Генератор

Авторы патента:


Генератор
Генератор

 


Владельцы патента RU 2547147:

ВОББЕН ПРОПЕРТИЗ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к электрическому генератору для ветроэнергетических установок. Технический результат заключается в создании надежного генератора, имеющего большую глубину. Генератор содержит статор, который имеет обмотки, лежащие в пазах, которые образованы листами. Листы образуют полный листовой пакет, который пронизан резьбовыми болтами. Полный листовой пакет на своем переднем и заднем конце при рассмотрении в осевом направлении статора закреплен на статорном кольце статора. Причём в серединной части статорного кольца при рассмотрении в осевом направлении статора выполнена дополнительная точка крепления листового пакета, в которой приварено опорное кольцо. Полный листовой пакет разделен на две части посредством опорного кольца. При этом генератор имеет глубину более 1000 мм, в частности 1200 мм, и диаметр более 2 м, в частности 5 м, и номинальную мощность более 1 МВт, в частности 3 МВт. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к электрическому генератору, например к генератору, который выполнен как синхронный генератор или также как кольцевой генератор для ветроэнергетической установки. Такие генераторы известны и производятся в большом количестве для ветроэнергетических установок фирмы Enercon GmbH, Aurich, и мощность таких генераторов лежит обычно в диапазоне 500 кВт или более, максимально до 7,5 МВт или более.

Такие генераторы имеют частью значительные диаметры, потому что ветроэнергетические установки фирмы Enercon не имеют передаточных механизмов, при этом диаметр может составлять в зависимости от мощности генератора от 3 до 12 м или более.

Число оборотов таких генераторов (также называемых синхронными или кольцевыми генераторами) составляет ввиду непосредственной связи якоря генератора с аэродинамическим ротором ветроэнергетической установки примерно от 10 до 22 оборотов в минуту. Таким образом, при этом речь идет о генераторах, которые классифицируются как «медленно вращающиеся», при этом применяемые генераторы являются многополюсными генераторами, например, с 78 полюсами или парами полюсов.

Генератор состоит, как и любой электрический генератор, из статора и якоря (понятие «ротор» здесь не применяется, потому что понятие «ротор» в ветроэнергетических установках отнесено, как правило, к вращающейся части аэродинамической системы, то есть к аэродинамическому ротору).

Глубина таких генераторов находится в диапазоне от 200 до 800 мм.

Статор генератора состоит из статорного кольца, в котором расположены снабженные пазами листовые пакеты, которые в пределах 360° на внутренней стороне статорного кольца образуют замкнутую структуру. В пазах этих листовых пакетов вложены обмотки электрической генераторной системы и в этих обмотках генерируется электрическая мощность при работе генератора.

Листы листового пакета представляют собой листы классической электротехнической (динамной) стали. Они вручную или машинным способом укладываются по определенному шаблону и при этом захватываются резьбовыми болтами, которые после изготовления листового пакета прочно затягиваются, чтобы прижать отдельные листы друг к другу.

Листовой пакет сам после изготовления закрепляется на статорном кольце, например, посредством привинчивания или приваривания.

В качестве уровня техники можно сослаться на документы US 3708707 A, US 2973442 A, US 1685054, DE 1232651 В и DE 2148827 А.

Существовавшая до сих пор система генератора зарекомендовала себя как весьма надежная, тем не менее стремятся также создать генераторы, которые имеют еще большую глубину и в которых все еще поддерживается надежный режим работы, в особенности, остающийся постоянным воздушный зазор между статором и якорем.

Эта цель в соответствии с изобретением достигается генератором с признаками согласно п. 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно уровню техники до сих пор листовые пакеты закреплялись на статорном кольце только в двух местах.

Однако, когда глубина генератора возрастает, например, до 1200 мм (или более), листовые пакеты становятся более длинными также в осевом направлении и тогда нужно заботиться о том, чтобы воздушный зазор между статором и якорем сохранялся постоянным и обеспечивалось надежное охлаждение и тем самым хорошая теплопередача между обмотками/листами генератора, с одной стороны, и каналами охлаждения в статорном кольце или статорном основании, с другой стороны. Также цель состоит в том, чтобы по всей ширине генератора листовые пакеты и тем самым листовая сталь оставалась в непосредственном контакте со статорным кольцом. Для того чтобы гарантировать это надежным образом, в изобретении предложено закреплять листовые пакеты не только на их внешних местах в двух точках на статорном кольце, но и в по меньшей мере еще одной точке, а именно в серединной части статорного кольца.

