發(fā)電的制造方法
【專利摘要】一種發(fā)電機(jī)（1），其用于將來(lái)自諸如風(fēng)能的可再生能源轉(zhuǎn)化為將被加入到本地或遠(yuǎn)程電網(wǎng)（R）中的電能，發(fā)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)（2），旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)有用于從可再生能源中提取能量并用于將其轉(zhuǎn)換為電能的裝置（3）；用于調(diào)整旋轉(zhuǎn)電機(jī)（2）的運(yùn)行參數(shù)的第一控制裝置（4）；用于調(diào)整由旋轉(zhuǎn)電機(jī)（2）產(chǎn)生的電能的參數(shù)的第二控制裝置（5）；以及用于將第二控制裝置（5）電連接至電網(wǎng)（R）的連接裝置（6）；其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)（2）定位于設(shè)置在與基部（B）相距預(yù)定距離處的空間（V）內(nèi)，所述基部（B）相對(duì)于地面（T）被固定或能被錨固。第一控制裝置（4）被容納在設(shè)置于空間（V）內(nèi)的第一殼體（7）中，第二控制裝置（5）被容納在與第一殼體不同且相對(duì)于第一殼體在空間上偏置的第二殼體（8）中，第二控制裝置（5）與第一控制裝置（4）電連接，以便于發(fā)電機(jī)的安裝及維護(hù)。
【專利說(shuō)明】發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明通常應(yīng)用于電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及用于將來(lái)自可再生能源(例如風(fēng)能)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為可注入到本地或遠(yuǎn)程分布電網(wǎng)中的電能的發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，已知的發(fā)電機(jī)基本上包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于將從可再生能源(例如風(fēng)能、水能或地?zé)崮茴愋偷目稍偕茉?提取的能量轉(zhuǎn)化為將被加入到本地或遠(yuǎn)程分布電網(wǎng)中的電能。
[0003]發(fā)電機(jī)還具有控制裝置，所述控制裝置用于控制電機(jī)的電氣運(yùn)行參數(shù)以及與所產(chǎn)生的電相關(guān)的參數(shù)使得允許其被加入到電網(wǎng)中。
[0004]圖1示意性地示出了風(fēng)力設(shè)備E，其包括已知類型的發(fā)電機(jī)G，該發(fā)電機(jī)具有旋轉(zhuǎn)機(jī)械A(chǔ)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)械直接地或通過(guò)機(jī)械式倍增器(在圖中未示出)連接到風(fēng)力渦輪機(jī)B，并通過(guò)電連接裝置L電連接于控制裝置M。
[0005]控制裝置M包括一個(gè)或多個(gè)逆變器I以及一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器C，所述逆變器和轉(zhuǎn)換器是已知類型的并且通常容裝在單個(gè)殼體P的內(nèi)部。轉(zhuǎn)換器C通常借助合適的電線S連接到配電板D，該配電板又連接到配電網(wǎng)和/或本地電網(wǎng)R。
[0006]如果發(fā)電機(jī)G的功率大于幾千瓦，則控制裝置M必須能夠用相對(duì)較高的額定值調(diào)整電力參數(shù)。在這種情況下，通過(guò)焦耳效應(yīng)由控制裝置M、特別是由逆變器I和轉(zhuǎn)換器C產(chǎn)生的熱量是相當(dāng)多的，并且必須通過(guò)與逆變器I或轉(zhuǎn)換器C的電路相關(guān)聯(lián)的合適的熱耗散器或熱交換器消除這些熱量。
[0007]這種已知方案的一個(gè)缺點(diǎn)表現(xiàn)在，逆變器I和轉(zhuǎn)換器C的電路具有帶復(fù)雜線路的電子功率器件，這大大增加了控制裝置M的總尺寸和體積。
[0008]另一個(gè)缺點(diǎn)表現(xiàn)在，與控制裝置M相關(guān)聯(lián)的熱耗散器和/或熱交換器具有相當(dāng)大的尺寸和重量，這使得它們?cè)谔囟愋偷难b備中(例如在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙中)的定位非常困難。
[0009]另一個(gè)缺點(diǎn)表現(xiàn)在，控制裝置M的體積使得需要使用相當(dāng)大長(zhǎng)度的連接裝置L，以至于在發(fā)電機(jī)G運(yùn)行期間產(chǎn)生了不期望頻率的電磁發(fā)射。
[0010]另一個(gè)缺點(diǎn)表現(xiàn)在，特別是在平均功率水平的設(shè)備和高功率的設(shè)備中，控制裝置M被容納在被指派維護(hù)該控制裝置的操作人員非常難以到達(dá)的空間內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的一個(gè)主要目標(biāo)在于通過(guò)提供一種具有高效且成本相對(duì)較低的特點(diǎn)的發(fā)電機(jī)來(lái)克服上述缺點(diǎn)。
