[发明专利]具有独立转子冷却设备的电机、发电机装备和风力发电设施

说明书

本发明涉及一种电机(1)，具有：定子(2)；和可相对于定子(2)旋转的转子(3)，其中，转子(3)包括多个永磁体(5)；以及转子冷却设备(8)，用于冷却转子(3)，其中，转子冷却设备(8)包括至少一个冷却装置(23)，其用于提供冷却空气流，其中转子冷却设备(8)具有控制装置(22)，该控制装置设计用于驱控至少一个冷却装置(23)，以调节由冷却空气流提供的冷却功率。

技术领域

本发明涉及一种电机，其具有定子和可相对于定子旋转的转子，其中，转子包括多个永磁体。此外，电机具有用于冷却转子的转子冷却设备，其中，转子冷却设备具有至少一个用于提供冷却空气流的冷却装置。此外，本发明涉及一种具有这种电机的发电机装备。最后，本发明涉及一种具有这种发电机装备的风力发电设施。

背景技术

在此所关注的是用作发电机的永磁电机。例如，这种电机可能在风力发电设施中用作发电机。在电机运行期间可能有这样的情况，即电机高于额定转速运行。例如，当电机安装在风力发电设施中并且由于阵风引起高转速时，会导致这种情况。特别是，当电机设计为永磁同步电机时，磁极转子电压在高速时显著提高。在电机于输出侧与转换器或转换器装置连接时，这可能导致转换器中的损坏。当永磁体的温度低时尤其如此，因为在这种情况下磁极转子电压特别高。

在连接至转换器的电机的情况中，端电压可以至少部分地由弱磁(Feldschwaechung)来限制，这可以防止转换器上的损坏。此外，电机可以设计为，对于相同的功率产生较低的磁极转子电压。为此目的，电机或电机的定子可具有较低的匝数。通常，低的磁极转子电压会导致设计上的缺点。尤其是，会产生较低的功率因数。

永磁电机或发电机也可以在纯整流器上运行，而不是在完全受控的转换器上运行。这样成本通常更低。然而，这里存在的缺点是弱磁在运行点上是固定的，进而在运行期间不能改变。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决方案，显示永磁电机如何可以作为发电机可靠地运行。

该目的通过根据相应独立权利要求的特征的电机、发电机装备和风力发电设施来实现。本发明的有利改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的电机包括定子。此外，电机包括转子，该转子可相对于定子旋转并且包括多个永磁体。此外，电机包括用于冷却转子的转子冷却设备，其中，转子冷却设备具有至少一个用于提供冷却空气流的冷却装置。此外，转子冷却设备包括控制装置，该控制装置设计用于驱控至少一个冷却装置，以调节由冷却空气流提供的冷却功率。

电机设计为永磁电机。这意味着，电机的转子包括多个永磁体。此外，电机具有这样的定子，其可以包括例如相应的绕组。例如，电机可以设计为永磁同步电机。电机优选地可以用作发电机，例如用于风力发电设施中的发电机。电机还包括转子冷却设备，其用于在电机运行期间冷却转子。转子冷却设备包括至少一个冷却装置，通过该冷却装置提供冷却空气流以冷却转子。换句话说，通过至少一个冷却设备就冷却空气供应到转子。特别地，利用至少一个冷却装置产生内部循环空气流。因此，冷却空气流优选在电机的壳体内引导。通过冷却空气流提供冷却功率，该冷却功率作用在转子上或冷却转子。

根据本发明的一个基本方面，转子冷却设备具有控制装置，通过该控制装置可以控制至少一个冷却装置。以这种方式，可以调节作用在转子上的、利用至少一个冷却装置提供的冷却功率。特别地，可以独立于转子的转速来调节冷却功率。与已知的、例如包括在轴上布置有风扇的转子冷却设备相比，这允许与转子的转速无关地来设定冷却功率。例如可以如下地实现，即在转子的永磁体具有相对低的温度时，则不冷却或者以较小的程度内冷却他们。由此可以实现，加热了永磁体并且因此降低了磁极转子电压。以这种方式，即使在高于电机额定转速的转速下也实现了可靠运行，而不会产生威胁到电机或下游转换器的损坏。