具有直接驱动的发电机的风力发电设备制造技术

本发明专利技术涉及一种具有风力涡轮机的风力发电设备，该风力涡轮机具有能绕着轴线(5)转动的风力涡轮机轴(6)和发电机(17)的轴，其中，发电机(17)具有定子(8)和转子(9)，其中，发电机(17)的轴(7)和风力涡轮机轴(6)特别地一体地设计和/或轴线对准地相互耦连，其中，风力涡轮机和发电机(17)仅仅通过机器壳体中的风力涡轮机轴(6)上的两个主轴承(2)支承在风力发电设备的塔尖上，并且其中，定子(8)定位在机器壳体(1)上。

Wind power generation device with direct drive generator

The present invention relates to a wind turbine wind power generation equipment, the wind turbine has around the axis (5) wind turbine shaft rotation (6) and (17) of the generator shaft, wherein, the generator (17) having a stator (8) and a rotor (9), wherein, the generator (17) the shaft (7) and wind turbine shaft (6) specifically integrated design and / or axis at the mutual coupling of the wind turbine and generator (17) only by the wind turbine shaft in the machine shell (6) and two (2) of the main bearing support in wind power generation equipment spire, and the stator (8) positioned in the machine shell (1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有发电机和用于支承风力涡轮机轴的轴承设计的风力发电设备以及涉及用于在风力发电设备中定位发电机的方法。
技术介绍
在风力发电设备中经由变速器或者直接经由风力涡轮机轴驱动发电机。在此，发电机在风力方向上看能够要么在塔前(EP2164154A)、在塔上、要么在塔后(EP1327073B1)地布置。在此能够采用不同的轴承单元，以便支撑转动的部件，并且以便无损坏地经受涡轮机轴的相应的弯曲变化。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的在于，为风力发电设备提供以下发电机设计，即在技术可靠性和经济性相同的情况下将轴承单元减小到最小。该目的的解决方案通过具有风力涡轮机的风力发电设备实现，该风力涡轮机具有能绕着轴线转动的风力涡轮机轴和发电机的轴，其中，发电机具有定子和转子，其中，发电机的轴和风力涡轮机轴一体地设计和/或轴线对准地相互耦连，其中，风力涡轮机和发电机仅仅通过机器壳体中的风力涡轮机轴处的两个主轴承支承在风力发电设备的塔尖处，并且其中，定子定位在机器壳体处。该目的的解决方案也通过用于将发电机安装到具有风力涡轮机的风力发电设备上的方法实现，该风力涡轮机具有能绕着轴线转动的风力涡轮机轴和发电机的轴，其中，发电机具有定子和转子，其中，发电机的轴和风力涡轮机轴特别地一体地设计或轴线对准地相互耦连，其中，风力涡轮机和发电机仅仅通过机器壳体中的风力涡轮机轴处的两个主轴承支承在风力发电设备的塔尖处，并且其中，定子定位在机器壳体上。该方法具有下述步骤：-定子和转子的相对应的区段预先制造并且成对地、即各一个定子区段和转子区段，配有运输安全件，运输安全件特别地对应于随后的发电机的气隙，-将区段对在风力发电设备的脚部处组合为发电机，其中，发电机随后作为整体固定在风力涡轮机轴的轴向延长部上，-将定子区段固定在风力发电设备的机器壳体上并且随后松开区段对的运输安全件。该目的的解决方案也通过用于将发电机安装到具有风力涡轮机的风力发电设备上的方法实现，该风力涡轮机具有能绕着轴线转动的风力涡轮机轴和发电机的轴，其中，发电机具有定子和转子，其中，发电机的轴和风力涡轮机轴特别地一体地设计或轴线对准地相互耦连，其中，风力涡轮机和发电机仅仅通过机器壳体中的风力涡轮机轴处的两个主轴承支承在风力发电设备的塔尖处，并且其中，定子定位在机器壳体处。该方法具有下述步骤：-定子和转子的相对应的区段预先制造并且成对地、即各一个定子区段和转子区段，配有运输安全件，运输安全件特别地对应于随后的发电机的气隙，-将定子区段直接安置到风力涡轮机轴上，其中，在风力涡轮机轴的轴向延长部处逐步地形成发电机，-将定子区段固定在风力发电设备的机器壳体处并且随后松开区段对的运输安全件。该目的的解决方案也通过用于将发电机安装到具有风力涡轮机的风力发电设备上的方法实现，该风力涡轮机具有能绕着轴线转动的风力涡轮机轴和发电机的轴，其中，发电机具有定子和转子，其中，发电机的轴和风力涡轮机轴特别地一体地设计或轴线对准地相互耦连，其中，风力涡轮机和发电机仅仅通过机器壳体中的风力涡轮机轴处的两个主轴承支承在风力发电设备的塔尖处，并且其中，定子定位在机器壳体上。该方法具有下述步骤：-发电机在车间中预先制造并且具有发电机轴或转子的承载结构，并且在现场直接放置到风力涡轮机轴的轴向延长部处，-将定子固定在风力发电设备的机器壳体处。根据本专利技术，从现在起将发电机在风力方向上看布置在塔后，且不需要自有的轴承。