В соответствии с изобретением за счет этого прежде всего достигается то, что листовой пакет не может «провисать», то есть не может под действием своего собственного веса перемещаться вниз, что в конечном счете привело бы к уменьшению воздушного зазора или, в наихудшем случае, могло бы привести к тому, что статор и якорь механически соприкасались бы.

Изобретение далее поясняется на примере выполнения.

На Фиг. 1 показан фрагмент статорного кольца 1 статора 2 генератора 3, например, синхронного генератора ветроэнергетической установки. Внутри статорного кольца 1 выполнен листовой пакет 4, который образован прилегающим друг к другу множеством отдельных листов электротехнической (динамной) стали (не показаны).

Листовой пакет 4 образует пазы 5, в которые позже помещаются обмотки для статора 2. Сам листовой пакет 4 пронизывается множеством резьбовых болтов 6 и в представленном примере закрывается опорным кольцом 7. Это опорное кольцо, как показано на фиг. 1, также пронизывается резьбовыми болтами 6 и закрепляется на статорном кольце 1 посредством сварного шва 8 в точке 13.

Опорное кольцо 7 согласно фиг. 1 находится не на внешней стороне листового пакета, а в серединной части(см. фиг. 2), так что после сваривания опорного кольца 7 на опорное кольцо могут укладываться последующие листы, чтобы образовать вторую часть 9 полного листового пакета 10 статора 2.

На Фиг. 2 показано поперечное сечение соответствующего изобретению генератора 3. При этом показано, что резьбовые болты 6 пронизывают весь листовой пакет 10 и опорное кольцо 7 и листовой пакет 10 на своих внешних сторонах ограничен прижимными листами 11. При этом полный листовой пакет (10) на своем переднем и заднем конце закреплен на статорном кольце (1) статора (2). К резьбовым болтам 6 приложен высокий момент затяжки, чтобы листы листового пакета 4, 9, 10 по возможности тесно прижать друг к другу. Приложенные снаружи к листовому пакету прижимные листы 11, которые по сравнению с отдельными листами листового пакета имеют большую ширину, приварены к статорному кольцу 1. Это также справедливо для опорного кольца 7 в серединной части листового пакета, так что весь листовой пакет по меньшей мере в трех точках жестко связан со статорным кольцом 1. Отдельные листы листового пакета, как и опорное кольцо, имеют соответствующие отверстия, чтобы позиционировать резьбовые болты 6, так что также листы захватываются вместе с резьбовыми болтами 6.

Описанный и представленный на чертежах генератор 3 имеет предпочтительно глубину примерно 1200 мм и внешний диаметр статора примерно 5 м. Предпочтительным образом генератор 3 размещается в ветроэнергетической установке.

Соответствующий изобретению генератор 3 также отличается тем, что весь листовой пакет 10 разделен на две частичные области 4, 9, которые разделены посредством описанного опорного кольца 7. Это можно заметить и при взгляде на статорные обмотки готового генератора, потому что опорное кольцо 7 по сравнению с листами имеет относительно большую толщину и опорное кольцо имеет пальцы 12, которые имеет не совсем ту же длину, что и глубина пазов, которая образована пазами 5 листов электротехнической стали.

На фиг. 1 показано опорное кольцо 7, прилегающее сверху к листовым пакетам. Листовые пакеты состоят, как упомянуто, из наложенных друг на друга листов, которые соответственно имеют представленную форму пазов. Определенное количество пачек листов, например от 5 до 20 пачек листов, а именно пачки листов, которые лежат непосредственно под опорным кольцом 7, кроме того, предпочтительно склеено друг с другом, чтобы в этой области гарантировать наилучшую возможную связь этих листов, потому что сам лист на своем свободном конце не полностью перекрывается пальцами 12 опорного кольца 7, которое предпочтительно состоит из того же материала, что и прижимной лист, и предпочтительно имеет ту же форму.

1. Электрический синхронный генератор (3) для ветроэнергетической установки со статором (2) генератора, который имеет обмотки, которые лежат в пазах (5), которые образованы листами, причем статор (2) имеет предопределенный диаметр и предопределенную глубину, причем листы образуют полный листовой пакет (10), который пронизан резьбовыми болтами (6), и причем полный листовой пакет (10) на своем переднем и заднем конце при рассмотрении в осевом направлении статора закреплен на статорном кольце (1) статора (2),
отличающийся тем, что в серединной части статорного кольца (1) при рассмотрении в осевом направлении статора выполнена дополнительная точка (13) крепления листового пакета (10), в которой приварено опорное кольцо (7), причем полный листовой пакет (10) разделен на две части (4, 9) посредством опорного кольца (7), при этом генератор (3) имеет глубину более 1000 мм, в частности 1200 мм, и диаметр более 2 м, в частности 5 м, и номинальную мощность более 1 МВт, в частности 3 МВт.

