[发明专利]用于风力涡轮机的发电机的支撑结构部段

说明书

本发明描述了一种支撑结构部段，其用于发电机（101）的定子，特别是用于涡轮机的发电机（101）的定子，其中，支撑结构部段包括在轴向方向AD上延伸的载体元件，其中，载体元件（220）包括基部区段（220a）、侧面区段（220b）和顶部区段（220c），并且其中，顶部区段（220c）配置为借助于固定连接而联接至定子（103）的叠层片区段（408）。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的发电机的支撑结构部段、包括多个这种支撑结构部段的用于风力涡轮机的发电机的定子以及用于制造其的方法。

背景技术

风力涡轮机通常包括用于生成机械旋转能的多个叶片。风力涡轮机内的发电机配置为在叶片被风驱动旋转时生成电力。因此，风力涡轮机被设计为将风能有效率地转化成旋转运动，由此为发电机提供足够的旋转能以用于电力生成。

风力涡轮机的发电机包括定子和转子。存在这样的设计：转子相对于定子径向向外地布置。

在不同的设计中，定子相对于转子径向向外地布置。定子包括叠层片区段，该叠层片区段包括用于电力生成的线圈。转子包括多个磁体。在磁体旋转时，旋转能被转换成电能。

定子的分段式叠层片堆叠需要被放置在距转子的磁体特定距离处。为此，支撑结构在定子的叠层片区段与转子之间并入在定子中。

这种支撑结构需要提供通用功能。其必须防止定子与转子之间的碰撞，特别是关于在启动的发电机内生成的巨大的径向和切向电磁（EM）力。进一步地，其必须防止分段式组件的一致本征频率和电磁激励力频率的发生。此外，支撑结构需要长期承受所有发电机负载条件，即，优选地在发电机的整个使用寿命期间承受，并且应当能够通过引导冷却空气来实现有效率的冷却。

作为定子的一部分的支撑结构在现有技术中是已知的。支撑结构可以包括载体元件。载体元件被用于将支撑结构部段并且因此将支撑结构整体上联接至定子的叠层片区段。由现有技术已知的这种支撑结构中的载体元件是T轮廓类型载体元件。这种载体元件具有基部区段，其中，实心的垂直元件被放置在基部区段的中心处。

由于中心元件的有限的表面面积，支撑结构到定子的叠层片区段的联接可以导致有限的稳定性连接。这种连接可能不足以满足现代风力涡轮机的稳定性要求。

进一步地，常规连接可能是不利的，这是因为当制造定子时，支撑结构与叠层片区段之间的界面可能是不可接近的。因此，由于制造过程期间的空间限制，首先可能难以建立连接。

此外，因为相关位置可能不容易接近，所以当在发电机的使用寿命期间需要维修定子时，如现有技术中所描述的常规连接也可能变得不利。

发明内容

本发明的一个目的可以是提供一种支撑结构，其用于定子，特别是用于在风力涡轮机的发电机中使用的定子，该支撑结构满足关于机械稳定性的要求并且同时能够以有成本效益的方式进行制造，并且允许在发电机的整个使用寿命期间的容易的维护。

该目的可以是通过根据独立权利要求的主题的支撑结构部段、定子和用于制造定子的方法来解决。

本发明的一个方面涉及一种支撑结构部段，其用于（特别是风力涡轮机的）发电机的定子，其中，支撑结构部段包括在轴向方向上延伸的载体元件，其中，载体元件包括基部区段、侧面区段和顶部区段，其中，（在轮廓图中），基部区段和侧面区段以在大约70°至大约130°的范围中的外部角φ（phi）相对于彼此定向，侧面区段和顶部区段以在大约70°至大约130°的范围中的内部角θ（theta）相对于彼此定向，基部区段联接至侧面区段，侧面区段联接至顶部区段，基部区段基本上在径向方向上与顶部区段间隔开，并且顶部区段配置为借助于固定连接（优选地鸠尾榫（dove-tail）接头连接）而联接至定子的叠层片区段，并且其中，固定连接优选地借助于螺栓连接而附接至顶部区段。