專利名稱：風(fēng)力渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)，具體地是直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括至少一個(gè)發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)具有帶兩組定子繞組的定子，其中第一組定子繞組借助于第一纜線連接被連接到第一電轉(zhuǎn)換器單元并且第二組定子繞組借助于第二纜線連接被連接到第二電轉(zhuǎn)換器單元。
背景技術(shù)：
公知的是具有兩組定子繞組的發(fā)電機(jī)，即并聯(lián)的兩個(gè)繞組系統(tǒng)和兩個(gè)電轉(zhuǎn)換器單元，以用于風(fēng)力渦輪機(jī)應(yīng)用，具體地用于海上風(fēng)力渦輪機(jī)應(yīng)用。因此，如果一個(gè)電轉(zhuǎn)換器單元失效，則相應(yīng)發(fā)電機(jī)仍能夠借助于剩余的仍在工作的具有一半動(dòng)力輸出的電轉(zhuǎn)換器單元來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。
根據(jù)一種具體的發(fā)電機(jī)構(gòu)造，相應(yīng)成組的定子繞組或繞組系統(tǒng)均被連接到被分配給發(fā)電機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端的相應(yīng)母線系統(tǒng)。從而相應(yīng)成組定子繞組被裝納在定子的相應(yīng)定子槽內(nèi)，其中每個(gè)定子槽裝納第一或第二組定子繞組中的僅一組定子繞組。這種方法需要在風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端的區(qū)域內(nèi)具有相當(dāng)大的空間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)，其具有改進(jìn)的用于其電氣部件的所
需空間。這是通過如前所述的風(fēng)力渦輪機(jī)實(shí)現(xiàn)的，其中第一纜線連接在面向風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)端的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組，并且第二纜線連接在面向風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明是基于如下構(gòu)思，S卩引導(dǎo)相應(yīng)連接纜線離開定子的兩側(cè)，每個(gè)纜線可包括多個(gè)單獨(dú)纜線，其被分配給相應(yīng)成組定子繞組。因此，第一纜線連接在面向風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)端的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組，而第二纜線連接在面向風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組。以此方式，第一和第二纜線連接在不同軸向位置(參考定子中心軸線)被引導(dǎo)離開相應(yīng)定子繞組從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上更加緊湊的設(shè)計(jì)，這是因?yàn)榻o纜線連接和電轉(zhuǎn)換器單元提供了更多空間。換言之，相應(yīng)纜線連接被引導(dǎo)離開定子或相應(yīng)成組定子繞組的軸向相對(duì)的側(cè)面二者，其中一個(gè)側(cè)面面向風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)端且另一個(gè)或相對(duì)的側(cè)面面向風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端。風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)端指的是發(fā)電機(jī)或定子的相應(yīng)連接到轉(zhuǎn)子轂的側(cè)面，而風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端指的是發(fā)電機(jī)連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙內(nèi)的相應(yīng)非旋轉(zhuǎn)部件的側(cè)面。因此，風(fēng)力渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件，例如發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，通常至少間接地連接到驅(qū)動(dòng)端，而風(fēng)力渦輪機(jī)的非旋轉(zhuǎn)部件，例如定子，通常至少間接地連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端。在本文中，術(shù)語(yǔ)定子指的是整個(gè)定子構(gòu)造，因此相應(yīng)定子殼體或類似件也可以由術(shù)語(yǔ)定子所指代。