也就是说，仅有两个主轴承，其保持、固定和支承风力涡轮机轴。发电机的定子在此轴向和/或在周向方向上固定地与机器壳体连接，转子与涡轮机轴连接。在此，要么转子直接定位在涡轮机轴的延长部上，要么转子利用其自有的发电机轴来轴向地法兰安装到风力涡轮机轴上。有利地，定子经由能调整的紧固件固定在机器壳体处，这明显简化了特别是分区段的发电机和/或转子区段的安装。这是必要的，从而能够简单和精确地调整发电机的气隙。在将发电机安装在设备上之前，运输装置相对于定子定位转子的位置或者相对于相应的定子区段定位转子区段的位置。该运输安全件在成功安装发电机之后拆除。通过运输安全件也在没有轴承的情况下保障了转子和定子的同轴性。此时例如经由涡轮机轴上的转子的对中心能够实现将发电机安装到涡轮轴上。不仅转子还有定子在此优选地以分区段的结构方式实施，例如分别由四个区段构成。在此有利地，区段成对地提供。也就是说，一个定子区段和一个转子区段共同作为一个单元提供，这此外包含以下优点，转子上的永磁体已经通过定子磁性屏蔽。根据本专利技术，相对应的区段在现场就已经能够组合成发电机，并且随后轴向地在塔于上方安装到涡轮机轴上。同样能够实现的是，发电机的各个区段分别在涡轮机轴的上边定位到相应设置的承载结构上。这样的设备设计特别适用于较小和中等的功率的风力发电设备，例如0.5至4MW。通过根据本专利技术的设备设计，由于缺少发电机轴承而减少了轴承的故障风险，同样增加了经济性，因为意味着更少的轴承位置、更少的成本和更小的制造费用。同样地，由于轴承位置的相对较小的数量而减小了风力发电设备的维护费用。附图说明本专利技术以及本专利技术的有利的设计方案从附图所得悉。具体实施方式该附图示出了未详细示出的风力发电设备的部分纵剖面，其中由风力涡轮机提供的转矩经由绕着轴线5转动的风力涡轮机轴6输送给发电机17。风力涡轮机轴6仅仅保持并固定在两个主轴承2上，主轴承布置在机器壳体1中。机器壳体1经由方位轴承3支撑在塔上。发电机17位于风力涡轮机轴6的轴向延长部中，该发电机具有在承载结构13上的转子元件。通过转子元件形成的转子在此具有朝向发电机17的气隙19的永磁体10。这些永磁体10在此能够作为表面磁体或者“掩藏式磁体”安装在转子9或者转子区段处。表面磁体在此是借助于粘合剂和/或绷带保持在转子9或转子区段的表面上的磁体。“掩藏式磁体”是在基本上轴向延伸的、在周向方向上看封闭的凹陷部中例如通过树脂或其它优选导磁的填料定位的磁体。径向地在转子9和气隙19处连接有具有其绕组系统的定子8，绕组系统在定子8的端侧上形成绕组头11。定子8经由承载结构12紧固在机器壳体1上。整体的发电机17通过遮盖部16对外、特别是针对天气影响进行屏蔽。由于根据本专利技术的这种设备设计，现在起仅需要设置两个主轴承2，其中，发电机17位于风力涡轮机轴6的轴向延长部中。直接驱动的发电机17能够在现场就逐区段地组装在一起。同样地，发电机17的各个区段能够经由转子9的承载结构13在上面直接已经安装到涡轮机轴6上，并且将端口14安装到涡轮机轴6上。替代于此地也能够将视为发电机17的轴的轴颈7在车间或现场装配，并且随后将整体的发电机17经由对于该情况来说必要的轴连接18法兰安装到涡轮机轴6处。随后定子8经由其紧固件15紧固在机器壳体1处。发电机17在每个实施方案中都不具有自己的轴承。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有风力涡轮机的风力发电设备，所述风力涡轮机具有能绕着轴线(5)转动的风力涡轮机轴(6)和发电机(17)的轴，其中，所述发电机(17)具有定子(8)和转子(9)，其中，所述发电机(17)的所述轴(7)和所述风力涡轮机轴(6)特别地一体地设计和/或轴线对准地相互耦连，其中，所述风力涡轮机和所述发电机(17)仅仅通过机器壳体中的所述风力涡轮机轴(6)处的两个主轴承(2)支承在所述风力发电设备的塔尖处，并且其中，所述定子(8)定位在所述机器壳体(1)处，其中，所述定子(8)在所述机器壳体(1)处经由至少一个能调整的紧固件(15)紧固。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 EP 14177660.91.一种具有风力涡轮机的风力发电设备，所述风力涡轮机具有能绕着轴线(5)转动的风力涡轮机轴(6)和发电机(17)的轴，其中，所述发电机(17)具有定子(8)和转子(9)，其中，所述发电机(17)的所述轴(7)和所述风力涡轮机轴(6)特别地一体地设计和/或轴线对准地相互耦连，其中，所述风力涡轮机和所述发电机(17)仅仅通过机器壳体中的所述风力涡轮机轴(6)处的两个主轴承(2)支承在所述风力发电设备的塔尖处，并且其中，所述定子(8)定位在所述机器壳体(1)处，其中，所述定子(8)在所述机器壳体(1)处经由至少一个能调整的紧固件(15)紧固。2.根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于，所述转子(9)具有永磁体，所述永磁体朝向所述发电机(17)的气隙(19)。3.根据前述权利要求中任一项所述的风力发电设备，其特征在于，所述发电机(17)在所述发电机(17)的周向方向上看分区段地构造，其中，所述定子(8)和/或所述转子(9)分别分区段地构造。4.根据前述权利要求中任一项所述的风力发电设备，其特征在于，所述发电机(17)在所述风力发电设备的塔的背离所述风力涡轮机的一侧上。5.一种用于通过下述步骤将发电机(17)安装到根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔里希·哈特曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE