[发明专利]制动系统、发电机和风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及制动系统，尤其是用于发电机的制动系统，本发明还涉及发电机，尤其是直接驱动发电机，而且本发明还涉及风力涡轮机。

背景技术

原则上，根据风力涡轮机的直接驱动配置而言，存在两种主要类型的风力涡轮机。第一类风力涡轮机是较为经典的的一类风力涡轮机，其包括布置在风力涡轮机的主轴和发电机之间的变速箱。第二类风力涡轮机是一类无传动装置的风力涡轮机，其中变速箱和传统的发电机由多极发电机(一种所谓的直接驱动或直接传动发电机)代替。这种直接驱动发电机可被制成具有绕线转子或具有附连于转子的永磁体的同步发电机，或者其能够被设计成一种替代性类型的发电机。直接驱动发电机中的一个挑战在于机械制动系统。所述制动系统需要被定位在慢速旋转轴线处，因为没有使用传动箱。该制动系统需要承受巨大的制动转矩，因而需要大型制动盘和卡钳。

US2005/230979描述了一种风力涡轮机，其最小化了机舱的尺寸，同时提供了维护操作期间对部件的充分的可达性。该风力涡轮机包括：机舱和邻近所述机舱的叶片转子毂以及耦连到所述毂和所述机舱的主轴。该发电机在所述机舱和所述毂之间被耦连到所述轴，其中所述发电机包括：邻近所述轴的发电机转子，位置邻近所述发电机转子并且处于径向外前方的定子；和耦连到所述发电机和所述轴的制动器，其处该制动器被定位成从所述定子径向向内。该发明提供了一种有利的发电机，它是提供有利的风力涡轮机的本发明的第三个目的。

发明内容

第一个目的由权利要求1所述的制动系统解决。第二个目的由权利要求13所述的发电机解决，第三个目的由权利要求15所述的风力涡轮机解决。从属权利要求限定了本发明进一步的改进。

本发明的制动系统包括转子组件、定子组件和旋转轴线。所述转子组件包括外部分，其被定位在所述定子组件的径向外侧。所述外部分包括制动盘。所述定子组件包括至少一个摩擦构件。所述摩擦构件被可操作地配置成用于摩擦地接合所述制动盘的至少一部分。本发明的制动系统尤其可用于发电机。

本发明的制动系统具有如下优点，即：所述制动盘能够被安装在外转子的圆柱形支持结构上。在该例中，能够充分地使用该机器的可能的大直径，从而能够使用具有最大可能直径的制动盘。这提高了制动器的效率。而且，较大的制动盘和较大的制动器卡钳能被使用，其提供了较大的有效接触表面。例如为了将转子保持在停放位置，大的有效接触表面是必需的。进一步优点在于，与较小的制动盘相比，在大制动盘中能够吸收和分配更多的热。

一般地，本发明的制动系统可以是直接驱动发电机的一部分，或者它可以被连接到直接驱动发电机。所述发电机可具有外转子配置。

有利地，所述制动盘从所述转子组件的外部分径向向内延伸到所述旋转轴线。在该例中，本发明的制动系统能被用于直接驱动发电机。更进一步地，本发明的制动系统可以是具有外转子配置的直接驱动风力涡轮机的一部分。

而且，所述转子组件可包括凸缘。所述制动盘可以被紧固到所述凸缘。例如：，所述凸缘可包括多个孔，优选为螺栓孔。这些孔可以被径向地间隔开。优选地，所述制动盘由螺栓或螺钉紧固到所述凸缘。

所述制动系统可以是具有毂的风力涡轮机的一部分。在该例中，所述制动系统，尤其是所述制动系统的所述转子组件，可包括面向所述毂的近端和被定位成相对于所述毂的远端。优选地，所述制动盘被紧固至其上的所述凸缘可被定位在所述转子组件的快端，这意味着是相对于所述毂的。

本发明的制动系统可包括转子支持件。在该例中，所述制动盘可例如由螺栓或螺钉紧固到所述转子支持件的凸缘。

所述定子组件可包括固定轴。所述至少一个摩擦构件可被连接到所述固定轴。所述定子组件可包括风力涡轮机的床架。所述至少一个摩擦构件可被连接到所述风力涡轮机的所述床架。所述定子组件可包括定子支持结构。所述至少一个摩擦构件可被连接到所述定子支持结构。例如，所述至少一个摩擦构件，例如至少一个制动器卡钳，可被直接地安装到所述固定轴或风力涡轮机的所述床架或者定子支持结构。

优选地，所述至少一个摩擦构件可关于所述旋转轴线径向向外地延伸。例如，所述至少一个摩擦构件可从所述定子支持结构或从所述固定轴或从所述风力涡轮机的床架径向向外地延伸。