相應(yīng)電轉(zhuǎn)換器單元優(yōu)選地置于風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端，即發(fā)電機(jī)下游。在例外情況下，還可以想到，至少一個(gè)電轉(zhuǎn)換器單元被置于風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)端。因此，可能的是，在非常接近成組定子繞組處，第一和/或第二纜線連接被軸向弓I導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組或者被徑向引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組。因此，相應(yīng)纜線連接在其延伸離開相應(yīng)成組定子繞組的相應(yīng)方向/取向上可以是不同的或相同的。因此，軸向指的是基本平行于定子中心軸線的纜線連接的所有取向，其中術(shù)語(yǔ)軸向還包括相對(duì)于定子中心軸線的相應(yīng)傾斜或成角度取向。相應(yīng)地，徑向指的是基本垂直于定子中心軸線的纜線連接的所有取向，其中術(shù)語(yǔ)徑向還包括相對(duì)于與定子中心軸線垂直的豎直軸線的相應(yīng)傾斜或成角度取向。上述說明實(shí)質(zhì)上涉及相應(yīng)纜線連接直接延伸離開相應(yīng)成組定子繞組的部分，即相應(yīng)纜線連接的進(jìn)一步線程可以是不同的。因此，相應(yīng)纜線連接的相應(yīng)第一部分可以軸向延伸離開相應(yīng)一組定子繞組，在相應(yīng)纜線連接的第一部分下游的第二部分可以沿徑向方向延伸，在相應(yīng)纜線連接的第二部分下游的第三部分可以沿軸向方向延伸，等等。定子，即定子堆，可以包括相應(yīng)徑向孔、徑向通道等以便徑向引導(dǎo)相應(yīng)纜線連接離開相應(yīng)一組定子繞組?？赡艿氖?，在面向風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)端的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組的相應(yīng)纜線連接進(jìn)一步沿著定子的定子背芯(back core)朝向風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端被引導(dǎo)。在這種實(shí)施例中，在面向風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)端的側(cè)面處被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組的相應(yīng)纜線連接進(jìn)一步沿定子背芯朝向風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端被引導(dǎo)。定子背芯可以設(shè)有適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)器件，其形式為托架、緊固件、溝槽或在定子背芯處為纜線連接提供牢固附接的類似件。優(yōu)選的是，第一和第二組定子繞組被共同置于定子的相應(yīng)定子槽內(nèi)。因此，在相應(yīng)電轉(zhuǎn)換器單元中的一個(gè)失效時(shí)，本發(fā)明的原理允許源于定子繞組的磁力具有更均勻的周向分布。因此，在這種情況下，空氣間隙內(nèi)的磁場(chǎng)將類似于任一電轉(zhuǎn)換器單元或成組定子繞組相應(yīng)地仍在僅一半動(dòng)力下工作的情況?？赡艿氖?，與第二組定子繞組相比，第一組定子繞組被置于徑向外部位置，或者反之亦然。大體而言，所有相應(yīng)定子槽均具有相同構(gòu)造，即第一組定子繞組相比第二組定子繞組處于外部徑向位置，或者反之亦然。不過，可行的是定子槽可具有不同構(gòu)造，即，第一定子槽具有相比于第二組定子繞組處于徑向外部位置的第一組定子繞組，而第二定子槽，具體地是周向鄰接的定子槽，具有相比于第一組定子繞組處于徑向外部位置的第二組定子繞組。每組定子繞組均可以包括串聯(lián)連接的至少兩個(gè)定子繞組。被分配給相應(yīng)一組定子繞組的相應(yīng)定子繞組的數(shù)量是整數(shù)。對(duì)于三相電機(jī)形式的發(fā)電機(jī)的優(yōu)選示例而言，理想的是每組定子繞組包括串聯(lián)連接的至少兩個(gè)(具體地是三個(gè))定子繞組。相應(yīng)成組定子繞組中的每組傳導(dǎo)相同幅值的交流電，不過具有相位差。例如，關(guān)于具有相應(yīng)三組定子繞組的發(fā)電機(jī)的實(shí)施例而言，相位差可以是120°。本風(fēng)力渦輪機(jī)優(yōu)選地是海上風(fēng)力渦輪機(jī)。因此，本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)被準(zhǔn)備好以便安裝在海上。當(dāng)然本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)還可以安裝在其他地點(diǎn)。