[0012]本發(fā)明的另一具體目標(biāo)在于提供一種甚至對(duì)于特殊的用戶需求配置也能夠減小控制裝置的體積和重量的發(fā)電機(jī)。
[0013]本發(fā)明的一個(gè)具體目標(biāo)在于提供一種具有在維護(hù)操作期間能夠易于進(jìn)入的電子控制裝置的發(fā)電機(jī)。
[0014]本發(fā)明的另一目標(biāo)在于提供一種能夠減小與旋轉(zhuǎn)機(jī)械電連接的長(zhǎng)度以減少不期望的電磁發(fā)射的發(fā)電機(jī)。
[0015]本發(fā)明的另一具體目標(biāo)在于提供一種能夠減小冷卻裝置的重量和體積的發(fā)電機(jī)。
[0016]將在下文變得更加清楚的這些目標(biāo)以及其他目標(biāo)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的電能發(fā)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述發(fā)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)有用于從可再生源中提取動(dòng)能的裝置；第一控制裝置，所述第一控制裝置用于調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)；第二控制裝置，所述第二控制裝置用于調(diào)整所產(chǎn)生的電能的參數(shù)；以及用于將第二控制裝置電連接至電網(wǎng)的裝置；其中所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)定位在位于與基部相距預(yù)定距離處的空間中，所述基部相對(duì)于地面固定或相對(duì)于地面能被錨固。
[0017]所述發(fā)電機(jī)特征在于，第一控制裝置被容納在設(shè)置于所述空間內(nèi)的第一殼體中，所述第二控制裝置被容納在與第一殼體不同且在空間上遠(yuǎn)離第一殼體的第二殼體中，并且所述第二控制裝置以便于發(fā)電機(jī)的安裝和維護(hù)的方式與所述第一控制裝置電連接。
[0018]這種特別的配置使得發(fā)電機(jī)已經(jīng)減小了重量和體積，并且尤其在維護(hù)操作期間易于使用者進(jìn)入。
[0019]從屬權(quán)利要求闡釋了本發(fā)明的有利實(shí)施方式。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]根據(jù)借助于附圖作為非限定性示例示出的發(fā)電機(jī)的優(yōu)選但非排他的實(shí)施方式的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將更加明顯，其中:
[0021]圖1是【背景技術(shù)】的發(fā)電機(jī)的示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施方式的示意圖；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)的第二實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參照上述附圖，總體上用附圖標(biāo)記I標(biāo)記的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)，可用于生產(chǎn)始于可再生能源(例如風(fēng)能、水能或地?zé)崮艿?的電能。
[0025]由發(fā)電機(jī)I生產(chǎn)的電能可被加入到本地或遠(yuǎn)程配電網(wǎng)R中。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)I基本上包括旋轉(zhuǎn)機(jī)械2，該旋轉(zhuǎn)機(jī)械具有用于從可再生源中提取能量以便產(chǎn)生電能的裝置3 ;該旋轉(zhuǎn)機(jī)械2定位在空間V中，所述空間設(shè)置在與基部B相距一段距離的位置處，所述基部固定到地面T或能被錨固到地面。
[0027]發(fā)電機(jī)I包括第一控制裝置4，所述第一控制裝置用于調(diào)整旋轉(zhuǎn)機(jī)械2的運(yùn)行參數(shù)；以及第二控制裝置5，所述第二控制裝置用于調(diào)整由所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生的電能的運(yùn)行參數(shù)。
[0028]此外，發(fā)電機(jī)I還包括用于將第二控制裝置5電連接至電網(wǎng)R的第一連接裝置6。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定特征，第一控制裝置4被容納在第一殼體7中，所述第一殼體設(shè)置在空間V內(nèi)并靠近旋轉(zhuǎn)機(jī)械2。
[0030]而第二控制裝置5被容納在與第一殼體7不同且在空間上遠(yuǎn)離該第一殼體的第二殼體8內(nèi)，該第二控制裝置5以便于發(fā)電機(jī)I的安裝及維護(hù)的方式與第一控制裝置4電連接。
