CN102754314A - 风能设备的发电机装置 - Google Patents

风能设备的发电机装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102754314A
CN102754314A CN2010800641848A CN201080064184A CN102754314A CN 102754314 A CN102754314 A CN 102754314A CN 2010800641848 A CN2010800641848 A CN 2010800641848A CN 201080064184 A CN201080064184 A CN 201080064184A CN 102754314 A CN102754314 A CN 102754314A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor machine
rotor
rack member
base rack
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800641848A
Other languages
English (en)
Inventor
A.帕韦莱茨
H-J.滕贝格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN102754314A publication Critical patent/CN102754314A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838—Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/041—Combinations of toothed gearings only for conveying rotary motion with constant gear ratio
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于风能设备的发电机装置，所述发电机装置具有环形定子、环形转子以及圆柱齿轮传动装置，其中所述发电机装置具有基础支架构件，在所述基础支架构件上设置发电机装置的全部轴承的。

Description

风能设备的发电机装置
技术领域
本发明涉及一种用于风能设备的发电机装置。
背景技术
大部分已知的风力设备或风能设备配备有快速转动的发电机，其中为了将风轮的相对缓慢的转速转换成发电机转速，而使用单级或多级传动装置。已知多种解决方案，其中将传动装置和发电机连续地作为单独部件设置在机器支架上。这能使得在损害情况下能够简单地更换部件，但是整个装置相对较大而且重，这引起了风能设备的吊舱和装置在运输方面的问题。
此外还已知多种装置，其中将传动装置至少部分地设置在发电机的内部，这导致空间节省。示例性解决方案在DE 102 42 703 B3或者DE 10 2004 005 543 A1中公开。但是，这些解决方案的缺点是：各个传动装置部件和发电机部件复杂的相互支承。在此，对于每个传动装置自由度、即多个可能的独立运动通常设置两个轴承。例如，在所述的DE 102 42 707 B3中太阳轮以及内齿轮分别双重地支承在行星架上，从而传动装置总共包括四个轴承。在制造时要遵守的公差因而是较小的，因为多个构件在装配好的状态下彼此相对运动，这在过大的间隙的情况下迅速导致磨损。
因此期望的是，给出一种用于风能设备的具有传动装置的发电机装置，该发电机装置被紧凑地构成，使用尽可能少的轴承并且要求较少的制造成本。
发明内容
根据本发明，提出了一种具有权利要求1的特征的用于风能设备的发电机装置。有利的改进方案是从属权利要求以及随后的描述的主题。
发明优点
本发明基本上基于如下构思：设置基础支架构件，该基础支架构件承载发电机装置和传动装置的全部轴承。这种结构具有如下优点：所有定心面、如相对机座的定子铁心以及所有轴颈涉及共同的参照物、例如定子的基本轴线。特别有利的是，所有定心面和支承面在制造时可以在夹持装置（Aufspannung）中进行加工。因此，可更精确地设置构件，从而使尤其在定子与转子之间的气隙变得更小并且因此提高了发电机功率密度。
提出了：将转子和/或圆柱齿轮传动装置的至少一个齿轮、优选两个或者所有齿轮可旋转地支承在基础支架构件上。此外如果承载圆柱齿轮传动装置的齿轮之一的轴也承载转子，则可通过将该轴支承在基础支架构件上而以简单的方式提供两个元件的支承。
此外，发电机装置能与圆柱齿轮传动装置更简单地装配和拆卸，因为参考共同的参照物尤其是允许采用简单的装配方法、例如采用插接啮合(Steckverzahnung)。在设计方案中，转子和/或齿轮可以借助尤其是啮合的插接部而与轴相连接。齿轮也可以是轴的组成部分。
