[发明专利]极靴

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机的、尤其是风能设备的发电机的转子的极靴。此外，本发明涉及一种发电机、尤其是一种环形发电机以及一种极靴冷却体和一种风能设备。此外，本发明涉及一种用于制造极靴的方法以及一种用于运行风能设备的方法。

背景技术

极靴通常用于，引导磁场并且使磁场线以限定的形式显示出并且分布。在此，这种极靴由磁导率高的材料制成。在电机中、例如在风能设备的发电机中，将极靴设置在发电机的定子和/或转子中。下面，将极靴理解为极靴板叠（Polschuhpaket），所述极靴板叠构建为用于避免或至少降低来自多个单独的、彼此绝缘的板片的涡流。在此，这种极靴基本上由极靴头和极靴体组成。

尤其在缓慢旋转的发电机中、如在无变速器的这种风能设备中，需要高的励磁电流，即需要流过励磁绕组并且在此产生磁场的电流。这导致励磁损耗功率的上升。提高这种发电机的功率的可行性在于，提高励磁电流。为了在此引出升高的损耗，能使用冷却系统以用于冷却发电机。

从参考文献DE10124268A1中例如已知一种发电机冷却装置。该文献涉及一种具有环形发电机和风能设备的包围环形发电机的吊舱壳体的风能设备，其中吊舱壳体在环形发电机的区域中具有导热的壳体部段并且在环形发电机的外环周和导热的壳体部段之间构成有预设的间距，使得将热能经由或者通过空气来传递。

通常，对于发电机而言，已知空气冷却装置、水冷却装置或者组合的空气-水冷却装置。这种已知的解决方案部分地具有低的冷却功率或者由于发电机上的结构上的变化而是极其昂贵且耗费的。

关于此点，作为另外的现有技术，通常参考下面的参考文献：CH425984A、US6774504B1以及EP0793870B1。

发明内容

因此，本发明的目的是，消除、至少减小上述问题中的至少一个。特别地，应当实现改进地冷却电机的、尤其是风能设备的发电机的转子的极靴。至少应当提出一种替选的解决方案。

为了实现该目的，根据本发明提出一种根据权利要求1所述的电机的极靴。

电机的、尤其是风能设备的发电机的转子的这种极靴具有用于引导磁场和用于容纳用以引导电流、尤其是励磁电流的绕组的极靴体，以用于产生磁场。在此，极靴体完全或者部分地被至少一个也能够称作极靴冷却体的冷却体包围以用于冷却极靴。冷却体设置在极靴体和绕组之间。在此，绕组能够是极靴的一部分。

冷却体优选构成为使得其容纳绕组进而形成被冷却的、尤其是被水冷却的线圈体。

在此，极靴体例如被制成板状并且由铁构成。由此，能够避免或至少降低极靴之内的涡流。优选地，极靴体以长方体的形式构成，其中留空角。由于留空节约了绕组的材料。例如，在风能设备的发电机的转子的极靴的绕组中、尤其是由铜制成的绕组中，能够节约每个极靴直至2kg或者甚至多于2kg或多于3kg的材料。

如果这种极靴例如被固定在风能设备的发电机的转子中，那么能够通过设置冷却装置来提高馈送到绕组中的励磁电流进而提高发电机的功率。由于冷却体位于极靴体和绕组之间，形成冷却体和热源、即绕组之间的紧密的热接触并且热源被直接地冷却。因此，在极靴过热之前引出热量，使得不由于绕组过热而产生损坏。在极靴体中例如由于涡流损失和铁损失而出现的加热同样能够从极靴体到达至冷却体并且以简单的方式被导出。

在根据本发明的极靴的一个优选的实施形式中，冷却体构成为绕组体。在此，绕组体优选匹配于极靴体并且被推动到所述极靴体上。将绕组设置到绕组体上。因此，在极靴体和绕组之间存在冷却体并且热源的热量能够被直接地引出。替选地，在绕组和极靴体之间能够设置有绕组体和冷却体。

优选地，极靴具有电绝缘机构，以便将冷却体相对于绕组电绝缘和/或以便将热量从绕组引导至冷却体。绝缘机构例如能够包括绝缘薄膜、云母垫片或者陶瓷小板。由氧化物、例如氧化铝制成的也已知为钝化层的电绝缘层也考虑用于绝缘。此外，考虑以漆的形式的层以用于绝缘，例如类似铜线的绝缘漆。

在根据本发明的极靴的一个优选的实施形式中，冷却体构造为空心的以用于引导冷却介质。尤其使用冷却液体作为冷却介质。这种冷却液体例如能够包括水。这具有确保均匀的热量传输和将大量的热量引出的优点。有利的是，这种冷却液体具有例如乙二醇的防冻剂。由此确保，也在电机静止的状态中冷却液体不被冻结。

替选地，冷却介质也能够是气态的或至少部分地具有固体材料或者材料混合物，或者例如构成为凝胶。