[发明专利]无变速器的风能设备的发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种无变速器的风能设备的发电机以及一种整流器和一种风能设备。

背景技术

风能设备是普遍已知的。其将来自风的能量转换成电能。在此，由风驱动气动转子，所述气动转子又驱动发电机。在此，还能够在两个常见类型的风能设备之间区分，即在气动转子和发电机之间设有变速器的风能设备和无变速器工作的风能设备之间进行区分。

无变速器的风能设备的特征在于，其应用缓慢运转的、多极的发电机、尤其是环形发电机，所述发电机因此也根据原理具有大的直径、尤其大的气隙直径。现代的无变速器的风能设备目前能够具有至10m的气隙直径。目前，至少大约4.5m的气隙直径是完全常见的。本发明尤其也涉及这种发电机。

这种发电机在工作时通常产生至少一个三相的交流系统，通常设有两个三相系统。当每个相的绕组或子绕组分别串联时，每个相的绕组必须将总电流输送给该相。相应地，能够设有极其厚的导体或导体线路，以便能够传输该电流。为了避免上述情况，每个相的绕组能够被划分为子绕组，所述子绕组彼此并联。这具有下述优点：能够应用预制成型线圈(Formspulen)，由此尤其能够提高填充因数。这种子绕组相应地分布在发电机的整个环周之上并且并联电路能够经由每个相的环绕的电轨实现。所述环绕的电轨然后收集所述相的电流。这种汇流排的电流因此基本上相应于在变型方案的绕组支路中得到的电流，在所述变型方案中一个相的全部子绕组都串联。该电流然后基本上在这两个变型方案中以相同的方式和方法能够用于进一步处理、即用于馈电到电网中，其方式为：将所述电流借助整流器整流进而提供给变流器，以用于馈电到电网中。

多个子绕组的并联电路虽然允许具有比在串联电路的情况下更小的横截面的各绕组支路，但是汇流排的应用同样能够产生问题。特别地，两个三相系统需要六个汇流排。所述汇流排能够作为之间具有相应绝缘部的六个圆环而组合成柱形的汇流排体部，然而所述汇流排体部能够假设为具有在空间需求方面有问题的尺寸。所述汇流排尤其能够阻碍发电机的固定、即发电机的定子的固定或使其变困难。

德国专利商标局在当前申请的在先申请中检索到下述现有技术：DE 197 29 034 A1、DE 20 52 808A、US 6,894,411 B2、US 2009/0212568 A1、US 2010/0072834 A1、EP 2 472 714 A1和WO 2006/100420 A1。

发明内容

因此，本发明的目的是，解决上述问题之一，尤其是在所产生的电流的电流分布方面改进无变速器的风能设备的发电机，尤其也提出一种具有尽可能小的空间需求的解决方案。至少应当找出一种替选方案。

因此，根据本发明提出一种发电机。因此，发电机具有定子和电枢定子承载用于产生多个交流电流的、尤其是至少三个彼此相移的交流电流的定子绕组。此外，设有用于对交流电流整流的整流机构。因此，整流机构是发电机的一部分。在定子上或直接与所述定子相邻地设有用于收集整流为直流电流的交流电流的直流电流汇流线、尤其直流电流汇流排。因此，直流电流汇流排同样是发电机的一部分并且整流机构设置在定子绕组和汇流排之间、尤其在其之间互联并且也局部地设置在那里。因此，直流电流汇流排吸收整个所产生的并且相同定向的电流。尤其在设置仅两个直流电流汇流排、即正电势和负电势的直流电流汇流排的情况下，整个经整流的电流流经每个直流电流汇流排。出于该原因，直流电流汇流线适当地构成为直流电流汇流排。适当地借助一个轨道实现位置固定局部地设置在定子上，其中不能够排除其他类型的直流电流汇流线。

因此，该解决方案提出，所产生的交流电流已经在发电机上、即在定子上整流并且首先将相加至相应大的直流电流的经整流的电流从其出现的位置处转移。在此，尤其基于下述思想：无变速器的风能设备的发电机具有大的局部的扩展。在具有5m直径的发电机的情况下，得到超过15m的环周，必须借助相应的线路沿着所述环周引导电流的一部分。即使在三相电流中必须为此设有三个线路。在六相系统的情况下，甚至能够设有六个线路，所述线路根据电流大小也能够设作为汇流排。通过在本地整流仅还需要设有两个直流电流汇流排。

此外，当直接在发电机上进行整流时，能够节省掉单独的整流器。发电机的整流机构能够分别至少由二极管对或由至少一个闸流管对形成，其中分别将二极管或闸流管相应地设置在定子绕组的交流电流接口和直流电流汇流排之间，并且将另一二极管或另一闸流管设置在所述交流电流接口和第二直流电流汇流排之间。原则上以已知的方式利用已知的整流机构进行整流，所述整流机构在此尤其在尺寸方面匹配于所述发电机的具体结构。