2. Ветроэнергетическая установка, содержащая генератор по п.1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве исполнительных механизмов и устройств для преобразования энергии рабочего тела в электроэнергию.

Изобретение относится к тепловой электроэнергетике, к получению электричества из горючих веществ. Технический результат состоит в упрощении производства электричества, повышении коэффициента преобразования потенциальной энергии исходного топлива в электрическую энергию и надежности и ресурса работы тепловых энергоблоков.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для получения электроэнергии на железнодорожном транспорте. Технический результат состоит в получении электроэнергии при прохождении поезда по рельсам, когда рельсы приходят в колебательное состояние.

Изобретение относится к ветроэнергетической или гидроэнергетической установке для генерирования электрической энергии. Технический результат заключается в повышении генерируемой мощности при сохранении простоты конструкции.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электронасосах с приводом на постоянных магнитах. Технический результат - предотвращение коррозии, вызываемой химической жидкостью, на компонентах герметичного электронасоса.

Электрогенератор относится к электротехнике, к автономным машинным источникам электрического тока. Технический результат состоит в уменьшении габаритов, упрощении конструкции, улучшении ремонтопригодности.

Изобретение относится к устройствам, преобразующим тепловую энергию в электрическую. Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую в двигателе внутреннего сгорания содержит линейно расположенные цилиндры, поршни, жестко соединенные между собой штоком, при этом на штоке жестко закреплен ротор, состоящий из конденсаторных пластин, между которыми находятся плоскостные катушки индуктивности, связанные со статором и взаимодействующие с конденсаторными пластинами.

Изобретение относится к области промысловой геофизики и предназначено для снабжения электроэнергией автономной скважинной аппаратуры. Техническим результатом является повышение надежности генератора и снижение трудоемкости проведения ремонтных и профилактических работ.

Изобретение относится к области электротехники и энергетического машиностроения. Технический результат состоит в повышении мощности и КПД силовой установки, получении большего количества электроэнергии.

Изобретение относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам и касается выполнения аксиальных индукторных электрических машин. Предлагаемая аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением содержит корпус статора, магнитные пакеты статора, обмотки возбуждения, обмотки переменной ЭДС, ротор и магнитные пакеты ротора.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности, к охлаждению электрических машин. Статор электрической машины содержит корпус, рубашку с каналами для проточного хладагента, магнитопровод с рабочей обмоткой, охлаждение лобовых частей которой осуществляется посредством расположенных между слоями либо над слоями лобовых частей обмотки теплоотводящих элементов в виде цилиндров с ребрами на наружной поверхности, отходящими в радиальном направлении и контактирующими с рубашкой.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: упрощение конструкции, увеличение окружной скорости индуктора.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: упрощение конструкции, повышение надёжности.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: уменьшение массогабаритных характеристик устройства за счет увеличения окружной скорости индуктора, повышение надёжности.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: увеличение окружной скорости индуктора, упрощение конструкции.

Изобретение относится к электродвигателям и генераторам, в частности к регулированию положения постоянных магнитов и/или шунтирующих вкладышей, выполненных из магнитонепроводящего материала, в роторе.

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к устройству роторов электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов, расположенных на роторе.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вращающейся электрической машине. Технический результат - повышение точности оценки углового положения ротора посредством самостоятельного определения или управления без датчиков.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокооборотных электромашинах. Технический результат: эффективное охлаждение обмотки и сердечника статора, уменьшение массы и габаритов и повышение ресурса электромашин, в том числе работающих при повышенных и высоких частотах вращения.

Изобретение касается ротора для электрической машины, возбуждаемой постоянными магнитами, в частности для электрической машины большой мощности. Технический результат заключается в повышении надёжности крепления магнитов на корпусе ротора без применения винтовых соединений. Ротор имеет вращающийся вокруг оси вращения ротора корпус ротора. На корпусе ротора расположены постоянные магниты. Корпус ротора имеет проходящие в направлении оси вращения ротора выемки. Выемки выполнены так, что на корпусе ротора образуются проходящие в направлении оси вращения ротора направляющие. Постоянные магниты удерживаются на корпусе ротора направляющими в радиальном направлении и в направлении вращения ротора. Ротор для фиксации постоянных магнитов в направлении оси вращения ротора в осевой концевой области каждой направляющей имеет запорное устройство. Запорное устройство выполнено так, что при движении подвижного элемента запорное устройство создает соединение запорного устройства с корпусом ротора с геометрическим замыканием или с силовым замыканием. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх