用于风力涡轮机的发电机的部段的制作方法

1.本发明涉及一种用于风力涡轮机的发电机的部段以及包括这种部段的风力涡轮机的发电机。该部段可以包括在发电机的定子中。


背景技术：

2.在风力涡轮机中，从叶片转子的重心到塔架的水平距离对于主结构上的重力载荷是重要的。这意味着对于在叶片转子和塔架之间具有发电机的风力涡轮机，发电机的长度是重要的。发电机的总长度可以看作是有源和无源发电机部分的长度之和，其中有源发电机部分由磁体和绕组形成，而无源发电机部分由支撑结构和电连接件（诸如母线）形成，用于将产生的电力从发电机传输出去，例如传输到位于地平面的功率变换器。
3.因此，可能需要一种使磁体和绕组的有效长度最大化并使用于结构和电连接件的无源长度最小化的方法。


技术实现要素：

4.这种需要可以通过根据独立权利要求的主题来满足。本发明的有利实施例在从属权利要求中阐述。
5.根据本发明，提供了一种定子或电机的定子，该定子包括在两个相对的轴向端部之间沿着纵向轴线轴向延伸的本体，该本体在径向内表面和径向外表面之间垂直于纵向轴线径向延伸。两个相对的轴向端部中的至少一者包括相对于纵向轴线倾斜大于0
°
且小于90
°
的角度的板。
6.上述几何形状可以方便地应用于风力涡轮发电机的定子。
7.在风力涡轮发电机中可以提供母线装置，母线装置包括用于将电力输送远离发电机的多个母线，其中每个母线沿着设置在定子的一个轴向端部处的倾斜板布置。
8.通过沿着定子的倾斜表面布置母线，即，以距轴线的单独径向距离布置母线(例如，与以距轴线的相同径向距离布置母线相反)，可以获得紧凑的母线装置。特别地，母线装置的轴向延伸(其有助于发电机的总长度，特别是发电机的非工作部分)可以减小，同时仍然允许在安装和维护期间容易地接近每个母线。
9.根据本发明的实施例，两个相对的轴向端部中的至少一者包括锥形板，该锥形板可与纵向轴线同轴。母线装置可以沿着这种锥形板设置。锥形板可以设置在定子的驱动端，即，风力涡轮机发电机的轴向面向风力转子的轴向端部。根据本发明的其他实施例，锥形板可设置在定子的驱动端和非驱动端两者处。
10.根据本发明的实施例，定子包括：柱形内壁，在所述柱形内壁处，设置径向内表面；和柱形外壁，在所述柱形外壁处，设置径向外表面。柱形内壁和柱形外壁之间的环形中空空间可有利地定尺寸成向本体提供所需程度的刚度。特别地，本体可以包括至少径向加强件，用于径向连接柱形内壁和柱形外壁。
11.根据本发明的实施例，定子是分段的，包括在两个相对的周向端部之间围绕定子
的纵向轴线周向地延伸的多个部段，其中，两个相邻的部段在两个相应的周向端部处周向地接合在一起。
12.本发明的上述方面和其他方面从下文描述的实施例的示例中是显而易见的，并且参考实施例的示例进行解释。下面将参考实施例的示例更详细地描述本发明，但本发明并不限于这些实施例的示例。
附图说明
13.图1示出了根据本发明的包括具有定子的发电机的风力涡轮机的示意性截面。
14.图2示出了根据本发明的具有定子的发电机的分解图。
15.图3示出了图2的定子的部段的轴测图。
16.图4示出了图2的定子的部段的另一轴测图。
17.图5示出了图2的定子的一部分的放大视图。
具体实施方式
18.附图中的图示是示意性的。注意，在不同的图中，相似或相同的元件设置有相同的附图标记。
19.图1示出了根据本发明的风力涡轮机1。风力涡轮机1包括安装在未示出的基座上的塔架2。机舱3布置在塔架2的顶部上。风力涡轮机1还至少包括风力转子5，所述风力转子具有毂和至少一个叶片4 (在图1的实施例中，风力转子包括三个叶片4，其中仅两个叶片4可见)。风力转子5可绕旋转纵向轴线y旋转。叶片4相对于纵向轴线y基本上径向地延伸。通常，当没有不同地说明时，术语“轴向”、“径向”和“周向”在下文参照旋转纵向轴线y来表示。风力涡轮机1包括至少一个发电机11，该发电机包括定子20和转子30。转子30可围绕旋转纵向轴线y相对于定子20旋转。风力转子5与转子30联接并且两者均连接到主轴承组件8的外环。主轴承组件8的外环相对于静止内环绕旋转纵向轴线y旋转，该静止内环与沿着纵向轴线y延伸的主轴9联接。