在下文中，參考附圖具體描述本發(fā)明，附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的創(chuàng)造性風(fēng)力渦輪機(jī)的原理 圖2示出了圖1的創(chuàng)造性風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)端的發(fā)電機(jī)的定子的線圈圖的原理 圖3示出了圖1的創(chuàng)造性風(fēng)力渦輪機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端的發(fā)電機(jī)的定子的線圈圖的原理圖； 圖4示出了圖2和圖3的組合圖；以及
圖5示出了圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的定子的定子槽的原理圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的創(chuàng)造性風(fēng)力渦輪機(jī)I的原理圖。風(fēng)力渦輪機(jī)I是用于海上應(yīng)用的直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)；即風(fēng)力渦輪機(jī)I被安裝在海2上。風(fēng)力渦輪機(jī)I包括被直接連接到轉(zhuǎn)子轂4的發(fā)電機(jī)3，該轉(zhuǎn)子轂4具有與其附接的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片5。即風(fēng)力渦輪機(jī)I能夠被劃分為驅(qū)動(dòng)端20和非驅(qū)動(dòng)端21，該驅(qū)動(dòng)端20即發(fā)電機(jī)3的左側(cè)、本質(zhì)上與至少被間接聯(lián)接到轉(zhuǎn)子轂4的所有部件相關(guān)，該非驅(qū)動(dòng)端21即發(fā)電機(jī)3的右側(cè)、本質(zhì)上與至少被間接聯(lián)接到風(fēng)力渦輪機(jī)I的相應(yīng)非旋轉(zhuǎn)部件的所有部件相關(guān)，例如在風(fēng)力渦輪機(jī)I的機(jī)艙6內(nèi)的靜止部件。發(fā)電機(jī)3具有轉(zhuǎn)子(未示出)和定子7，其中轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子7被可旋轉(zhuǎn)地支撐。定子7包括兩組定子繞組8、9，其中第一組定子繞組8借助于第一纜線連接11被連接到第一電轉(zhuǎn)換器單元10并且第二組定子繞組9借助于第二纜線連接13被連接到第二電轉(zhuǎn)換器單元12。纜線連接11、13均包括至少三個(gè)不同纜線14、15、16、17、18、19，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)3被構(gòu)建成三相電機(jī)，即每組定子繞組8、9包括串聯(lián)連接的三個(gè)定子繞組，且每個(gè)定子繞組連接到相應(yīng)纜線14、15、16、17、18、19 (參見圖2_4)。從而，相應(yīng)纜線14-16被分配給纜線連接11，而纜線17-19被分配給纜線連接13。還可以從圖1看出，相應(yīng)纜線連接11、13在不同的軸向位置處被引導(dǎo)離開相應(yīng)成組定子繞組8、9。纜線連接13在左側(cè)(即在面向風(fēng)力渦輪機(jī)I的驅(qū)動(dòng)端20的側(cè)面區(qū)域內(nèi))被軸向引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組8。纜線連接11在右側(cè)(即在面向風(fēng)力渦輪機(jī)I的非驅(qū)動(dòng)端20的側(cè)面區(qū)域內(nèi))被軸向引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組9。纜線連接11、13均被引導(dǎo)到被置于機(jī)艙6內(nèi)的相應(yīng)電轉(zhuǎn)換器單元10、13。電轉(zhuǎn)換器單元10、13 二者均被置于風(fēng)力渦輪機(jī)I的非驅(qū)動(dòng)端21。因此，纜線連接13還沿著定子7的定子背芯(即部分地平行于相應(yīng)發(fā)電機(jī)3或定子7的中心軸線A)朝向風(fēng)力渦輪機(jī)I的非驅(qū)動(dòng)端21被引導(dǎo)。當(dāng)參考圖2-4時(shí)可以進(jìn)一步解釋本發(fā)明原理。其中圖2示出了本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)I的驅(qū)動(dòng)端20的發(fā)電機(jī)3的定子7的線圈圖的原理圖，并且圖3示出了本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)I的非驅(qū)動(dòng)端20的發(fā)電機(jī)3的定子7的線圈圖的原理圖。圖4示出了圖2和圖3的組合圖。顯而易見的是，被分配給纜線連接11的相應(yīng)纜線14-16沿風(fēng)力渦輪機(jī)I的非驅(qū)動(dòng)端21的方向被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組8，而被分配給纜線連接13的相應(yīng)纜線17-19沿風(fēng)力渦輪機(jī)I的驅(qū)動(dòng)端20的方向被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組9。纜線22表示中性導(dǎo)體。