[发明专利]外部转子构造

说明书

本发明涉及外部转子构造。本发明描述了用于风力涡轮发电机（1）的外部转子构造（2），该外部转子构造（2）包括多个转子外壳节段（20A、20B），其中转子外壳节段（20A、20B）被实现成保持多个磁极（21），且转子外壳节段（20A、20B）包括横向连接件（200）的横向连接接口（200A、200B），该横向连接件（200）用于将该转子外壳节段（20A、20B）沿其纵向长度（L_R）可拆卸地连接到多个相邻转子外壳节段（20A、20B）。本发明还描述了包括发电机（1）的风力涡轮机（10），该发电机（1）包括内部定子（3）和这种外部转子（2）。本发明还描述了在这种外部转子构造（2）上执行维护过程的方法。

技术领域

本发明描述了用于风力涡轮机的发电机的外部转子构造；风力涡轮机；以及用于在这样的外部转子构造上执行维护的方法。

背景技术

在诸如发电机的电力机器的“外部转子”设计中，转子绕内部定子自由旋转。外部转子的转子外壳（例如在直接驱动发电机中使用的）通常由滚轧且焊接的钢桶制成。机加工这样的转子外壳的复杂性和成本随转子大小而增加。必须建造定制机器以便能够处理大型外部转子，并且必须投入大量工作来确保重但相对薄壁的转子在处理期间不扭曲。如果转子外壳被制成整体式桶，则这样的扭曲或扁化是非常难以避免的，具体是因为在转子处于“水平”位置，即在其旋转轴线处于水平对齐的情况下实施一些发电机组装步骤。转子的自身重量会导致其在结构元件（例如前板）能够在最后的组装步骤中被固定之前在该位置扭曲。

与这样的外部转子设计相关联的另一问题是难以通达并更换有缺陷的磁极或者极片。在已知设计中，可能必要的是拆卸发电机的整个背板或背盘以便能够移除有缺陷的磁体。这样的维护过程是漫长的且昂贵的，并且发电机停机时间会是显著的。

这样的转子设计会遇到的另一问题是不均匀空气间隙的问题。这仅能例如通过调整多个定子节段之一的位置来在有限程度上解决。定子节段是圆筒形定子的一部分，例如十二分之一，并且通常承载被设置在定子齿之间且被安装到载架结构或底座框架的多个绕组。由于定子节段通常覆盖多个磁极，例如是1:8或者更大的比例，所以会难以或不可能通过调整一个定子节段的位置来校正（与仅仅一个或两个磁极相关的）局部空气间隙不一致。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种用于发电机的改进转子构造。

这个目标是通过根据本发明的外部转子构造、根据本发明的风力涡轮机以及根据本发明的在外部转子上执行维护过程的方法来实现的。

根据本发明，用于风力涡轮机的外部转子构造包括多个转子外壳节段，其中转子外壳节段被实现成保持多个磁极，并且其中每个转子外壳节段包括横向连接接口，该横向连接接口用于将该转子外壳节段沿着其纵向长度可拆卸地连接到相邻转子外壳节段。

根据本发明的外部转子构造的优点在于，转子外壳节段被可拆卸地连接到其相邻转子外壳节段，因此每当必要时就可以移除转子外壳节段。在磁极或者磁极片故障的情况下，能够在非常简便的过程中移除有缺陷的转子外壳节段，使得能够在其现场安装替换的转子外壳节段，或者能够在将转子外壳节段再次连接到外部转子构造之前更换有缺陷的磁极或极片。尤其在近海风力涡轮机的情况下，这种便利地通达到有缺陷的部件是一种重要的优势，因为风力涡轮机的停机时间能够保持最小，并且也能够理想地减少维护成本。

因为根据本发明的外部转子构造的每个转子外壳节段被实现成保持多个磁极，所以外部转子构造具有桶的外观，即基本直壁圆筒形形状，并且可以在下文中被称为转子桶。每个转子外壳节段可被看作是这种桶的板条，因为每个转子外壳节段具有对应于外部转子的长度的两条“长”边。这里且在下文中，术语转子外壳节段和转子外壳区段可以被理解为具有相同含义并且可以被互换地使用。

根据本发明，风力涡轮机包括发电机，该发电机包括内部定子和根据本发明的外部转子构造。