。该目的的解决方案还通过一种具有轴承单元的风力发电设备实现。此外，本技术提出一种风力发电设备，其具有本技术提出的风力发电机，其中，风力发电机的进气侧和排气侧设置在背离转子叶片的侧上。根据本技术，定子支架现在具有单独的在轴承单元上相对位于中心的法兰、即中心法兰。在该中心法兰处设有另外的机械构件，其沿径向方向延伸到定子的轴向端侧上。在纵剖面上观察，根据本技术在此形成了定子支架的U形或特别是Y形的装置。在考虑轴承单元的情况下，该纵剖面也能够看成是高脚杯形的。固定在该定子支架上的定子在此形成径向上的闭合。空间上观察，中心法兰形成了盘形的单元，单件或多件的构件在该单元的径向延伸的区域处形成槽形结构，该槽形结构然后与布置在槽形结构上的定子共同形成空腔。因此，定子支架在其结构外观方面与绳的导向辊相似。中心法兰承载边框底部，其中，中心法兰借助于焊接或拧紧方式固定在该边框底部处。整个所谓的边框由两个相对置的法兰环和边框底部形成并且因此在定子的径向内部生成空腔。边框的两侧的法兰环也用于在中心法兰以及轴承单元处径向或轴向地连接各个定子部段。法兰环在定子或定子部段的端侧的区域中固定在端侧。在所有的定子部段固定在其相应的法兰环上之后，在边框与定子部段之间获得在周向方向上观察环绕的空腔，其也被称为边框空腔。该边框空腔位于定子的径向内部。至少在一侧形成空腔的槽形结构根据尤其边框底部的设计方案参照中心法兰对称或不对称地构造。现在起借助该构造方案能够将用于冷却的冷却空气、例如机舱内部空气通过部分包装的定子或定子部段吸入到边框空腔中。在此，引入空气经由位于定子或相应的定子部段的端侧上的绕组头吸入风力发电机的气隙中。该空气从那里经由在定子或定子部段的部分之间存在的间距或冷却槽径向地向内流入边框空腔中。从那里再次排出在排气侧上的加热的空气。有利地，冷却空气的送入以及加热的冷却空气的排出设置在发电机单元的同一侧，这导致机舱的构造更紧凑。通过在排气部中形成低压以及空腔的方式，由风力发电机、也就是由定子和转子加热的空气借助于风扇被吸出并且例如排出至外部空气。中心法兰中的轴向的开口或者缺口相应地保障在绕组头的两侧充足和同时的并且均匀的冷却空气输送。这导致沿着定子和风力发电机轴向的、特别是均匀的补偿的温度分布。为了在空腔内部也得到压力的足够的均匀性，在空腔的子容积之间设置空气交换开口。通过使边框经由中心法兰单法兰式地连接轴承单元的方式，获得机械端口的最小化，即通过较小的加工开销和各个定子部段的较高的匹配精度获得成本节省。通过较高的匹配精度也能够明显更精确地设置风力发电机的气隙，这提高了发电机的效率。此外，通过中心法兰中的开口获得相对简单的单侧的空气输送，其也到达朝向转子叶片的绕组头区域。因此保障了两个绕组头、发电机的气隙、绕组系统以及定子或定子部段的叠片组获得足够的冷却。因此，在定子的或定子部段的叠片组的轴向长度上尤其关于叠片组中心实现对称的冷却效率。通过定子部段与边框之间的、也就是边框空腔的空腔构造，现在能够相对良好地集成吸出管道。因此能够非常紧凑地构造整个风力发电设备，这引起机舱内部空间的节省以及必要时机舱的缩小。相应地，定子径向内部的空腔由边框底部、两个相对置的法兰环和定子的背离发电机的气隙的侧面形成。在此，定子能够在周向方向上由分开的定子部段单件或区段式地构成。中心法兰承载这些形成空腔的构件。在此，中心法兰能够单件或多件地设计。中心法兰在一个实施方案中近似盘形地布置在轴承单元上。在此，中心法兰在轴向上观察优选布置在轴承单元的中心。为了能够更好地接收施加的力，中心法兰在横截面上观察能够实施为拱形或透镜形的。空间上观察，例如拱形的中心法兰导致盘形(具有用于轴承单元的洞)。在区段式构造的定子中也可行的是，定子部段已经具有中心法兰的一部分。中心法兰的这些区段也连接在轴承单元上。在周向方向上观察，中心法兰的各个区段在此不必共同强制性地形成闭合的法兰。因此，中心法兰能够也在本技术的构思的改进方案中实施为轮辐形式的，以便保持边框空腔并且接收在风力发电设备的运行中产生的力。中心法兰借助于焊接或拧紧方式固定在边框底部处。在此，边框底部参照中心法兰对称或者不对称地构造。这例如也取决于轴承单元上的中心法兰的轴向的位置、和/或冷却气流的设计方案。定子支架和/或边框底部为了接收机械负荷而具有通过焊接或螺栓连接例如力配合地相互连接的加强元件和加固元件。附图说明本技术以及本技术的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定子支架，所述定子支架用于具有外转子的直接驱动的风力发电机(1)的定子(2)，所述定子支架(27)经由紧固元件支撑在轴承单元(13)上，其特征在于，所述紧固元件具有能与所述轴承单元(13)连接的中心法兰(8)，并且所述紧固元件以所述紧固元件的径向延伸部朝所述定子(2)的端侧的方向轴向向外地扩展，以便在所述定子(2)的径向内部生成大部分闭合的空腔(11)，所述空腔由法兰环(9)、边框底部(10)以及定子(2)或定子部段形成，其中，在所述定子(2)的叠片组(3)的端侧上分别构造有绕组头(6)，其中，所述中心法兰(8)具有轴向的通孔或者缺口(30)，以便将引入空气的一部分引导至背离的所述绕组头(6)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170123 EP 17152682.51.一种定子支架，所述定子支架用于具有外转子的直接驱动的风力发电机(1)的定子(2)，所述定子支架(27)经由紧固元件支撑在轴承单元(13)上，其特征在于，所述紧固元件具有能与所述轴承单元(13)连接的中心法兰(8)，并且所述紧固元件以所述紧固元件的径向延伸部朝所述定子(2)的端侧的方向轴向向外地扩展，以便在所述定子(2)的径向内部生成大部分闭合的空腔(11)，所述空腔由法兰环(9)、边框底部(10)以及定子(2)或定子部段形成，其中，在所述定子(2)的叠片组(3)的端侧上分别构造有绕组头(6)，其中，所述中心法兰(8)具有轴向的通孔或者缺口(30)，以便将引入空气的一部分引导至背离的所述绕组头(6)。


2.根据权利要求1所述的定子支架，其特征在于，所述紧固元件在所述中心法兰(8)旁边具有边框底部(10)，所述边框底部延伸经过所述定子(2)的所述端侧上的所述法兰环(9)。


3.一种定子，具有根据权利要求1或2所述的定子支架，其特征在于，所述定子(2)的叠片组(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·约克尔，冈瑟·温克勒，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE