具有增强结构的发电机的定子制造技术

描述了一种用于风力涡轮发电机的定子（100），定子（100）包括在风力涡轮发电机的轴向方向上彼此间隔开的第一端板（101）和第二端板（102）以及增强结构（103），该增强结构被成形为板并且被布置在第一端板（101）和第二端板（102）之间并被固定到第一端板（101）和第二端板（102），其中增强结构（103）被构造成用于联接第一端板（101）和第二端板（102），使得在第一端板（101）和第二端板（102）之间可传递力。板（101）和第二端板（102）之间可传递力。板（101）和第二端板（102）之间可传递力。

【技术实现步骤摘要】
具有增强结构的发电机的定子


[0001]本专利技术涉及用于风力涡轮发电机的具有至少一增强结构的定子。此外，本专利技术涉及增强用于风力涡轮发电机的定子的方法。

技术介绍

[0002]发电机（诸如安装在风力涡轮中的发电机）通常包括相对于定子旋转的转子。
[0003]定子通常包括框架主体，其沿着纵向中央轴线延伸并且包括定子轭。端板可以被设置在轴向端处，所述轴向端也被分别称为驱动端和非驱动端。驱动端（DE）是面向驱动装置（即，风力涡轮的带叶片的转子）的纵向端并且在轴向方向上与非驱动端（NDE）间隔开。在制造和操作期间，端板机械地支撑定子框架主体。然而，在可再生能源需求不断增长的背景下，大小（即转子和定子的直径）不断增加。
[0004]风力涡轮应该在塔架头部内装纳的发电机具有最低可能重量和最小可能尺寸的情况下实现最高的可能电力输出。然而，对可再生能源（诸如风能）日益增长的需求，要求发电机的尺寸越来越大，并且因此也要求发电机定子的尺寸越来越大。
[0005]因此，需要为具有一个或更多个端板的风力涡轮发电机的大型定子提供稳健设计，该设计通过提供必要的机械支撑来允许更大的定子大小。