[0031]第一殼體7和第二殼體8可具有不同的尺寸，以便分別適合于第一控制裝置4和第二控制裝置5的尺寸。
[0032]合適地，殼體7、8將以導(dǎo)致電中性的方式與相應(yīng)的控制裝置4、5電絕緣。
[0033]第一控制裝置4可通過(guò)例如電線、棒材或類似導(dǎo)體的第二電連接裝置9與第二控制裝置5電連接。
[0034]可能地，第一殼體7可被設(shè)置成直接接觸位于空間V內(nèi)的金屬表面10，而不產(chǎn)生任何類型的電接觸。
[0035]有利地，如圖中所示，發(fā)電機(jī)I可以是風(fēng)力型，其具有設(shè)置在錨固到塔W的機(jī)艙N內(nèi)的空間V。
[0036]在圖2中所示的第一實(shí)施方式中，由風(fēng)力渦輪機(jī)F組成的能量提取裝置3被固定到動(dòng)力軸11，該動(dòng)力軸又直接或借助減速器/倍增器機(jī)械地連接到旋轉(zhuǎn)機(jī)械2。
[0037]旋轉(zhuǎn)機(jī)械2被容納在機(jī)艙N的空間V內(nèi)。第二殼體8也可被容納在所述空間V內(nèi)并且與第一殼體7相距一段距離d。
[0038]有利地，距離d將以使發(fā)電機(jī)I的重量在空間V中的整體分布最優(yōu)化的方式被確定。
[0039]此外，第二殼體8的位置可以以便于第一電連接裝置6通過(guò)的方式被確定。
[0040]在圖3所示的第二實(shí)施方式中，第二殼體8可被設(shè)置在空間V外的、操作人員能容易地進(jìn)入的位置中，例如設(shè)在塔W內(nèi)接近基部B的位置處。
[0041]此外，第二連接裝置9可被設(shè)置在塔W內(nèi)。
[0042]可能地，不論第二控制裝置5的位置如何，旋轉(zhuǎn)機(jī)械2都可被容納在第三殼體12內(nèi)，該第三殼體被設(shè)置為以減少旋轉(zhuǎn)機(jī)械2與第一控制裝置4之間的電連接13的方式與第一殼體7幾乎直接接觸。
[0043]根據(jù)圖2和圖3所示的配置，電機(jī)2和第一控制裝置4之間的電連接13的長(zhǎng)度I可以以減少電磁波的發(fā)射(即以低于預(yù)先設(shè)定的限制值的值來(lái)限制不被期望的發(fā)射)的方式被選定。
[0044]第一控制裝置4可包括至少一個(gè)逆變器14，第二控制裝置5可包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器15。
[0045]如在圖3中清晰可見的，僅逆變器14可定位在機(jī)艙N的空間V中，而轉(zhuǎn)換器15可被容納在支撐塔W的基部B處。
[0046]這種配置在發(fā)電機(jī)I被設(shè)置在具有減小的尺寸和/或旨在支撐具有有限重量的發(fā)電機(jī)I的空間V內(nèi)的情況下將特別有利。
[0047]適當(dāng)?shù)?，逆變?4可被配置成用于調(diào)整與旋轉(zhuǎn)電機(jī)2相關(guān)的電力參數(shù)。
[0048]此外，如附圖所示，旋轉(zhuǎn)機(jī)械2、第一控制裝置4以及第二控制裝置5可包括用于消除在運(yùn)行期間產(chǎn)生的熱量的冷卻裝置16。
[0049]在發(fā)電機(jī)I電功率有限的情況下，所要消除的熱量將不會(huì)特別高；可具有層壓的或類似類型的空氣冷卻裝置16 (未圖示)。
[0050]在發(fā)電機(jī)I功率相對(duì)較高，例如高于5千瓦的情況下，冷卻裝置16可包括一個(gè)或多個(gè)熱交換器(未圖不)，具有被一種或多種冷卻液體流過(guò)的多個(gè)冷卻回路。[0051]在一替代性的配置(未圖示)中，冷卻裝置16可包括旋轉(zhuǎn)機(jī)械2、第一控制裝置4和第二控制裝置5共用的冷卻回路。
[0052]這是為了減小冷卻裝置16的體積和重量，例如在發(fā)電機(jī)I必須定位在特別小尺寸的空間V內(nèi)的情況下。
[0053]在圖2所示的實(shí)施方式中，發(fā)電機(jī)部件(即旋轉(zhuǎn)機(jī)械2、第一控制裝置4和第二控制裝置5)的各冷卻裝置16均可包括被相應(yīng)的制冷劑流體流過(guò)的相應(yīng)的熱交換回路17、17’和 17”。
[0054]在圖3所示的實(shí)施方式中，冷卻裝置16包括旋轉(zhuǎn)機(jī)械2和第一控制裝置4共用的第一冷卻回路18，以及用于第二控制裝置5的第二熱交換回路18’。
[0055]在這樣的實(shí)施方式中，第一共用熱交換回路18減小了電機(jī)I位于空間V內(nèi)的部分的體積，并且同時(shí)第二熱交換回路18’可在靠近第二控制裝置5處被容納。
[0056]為了完整性起見，可以觀察到旋轉(zhuǎn)機(jī)械2可以是磁阻型，使得其能量輸出大于包括已知類型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械2的發(fā)電機(jī)的能量輸出。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)易于進(jìn)行各種修改和變形，這些修改和變形全部落入所附的權(quán)利要求中表達(dá)的發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，所有細(xì)節(jié)可由技術(shù)上等效的元件進(jìn)行替換，并且材料可根據(jù)需要而不同。