圖5示出了圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)I的發(fā)電機(jī)3的定子7的代表性定子槽22的原理圖。因此，圖3示出了沿圖1的線II1-1II的剖視圖。顯而易見的是，定子槽23裝納相應(yīng)兩組定子繞組8、9。換言之，第一和第二組定子繞組8、9均被共同置于定子7的相應(yīng)定子槽23內(nèi)。其中，相應(yīng)成組定子繞組8、9具有不同徑向位置；即所述一組定子繞組8相比于所述一組定子繞組9處于徑向外部位置。這種構(gòu)造允許源自于相應(yīng)成組定子繞組8、9的磁力具有更加均勻的分布，即使當(dāng)相應(yīng)電轉(zhuǎn)換器單元10、12中的一個(gè)失效時(shí)也如此。相比于圖1所示的實(shí)施例，理論上還可能的是，在非常接近相應(yīng)成組定子繞組8、9處將纜線連接11、13中的一個(gè)徑向引導(dǎo)離開相應(yīng)成組定子繞組8、9。在這種情況下，相應(yīng)纜線連接11、13將朝向中心軸線A沿徑向向內(nèi)方向取向，即在這種情況下定子7具有相應(yīng)的徑向孔、徑向通道、徑向孔洞或類似特征。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)(1)，具體地是直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)，包括至少一個(gè)發(fā)電機(jī)(3)，所述發(fā)電機(jī)(3)具有帶兩組定子繞組(8、9)的定子(7)，其中第一組定子繞組(8)借助于第一纜線連接(11)被連接到第一電轉(zhuǎn)換器單元(10)，第二組定子繞組(9)借助于第二纜線連接 (13)被連接到第二電轉(zhuǎn)換器單元(12)，其中所述第一纜線連接(11)在面向所述風(fēng)力渦輪機(jī)(I)的驅(qū)動(dòng)端(20)的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組(8)，并且所述第二纜線連接(13)在面向所述風(fēng)力渦輪機(jī)(I)的非驅(qū)動(dòng)端(21)的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述第一和/或第二纜線連接(11、13)在非常接近相應(yīng)一組定子繞組(8、9)處被軸向引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組(8、9)或者被徑向引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組(8、9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中在面向所述風(fēng)力渦輪機(jī)(I)的所述驅(qū)動(dòng)端(20)的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開所述相應(yīng)一組定子繞組(9)的相應(yīng)纜線連接(13)進(jìn)一步沿所述定子(7)的定子背芯朝向所述風(fēng)力渦輪機(jī)(I)的所述非驅(qū)動(dòng)端(21)被引導(dǎo)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述第一和第二組定子繞組 (8、9)被共同放置在所述定子(7)的相應(yīng)定子槽(23)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述第一組定子繞組(8)相比于所述第二組定子繞組(9)被置于徑向外部位置，或者反之亦然。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中每組定子繞組(8、9)包括串聯(lián)連接的至少兩個(gè)定子繞組。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述風(fēng)力渦輪機(jī)(I)是海上風(fēng)力渦輪機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)(1)，具體地是直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)，包括至少一個(gè)發(fā)電機(jī)(3)，該發(fā)電機(jī)(3)具有帶兩組定子繞組(8、9)的定子(7)，其中第一組定子繞組(8)借助于第一纜線連接(11)被連接到第一電轉(zhuǎn)換器單元(10)，第二組定子繞組(9)借助于第二纜線連接(13)被連接到第二電轉(zhuǎn)換器單元(12)，其中所述第一纜線連接(11)在面向所述風(fēng)力渦輪機(jī)(1)的驅(qū)動(dòng)端(20)的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組(8)，并且所述第二纜線連接(13)在面向所述風(fēng)力渦輪機(jī)(1)的非驅(qū)動(dòng)端(21)的側(cè)面區(qū)域內(nèi)被引導(dǎo)離開相應(yīng)一組定子繞組(9)。
文檔編號(hào)H02K3/50GK103001369SQ20121034048
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者S.塞默 申請(qǐng)人:西門子公司