20.图2示出了具有转子30和定子20的发电机11的分解图。定子20包括柱形内芯21，六个部段45附接到该内芯。每个部段45具有60
°
的周向角度延伸。根据本发明的其他实施例，定子20包括多个部段，所述多个部段具有不同于六个的数量的部段。根据本发明的另一可能实施例，定子20不是分段的，即定子包括覆盖360
°
的整个角度延伸的一个单个的部段。转子30具有传统的结构，带有多个周向分布的转子永磁体31。定子部段45具有包括多个齿的结构，这些齿周向地插设在多个槽之间。齿根据径向方向突出。定子部段45还包括插入所述部段45的槽中的线圈绕组48。齿、槽和绕组48不是本发明的特定目的，因此不作进一步详细描述。
21.图3至图5更详细地示出了定子部段45。每个定子部段45包括在两个相对的轴向端部61、62之间沿纵向轴线y轴向延伸的部段本体55。根据本发明的实施例，两个相对的轴向端部61、62可以是驱动端61和非驱动端62。部段本体55在径向内表面71和径向外表面72之间垂直于纵向轴线y径向延伸。径向内表面71设置在柱形内壁73上。径向外表面72设置在与柱形内壁73径向隔开的柱形外壁74上。部段本体55在两个相对的周向端部51、52之间围绕纵向轴线y周向延伸。两个相邻的部段45在两个相应的周向端部51、52处周向接合在一起。
根据定子20不是分段的实施例，即定子包括覆盖360
°
的整个角度延伸的一个单个的部段，周向端部51、52不存在于仅覆盖整个角度延伸的本体55中。两个相对的轴向端部61、62中的一者或两者包括相对于纵向轴线y倾斜的大于0
°
且小于90
°
的角度的相应的板63、64。
22.板63、64可以是锥形的。根据本发明的其他实施例，板63、64可以具有不同于锥形形状的另一形状，但是相对于纵向轴线y倾斜。锥形板63、64可以与纵向轴线y同轴。第一板63可以设置在驱动端61处。第二板64可设置在非驱动端62处。第二板64相对于纵向轴线y的倾斜可不同于第一板63的倾斜。特别地，第一板63可以是柱形的，并且第二板可以是平面的并垂直于纵向轴线y。板63、64、柱形内壁73和柱形外壁74的组件提供了部段本体55的外部包围。
23.部段本体55包括多个加强件80，并且径向连接柱形内壁73和柱形外壁74，用于向部段本体55提供期望的刚度水平。多个加强件80可以围绕纵向轴线y周向分布。
24.根据本发明的实施例，分别在板63、64附近提供两个系列的周向分布的加强件80。在包括在锥形板63、64、柱形内壁73和柱形外壁74之间的中空空间中，部段本体55包括：中心柱形中空空间75，其包括在柱形内壁73、柱形外壁74和两个系列的周向分布的加强件80之间，第一锥形中空空间76，其包括在定子20的驱动端处的第一锥形板63、柱形外壁74和第一系列周向分布的加强件80之间，第二锥形中空空间77，其包括在定子20的非驱动端处的第二锥形板64、柱形外壁74和第二系列的周向分布的加强件80之间。
25.每个加强件可以包括通孔81，用于允许在部段本体55的结构内部的通道，例如在中心柱形中空空间75和锥形中空空间76、77之间。这样的通道可以用于构造、维护或检查。
26.图3至图5还示出了沿第一锥形板63设置的母线装置。母线装置包括沿纵向轴线y布置在不同位置处的母线110。母线110具有矩形截面。每个母线110优选地成形为至少部分地围绕纵向轴线y的弧形件。母线的该倾斜或“阶梯”布置显著地增加了发电机11的有源长度和总长度之间的比率，所述倾斜或“阶梯”布置在截面中将电力引出发电机。