[发明专利]具有集流环的直接驱动式风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括具有机舱的塔架的直接驱动式风力涡轮机，所述机舱配备有直接驱动式发电机和承载涡轮叶片的可旋转轮毂，其中直接驱动式发电机包括外定子和内转子并且具有朝向涡轮叶片的第一侧和朝向远离涡轮叶片的第二侧，机舱还配备具有集流环，用于将电力和/或信号从机舱传递至可旋转轮毂，所述集流环与直接驱动式发电机的中心线共轴地安装。

背景技术

承载涡轮叶片的轮毂需要电力，例如用于对节距马达、各种传感器（诸如测量涡轮叶片的节距的传感器）等供电。这需要在固定区域（具有机舱的塔架）和可旋转轮毂之间提供一个或多个电连接。该功能由集流环执行。对于直接驱动式发电机，经由发电机的中空中心或者经由旁路而提供对轮毂的通道。后者不方便，因为其对于维护人员而言是危险的，并且增加了大量的额外成本。第一个选择对于具有内转子的那些直接驱动式发电机而言也是成问题的，其结果是直接驱动式发电机的内壁不是固定环境的一部分。这尤其在直接驱动式发电机的第一和第二端具有轴承的直接驱动涡轮机的情况下。更特别地，其问题在于将集流环设置在第二端上将堵塞通过直接驱动式发电机的通道，而将集流环设置在第一端上需要延伸通过直接驱动式发电机的中空轴线的长框架，这由于需要集流环的共轴设置而是个负担。这种框架将不得不非常硬、体积大和沉重以满足对齐的要求。

US7431567描述了根据序言的风力涡轮机。集流环可以配备在腔内，并且可移除以允许将其移动离开到达轮毂的通道。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构，其能够提供直接驱动式发电机的中空转子的通道的结构，而不增加用于与直接驱动式发电机的中心线的精确共轴对齐的设计需求。

为此目的，根据前言的直接驱动式风力涡轮机特征在于，集流环配置在直接驱动式发电机的第二侧，并且安装在第一臂上，集流环还配备有第二臂，其中所述第二臂远离集流环的一端能够与选自i）将直接驱动式发电机的转子连接至轮毂的轴和ii）直接驱动式发电机的转子中的一个元件接合，其中第一臂、集流环和第二臂的组件可以位于第一位置和第二位置，其中在第一位置中集流环与直接驱动式发电机的中心线对齐，而在第二位置中集流环与直接驱动式发电机的中心线不对齐以提供到达轮毂的通道，其中直接驱动式风力涡轮机配备有安装支架，其能够将组件从远离第一位置的第三位置引导至第一位置。

因而，当进行维护的时候，通过移动组件离开第一位置，因而清理了通过中空直接驱动式发电机的通道，可以到达轮毂。在维护之后，再将组件移动回去，而由于安装支架引导组件从第三位置到第一位置，而无需再将集流环与直接驱动式发电机的轴线对齐。第二和第三位置可以相同，在该情况下，在第二位置至第一位置的整个距离上引导组件。根据一个简单的实施例，发电机的固定部分配备有两个竖直的、径向相对设置的销，并且第一臂在接收所述销的两端处配备有孔。销引导第一臂，将组件设置在第一位置中。为了接合第二臂，远端可以包括导向槽，而转子可以配备有能够接收在导向槽内的销。导向槽将适应集流环和直接驱动式发电机转子的旋转轴线的共轴对齐的较小偏差。

根据优选实施例，第一臂是摆臂，其能够通过围绕位于第一臂的与集流环相对一端处的轴旋转而无障碍回转。

在维护之后，摆臂再次旋回，而无需再对齐集流环和直接驱动式发电机的轴。这在从第二位置到第一位置的整个路径上引导组件。作为附加优点，维护工作者无需举起组件的整个重量。

根据优选实施例，第一摆臂的轴固定至直接驱动式发电机的固定部分。

固定部分是直接驱动式发电机的定子或其外壳。这减小了臂的长度，并且因而避免了折损直接驱动式发电机的转子和集流环的中心线的共轴设置的精确性。

根据优选实施例，第一臂可以绕其旋转的轴朝向轮毂倾斜，允许借助于重力而移动第一臂朝向轮毂，并且第一臂由止动部件阻挡。

这提供了一种即使在诸如保险扣的锁定装置失效的情况中、也能将集流环保持在所需的第一位置的非常可靠的方法。止动部件或第一臂可以配备有螺钉，以允许调节集流环的位置。止动部件可以采取短臂的形式，其自身不妨碍人接近轮毂。短臂将固定至固定区域，例如发电机的外壳。

根据优选实施例，如果集流环无障碍回转，那么重力协助保持集流环远离发电机的中心线。

例如，如果集流环可以回转大于90°，则可以实现。

根据优选实施例，第一臂与水平面成在-30°至30°之间的角度。

即，臂基本上是水平的。这减少了第一臂、集流环和第二臂的组合的重力作用，使其更易于摆动至到一侧或在维护之后旋转回。