[发明专利]发电机

说明书

技术领域

本发明涉及发电机，特别是风力涡轮机的发电机，其包括转子，该转子具有与其附接的至少一个转子制动盘。

背景技术

在公知方式中，诸如发电机或电动马达的电机将机械能转换成电能或反之亦然。在相应电机运转期间，会发生热损，这会降低效率或者甚至导致损坏。

考虑到常规发电机，通常在端部或悬垂绕组的区域内，即定子绕组从定子磁轭轴向延伸出的相应区段内，会发生热损或铜损。也就是，通常关于相应热损没有优化端部或悬垂绕组的设计。因此，必须要确保对于发电机或者发电机的相应部件（即主要是定子和转子）的适当冷却。例如，可以通过将气态冷却介质（例如空气）轴向吹入定子和转子之间的气隙内来实现冷却。

相应热损还可以是由于短路、高温等而造成转子的永磁体的退磁效应所导致的，因为相应退磁效应通常导致定子电流的增加。因此，相应被退磁的永磁体必须被更换，这经常涉及繁重且花费大的维护工作。

关于对发电机的冷却以及其可维护性方面，径向延伸转子制动盘会是一种约束因素，因为相应转子制动盘阻挡轴向通达气隙。因此，它们必须被移除以便通达到气隙。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种改进的发电机，特别是关于其冷却行为以及可维护性方面。

这是通过最初描述的发电机来创造性实现的，其中发电机具有外部转子-内部定子构造，其中转子制动盘相对于发电机的中心轴线沿径向向外方向延伸，或者发电机具有外部定子-内部转子构造，其中转子制动盘相对于发电机的中心轴线沿径向向内方向延伸。

本发明原理提供了一种发电机，其中相应的转子制动盘不会约束轴向通达到转子和定子之间的气隙，因为转子制动盘从气隙径向延伸出，即，转子制动盘不会阻碍轴向通达气隙，因为转子制动盘的任意区段均不会沿气隙的轴向开口径向延伸。大体而言，本发明的原理是基于如下构思，即沿径向方向将转子制动盘转离（背离）气隙。因此，轴向通达到气隙总是可能的。具体地，不必移除转子制动盘以便轴向通达到气隙。

以此方式，可以改进发电机的冷却特性，这是因为气态冷却介质（例如空气）可以以无扰动的方式流动通过气隙。此外，本发明的原理允许将在发电机内流动的气态冷却介质更好地隔离于来自于例如空气污染的腐蚀性粒子。因此，可以减少发电机的腐蚀效应，从而导致提高的使用寿命。

类似地，可以改进可维护性，这是因为发电机的相应部件，特别是转子，例如永磁体或类似件，可以沿轴向方向被容易地插入或移除。因此，可以容易地实现维护和维修工作。

本发明的原理可以应用于具有外部转子-内部定子构造的发电机，其中定子被置于转子内，本发明的原理也可以应用于具有外部定子-内部转子构造的发电机，其中转子被置于定子内。

当然，发电机的所有相应部件或者装纳发电机的相应外壳适当地适于转子制动盘的构造性设置，即具体地相应制动钳或类似件对应地置于转子制动盘以便总是确保转子制动盘的正确操作。

优选地是定子包括具有结束于相应端部绕组的多个轴向延伸定子绕组的定子磁轭，其中三个周向相邻布置的定子绕组构成相应一组定子绕组，其中关于相应一组定子绕组，相对于发电机的轴向中心轴线，在发电机的至少一个侧面，第一端部绕组沿径向向外方向垂直地延伸离开定子磁轭，第二端部绕组沿轴向方向延伸离开定子磁轭，并且第三端部绕组沿径向向内方向垂直地延伸离开定子磁轭。

因此，这个实施例涉及一种相应端部绕组的新颖设计，即定子绕组的延伸离开定子磁轭的相应区段的新颖设计。定子绕组被单独地接收在定子磁轭的相应轴向槽内，即每个槽接收单个的定子绕组。

因此，相对于发电机或定子的中心轴线，相应端部绕组可以沿径向向外方向垂直地延伸离开定子磁轭（第一端部绕组）、沿轴向方向延伸离开定子磁轭（第二端部绕组）或者沿径向向内方向垂直地延伸离开定子磁轭（第三端部绕组）。优选地，相应第一、第二和第三端部绕组以交替方式周向设置，即相应第一端部绕组优选地沿周向方向相邻于第二或第三端部绕组，相应第二端部绕组优选地沿周向方向相邻于第一或第三端部绕组，并且相应第三端部绕组优选地沿周向方向相邻于第一或第二端部绕组。

为了更好地理解端部绕组的相应设计，理论上将端部绕组划分成相应区段可以是有帮助的。以此方式，相应端部绕组包括直接离开定子磁轭的第一区段，跟随第一区段的相应基本U形的第二区段，以及跟随第二区段再次进入定子磁轭内的第三区段。