[0058]即使已經(jīng)特別參照附圖對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行了描述，然而說(shuō)明書和權(quán)利要求書中引用的附圖標(biāo)記是為了更好地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)所要求保護(hù)的范圍的任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電機(jī)(1)，所述發(fā)電機(jī)用于將來(lái)自諸如風(fēng)能的可再生能源的能量轉(zhuǎn)化為將被加入到本地或遠(yuǎn)程電網(wǎng)(R)中的電能，所述發(fā)電機(jī)包括:-旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)有用于提取來(lái)自可再生能源的能量并轉(zhuǎn)化為電能的裝置(3)；-第一控制裝置(4)，所述第一控制裝置用于調(diào)整所述電機(jī)(2)的操作參數(shù)；-第二控制裝置(5)，所述第二控制裝置用于調(diào)整由所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)產(chǎn)生的電能的參數(shù)；-連接裝置(6)，所述連接裝置用于將所述第二控制裝置(5)電連接至電網(wǎng)(R)；其中所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)定位于空間(V)中，所述空間設(shè)置在與基部(B)相距預(yù)定距離(h)處，所述基部固定到地面(T)或能被錨固到地面；其特征在于，所述第一控制裝置(4)被容納在設(shè)置于所述空間(V)內(nèi)的第一殼體(7)中，所述第二控制裝置(5)被容納在與第一殼體不同且相對(duì)于第一殼體在空間上偏置的第二殼體(8)中，所述第二控制裝置(5)與所述第一控制裝置(4)電連接以便于發(fā)電機(jī)的安裝及維護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第二殼體(8)設(shè)置在所述空間(V)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第二殼體(8)設(shè)置在所述空間(V)外并且靠近所述基部(B)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)被容納在第三殼體(12)內(nèi)，該第三殼體被設(shè)置成與第一殼體(7)直接接觸，以減小所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2 )與所述第一控制裝置(4 )之間的電連接(13 )的長(zhǎng)度。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一控制裝置(4)包括至少一個(gè)逆變器(14)，所述第二控制裝置(5)包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器(15)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)、所述第一控制裝置(4)和所述第二控制裝置(5)包括用于消除在操作期間產(chǎn)生的熱量的冷卻裝置(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述冷卻裝置(16)包括所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2 )、所述第一控制裝置(4 )以及所述第二控制裝置(5 )共用的冷卻回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)、所述第一控制裝置(4)以及所述第二控制裝置(5)均包括不同的冷卻回路(17、17’、17”)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述冷卻裝置(16)包括:所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)和所述第一控制裝置(4)共用的第一冷卻回路(18)，以及用于所述第二控制裝置(5)的第二熱交換回路(18’)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述空間(V)由錨固于支撐塔(W)的機(jī)艙(N)構(gòu)成。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)(2)為磁阻型。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)(2)包括永磁體。
【文檔編號(hào)】F03D7/04GK103443453SQ201280010107
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月23日
【發(fā)明者】E·伯托托 申請(qǐng)人:雷埃爾有限責(zé)任公司