[发明专利]定子组件、发电机以及风力涡轮机

说明书

本发明描述了一种定子组件（110），其包括：（a）内框架结构（311），所述内框架结构（311）具有环形形状，所述内框架结构具有内圆周边缘（311a）和外圆周边缘（311b），其中，所述内框架结构（311）形成在与所述发电机（100）的轴向方向对应的中心轴线（190a）周围；以及（b）外框架结构（316），所述外框架结构（316）环绕所述内框架结构（311），并且所述外框架结构（316）从所述外圆周边缘（311b）开始包括两个倾斜环形壁（317、319），所述两个倾斜环形壁（317、319）沿径向方向彼此展开，从而在第一倾斜环形壁（317）与所述第二倾斜环形壁（319）之间形成容纳空间（316a）。优选地，所述内框架结构（311）和所述外框架结构（316）由单件制成。

发明领域

本发明涉及发电机技术领域，具体是用于风力涡轮机的发电机。具体地，本发明涉及一种用于发电机的定子组件，该定子组件包括内框架结构和外框架结构。进一步地，本发明涉及一种发电机并且涉及风力涡轮机，该发电机和该风力涡轮机都包括这种定子组件。

背景技术

风力涡轮机可以竖立在岸上或者离岸。能够提供高达约6 MW的电力的大型风力涡轮机通常离岸安装。特别地，出于维护的原因，采用具有转子组件的自励式发电机，该转子组件具有永磁铁。在不久的将来，能够提供约15 MW的电力的风力涡轮机将由在离岸风力涡轮机领域中具有特殊专长的风力涡轮机制造商提供。出于多个技术原因，能够提供15 MW的电力的发电机必须具有约10 m的直径。出于效率原因，在（a）定子组件的定子部段的线圈与（b）转子组件的（永久）磁铁之间的气隙应该保持为较小的。因此，必须用极高构造精度来建立这种大型发电机。进一步地，这种大型发电机需要不仅用于组装发电机而且用于维护发电机的特殊解决方案。维护工作可以包括工作任务，诸如，例如，更换在转子侧上的磁铁以及更换在定子侧上的定子部段。

所需的极高构造精度需要用于转子组件以及用于定子组件两者的机械稳定的支架或者框架结构。另一方面，需要将这些组件的总重量（和成本）保持在可接受的限制内，以便在组装这种大型发电机时并且在将发电机安装到风力涡轮机的舱中（特别地到离岸风力涡轮机中）时允许安全处理。在这方面，按照冷却定子组件的部件（特别是定子部段）是可能的方式来构造定子组件进一步具有重要性。

EP 2 351 191 B1公开了一种用于风力涡轮机的发电机的定子组件。所公开的定子组件包括框架结构，该框架结构具有开口，出于冷却的目的，该开口允许气流穿过框架结构。

发明内容

可能需要提供一种用于发电机的定子组件，该定子组件满足高空间精度、高机械稳定性和比较小的重量的上述要求并且允许发电机的有效冷却，所提供的定子组件为该发电机形成部件。

根据独立权利要求的主题可以满足此需要。通过从属权利要求描述本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于发电机（特别地用于风力涡轮机）的定子组件。所提供的定子组件包括：（a）内框架结构，该内框架结构具有环形形状，该内框架结构具有内圆周边缘和外圆周边缘，其中，内框架结构形成在与发电机的轴向方向对应的中心轴线周围；以及（b）外框架结构，该外框架结构环绕内框架结构，并且该外框架结构从外圆周边缘开始包括两个倾斜环形壁，该两个倾斜环形壁沿径向方向远离彼此展开，从而在第一倾斜环形壁与第二倾斜环形壁之间形成容纳空间。内框架结构和外框架结构由单件制成。

所描述的定子组件是基于这样的构思：通过在外框架结构的两个倾斜环形壁之间设置容纳空间，形成机械保护区域，该机械保护区域可以用于容纳定子组件和/或包括所描述的定子组件的发电机的功能部件。所设置的容纳空间可以，例如，用于容纳冷却设备，该冷却设备用于冷却发电机的温度敏感部件。进一步地，容纳空间可以用于接纳电缆，该电缆用于引导和/或收集由定子组件的定子部段生成的电流，该定子部段包括获得时间交变磁场的至少一个导体线圈。