换言之，轴在一端可被啮合并且接合到圆柱齿轮传动装置的另一齿轮中。
在具有传动装置的发电机装置中，发电机和传动装置可设计成共同的结构单元，其中优选地在转子之内的空间被用于安装传动装置的至少一部分，这缩短力线路径（Kraftflusswege）。因此，发电机装置可以更小地构建并且能以较小的材料成本来制造。同时形成如下可能性：由可更好操作的组件构成具有传动装置的发电机装置，而对轴承***的公差无负面影响。尤其是，与现有技术相比也可不复杂地使用圆柱齿轮传动装置来代替复杂的行星齿轮系。
在优选的改进方案中，基础支架构件盆状地构建有底面和壁面，其中发电机的定子设置在壁面上。因此，可以省去单独的支承元件，因为定子被直接设置在基础支架构件上，该基础支架构件可额外有利地用作壳体。由此可省去单独的壳体，这使得显著地节省空间和重量。换言之，壳体至少部分地由基础支架构件本身来形成。
在设计方案中，第二传动装置、尤其是两级传动装置被连接在圆柱齿轮传动装置之前。因此就这点而言可提供高的和需要用于确定的发电机的变速比，其中与在具有后置连接的发电机的已知的三级传动装置时相比需要更少的空间和重量。
适宜地，第二传动装置和圆柱齿轮传动装置借助至少一个弹性元件相连接。以这种方式，一方面可以确保：传动装置可彼此独立地被提供并且在使用地处才必须彼此连接。另一方面，弹性元件用于缓冲转矩冲击。
本发明的其它优点和设计方案从说明书和所附的附图中给出。
不言而喻，前面所述的和下面还要阐述的特征不仅能以分别说明的组合而且能以其它组合或者能单独地来应用，而没有背离本发明的范围。
附图说明
本发明借助附图中的实施例示意性地示出并且下面参照附图详细地进行描述。
图1示出了根据本发明的发电机装置的第一优选实施形式的截面图。
图2示出了根据图1的实施形式的分解图。
图3示出了根据本发明的发电机装置的第二优选实施形式的截面图。
具体实施方式
一方面在图1和图2并且另一方面在图3中示出了根据本发明的发电机装置的不同的设计方案，然而这些设计方案在下面主要在包含相同的或者作用相同的元件范围内进行描述。这些元件设有相同附图标记。
在图1和图2中，示意性地以截面图示出了根据本发明的发电机装置的第一优选实施形式，并且该第一优选实施形式总体用100来表示。发电机装置100包括双馈异步发电机110，该双馈异步发电机具有包含线圈装置的定子111以及包含线圈装置的转子112，其绕组端部还分别在右侧和左侧在旁边被绘出。转子112可围绕旋转轴线A旋转地支承。
发电机装置具有同时用作壳体部分的基础支架构件160，该基础支架构件在本实例中盆状地构建有底面161和壁面162。定子111被固定到壁面162的内侧上。此外，基础支架构件160还具有中心凹部163，轴140支承在该凹部中。转子112安装在转子支架170上，该转子支架借助啮合的插接部175不能相对转动地与轴140相连接。轴140借助在此被设计成球轴承151和152的轴承相对于基础支架构件160可围绕旋转轴线A旋转地支承。
此外，发电机装置100还包含圆柱齿轮传动装置130，该圆柱齿轮传动装置同样被支承在基础支架构件160上并且与异步发电机110一起是发电机装置的组成部分。圆柱齿轮传动装置130具有第一齿轮131和第二齿轮132，该第二齿轮被设计成轴140的组成部分。齿轮131借助在此设计成球轴承153和154的轴承相对于基础支架构件160可围绕旋转轴线B旋转地支承，该旋转轴线B在所示的实例中与驱动轴121的旋转轴线重合。
发电机装置100在所示的图示中与两级的前传动装置120相连接，该前传动装置与驱动轴121相连接，该驱动轴例如与风轮或转子（未示出）相连接。前传动装置120在本实例中具有两个行星齿轮级并且通过所啮合的插接部122与传动装置100、更确切地说与圆柱齿轮传动装置130的齿轮131相连接。前传动装置120借助弹性元件123安装在发电机装置100上。
引线180从转子112的绕组装置延伸至多个集电环191，所述集电环被固定在轴插接件（Welleneinsteckteil）190上。集电环191与相应的碳刷192共同作用，所述碳刷与发电机接头193相连接。发电机接头193通过另一引线181与定子111的绕组装置相连接。
盖部200被设置作为另外的壳体部分，该盖部与基础支架构件160一起形成发电机110的壳体。
在图3中以示意性的截面图示出的可替换的实施形式100＇与实施形式100的区别仅在于轴140＇和转子支架170＇的设计方案。根据图3的设计方案能够使得轴140＇可向前和向后（即在附图中向左和向右）从凹部163移除，这使得能够更简单地安装和保养发电机装置100＇。
替代双馈异步发电机也可使用永久励磁的同步发电机。