技术实现思路

[0006]可能需要提供用于发电机的定子、特别地用于风力涡轮发电机的定子的增强物。
[0007]通过根据独立权利要求的主题来满足这种需要。从属权利要求描述了本专利技术的有利的实施例。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供一种用于风力涡轮发电机的定子，定子包括：在风力涡轮发电机的轴向方向上彼此间隔开的第一端板和第二端板；以及增强结构，其被成形为板并且被布置在第一端板和第二端板之间并被固定到第一端板和第二端板，其中增强结构被构造成联接第一端板和第二端板，使得在第一端板和第二端板之间可传递力。
[0009]根据本专利技术的另一方面，提供一种用于增强风力涡轮发电机的定子的方法，该方法包括：i)布置在风力涡轮发电机的轴向方向上彼此间隔开的第一端板和第二端板；ii)布置被成形为在第一端板和第二端板之间的板的增强结构；以及iii)将增强结构固定到第一端板和第二端板，其中增强结构联接第一端板和第二端板，使得在第一端板和第二端板之间可传递力。
[0010]在本文的上下文中，术语“定子”可以特别地表示发电机的不可动部分，如已经在上文描述的。定子具有环状或圆筒形结构，其例如包括磁性元件和/或线圈元件以用于产生电力。围绕对应于驱动装置（即转子）的旋转轴线的中央轴线，存在（例如，锥形）孔，其中存在足够的空间来容纳转子的轴和/或轴承。风力涡轮发电机可以被设计成具有围绕内定子旋转的外部转子或具有被定子围绕的内部转子。
[0011]在本文的上下文中，术语“轴向方向”可以特别地表示与涡轮（特别地风力涡轮）的
转子的旋转轴线的方向（基本）平行的方向。旋转轴线（因此轴向方向）与定子的端板所处的平面基本正交。
[0012]在本文的上下文中，术语“板”可以特别地表示平坦的、相对薄的材料件，例如呈一定厚度的片材的锻造、轧制或铸造金属（其他材料也是可能的）。在本文的上下文中，板可以具有在（几何）平面的两个维度（或方向矢量）上的主要延伸范围和沿着第三维度的厚度，该第三维度与所述平面正交，或者换言之平行于与所述平面的方向矢量正交的法向矢量。主要延伸范围通常比厚度大得多。虽然在其基本形式中，板可以关于主要延伸范围基本具有矩形形状，不过在本文的上下文中，板可以具有各种形式或形状，诸如“X”形形状、三角形形状、圆形形状等等。
[0013]本专利技术可以基于如下想法：当被成形为板的增强结构被联接到定子的端板时可以提供一种用于风力涡轮的大型高性能发电机的稳固定子，使得在端板之间可传递力。通常，由于不希望的振动和增加的不稳定性，定子的大小（即，直径）非常有限。本专利技术人现在已经发现，为了定子的稳健性和稳定性，在定子的端板之间传递力，而不是仅仅依靠框架主体，可能会非常有效。当组装风力涡轮发电机的定子时，增强结构可以被布置在定子的端板之间并且被固定到定子的端板。从而，由于显著增加了横向（或轴向）刚度，所以相比于常规定子，极大地增加了定子的整体稳健性。由于增强结构的形状被形成为板，所以因为薄板形增强结构仅在一侧具有较小重量并且明显增加了另一侧上的稳健性，所以实现了适当的重量/稳健性关系。
[0014]示例性实施例在下文中，将描述部件载架的示例性实施例。
[0015]根据本专利技术的实施例，板具有1毫米至50毫米、特别地5毫米至30毫米、进一步特别地8毫米至12毫米的厚度。不过，厚度可以根据特定需求而变化。与相应更薄的增强结构（即，具有较小厚度的增强结构）相比，更大的厚度具有如下优势：增强结构可以吸收和/或传递来自端板或在端板之间的更大的力。不过，具有较小厚度的增强结构可以重量更轻且因此有助于风力涡轮发电机的定子的轻质构造。
[0016]根据本专利技术的另外的实施例，增强结构具有第一端区段，其被固定到第一端板并且沿着在增强结构和第一端板之间的第一连接接头具有第一延伸长度。增强结构进一步具有第二端区段，其被固定到第二端板，并且沿着在增强结构和第二端板之间的第二连接接头具有第二延伸长度。此外，增强结构具有中央区段，其被形成在第一端区段和第二端区段之间并且具有小于第一最小延伸长度和第二延伸长度中的至少一者的最大延伸长度。连接接头限定了在增强结构和相应端板之间的接触面。连接接头可以通过板形增强结构的接触边缘邻接到要固定到其上的相应端板的表面上来形成。相应延伸长度可以在接触边缘处具有最大值。
[0017]根据本专利技术的另一实施例，第一端区段关于第一延伸长度（即沿着轴向方向）从第一连接接头朝向中央区段渐缩，并且第二端区段关于第二延伸长度（即沿着轴向方向）从第二连接接头朝向中央区段渐缩。换言之，增强结构的在相应连接接头处被连接到端板且直接接触端板的部分（或区段）具有比增强结构的中央区段基本更大的尺寸。这具有如下影响：力被有效地传递并且确保了抵抗变形或振动的横向刚度和稳健性。这可以与薄壁部件（如车身的片材金属）中的卷边（bead）类似。
[0018]在另一些实施例中，中央区段具有恒定最大延伸长度（即，沿着轴向方向）。描述地说，增强结构被基本成形为“X”形。
[0019]在本专利技术的又一实施例中，第一端板包括第一通风孔。在另一实施例中，第二端板也可以包括第二通风孔。第一通风孔（且如果提供的话，第二通风孔也）被构造成用于使得能够实现在轴向方向上通过第一通风孔的空气流动。在操作期间由于转子旋转且由于生成的电力而可能产生的热可以通过空气流动被输送。提供通风孔可以具有如下优点：可以使得能够实现空气流动，使得热空气被运走（即，运出定子的内部）并且更冷的空气可以流动到定子中。通风孔可以具有基本圆形形状，不过也可以例如是细长孔或槽。
[0020]根据另外的实施例，进一步包括至少一个分隔元件，其被布置在第一端板和第二端板之间并被固定到第一端板和第二端板，并且被联接到增强结构，特别地借助于螺栓和/或借助于焊接被联接，其中分隔元件被构造成用于形成第一隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种用于风力涡轮发电机的定子（100），所述定子（100）包括在所述风力涡轮发电机的轴向方向上彼此间隔开的第一端板（101）和第二端板（102）；以及增强结构（103），其被成形为板并且被布置在所述第一端板（101）和所述第二端板（102）之间并被固定到所述第一端板（101）和所述第二端板（102），其中所述增强结构（103）被构造成用于联接所述第一端板（101）和所述第二端板（102），使得在所述第一端板（101）和所述第二端板（102）之间能够传递力。2.根据前述权利要求所述的定子（100），其中所述板（103）具有1毫米至50毫米、特别地5毫米至30毫米、进一步特别地8毫米至12毫米的厚度（D）。3.根据前述权利要求中一项权利要求所述的定子（100），其中所述增强结构（103）具有：第一端区段（106），其被固定到所述第一端板（101）并且沿着在所述增强结构（103）和所述第一端板（101）之间的第一连接接头（110）具有第一延伸长度（E1）；第二端区段（107），其被固定到所述第二端板（102）并且沿着在所述增强结构（103）和所述第二端板（102）之间的第二连接接头（111）具有第二延伸长度（E2）；以及中央区段（108），其被形成在所述第一端区段（106）和所述第二端区段（107）之间并且具有小于所述第一最小延伸长度（E1）和所述第二延伸长度（E2）中的至少一者的最大延伸长度（E3）。4. 根据前述权利要求所述的定子（100），其中所述第一端区段（106）关于所述第一延伸长度（E1）从所述第一连接接头（110）朝向所述中央区段（108）渐缩，并且其中所述第二端区段（107）关于所述第二延伸长度（E2）从所述第二连接接头（111）朝向所述中央区段（108）渐缩。5.根据前述权利要求所述的定子（100），其中所述中央区段（108）具有恒定的最大延伸长度（E3）。6. 根据前述权利要求中一项权利要求所述的定子（100），其中所述第一端板（101）包括通风孔（104），并且其中所述通风孔（104）被构造成用于使得能够实现在轴向方向（X）上通过所述通风孔（104）的空气流动。7.根据前述权利要求所述的定子（100），进一步包括：至少一个分隔元件（105），其被布置在所述第一端板（101）和所述第二端板（102）之间且被固定到所述第一端板（101）和所述第二端板（102）并且被联接到所述增强结构（103），特别地借助于螺栓和/或借助于焊接被联接到所述增强结构（103），其中所述分隔元件（105）被构造成用于形成第一隔室（130），从而形成通过所述第一端板（101）的所述通风孔（104）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：