Claims (12)

1.一种用于风能设备的发电机装置，所述发电机装置具有环形定子（111）、环形转子（112、170、170＇）以及圆柱齿轮传动装置（130），其中所述发电机装置（100、100＇）具有基础支架构件（160），在所述基础支架构件上设置所述发电机装置（100、100＇）的全部轴承（151、152、153、154）。
2.根据权利要求1所述的发电机装置，其中，所述转子（112、170、170＇）可旋转地支承在所述基础支架构件（160）上。
3.根据权利要求1或2所述的发电机装置，其中，所述圆柱齿轮传动装置（130）的至少一个齿轮（131、132）可旋转地支承在所述基础支架构件（160）上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的发电机装置，其中，承载所述圆柱齿轮传动装置（130）的齿轮（132）之一的轴（140、140＇）也承载所述转子（112、170、170＇)。
5.根据权利要求4所述的发电机装置，其中，所述转子（112、170、170＇）和/或所述齿轮（132）借助特别是啮合的插接部（175）与轴（140、140＇）相连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的发电机装置，其中，所述基础支架构件（160）盆状地构建有底面（161）和壁面（162），其中所述定子（111）设置在所述壁面（162）上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发电机装置，其中，承载所述圆柱齿轮传动装置（130）的齿轮（132）之一的轴（140、140＇）支承在所述基础支架构件（160）的中心凹部（163）中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的发电机装置，其中，第二传动装置（120）、尤其是两级传动装置连接在所述圆柱齿轮传动装置（130）之前。
9.根据权利要求8所述的发电机装置，其中，所述第二传动装置（120）和所述圆柱齿轮传动装置（130）借助至少一个弹性元件（123）相连接。
10.根据前述权利要求中任一项所述的发电机装置，其中，所述发电机设计成双馈异步发电机（110）。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的发电机装置，其中，所述发电机设计成永久励磁的同步发电机。
12.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的发电机装置（100；100＇）的风能设备。
CN2010800641848A 2009-12-19 2010-12-09 风能设备的发电机装置 Pending CN102754314A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009059671A DE102009059671A1 (de) 2009-12-19 2009-12-19 Generatoranordnung für eine Windenergieanlage
DE102009059671.2 2009-12-19
PCT/EP2010/007496 WO2011072819A1 (de) 2009-12-19 2010-12-09 Generatoranordnung für eine windenergieanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102754314A true CN102754314A (zh) 2012-10-24

Family

ID=43770499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800641848A Pending CN102754314A (zh) 2009-12-19 2010-12-09 风能设备的发电机装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130001952A1 (zh)
EP (1) EP2514076A1 (zh)
CN (1) CN102754314A (zh)
DE (1) DE102009059671A1 (zh)
WO (1) WO2011072819A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20120257A1 (it) 2012-02-21 2013-08-22 Wilic Sarl Macchina elettrica rotante per aerogeneratore
WO2016201705A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Robert Bosch Gmbh Electric vehicle and driving system for electric vehicle
ES2784973T3 (es) 2016-08-04 2020-10-02 Flender Gmbh Transmisión de turbina eólica
WO2023202821A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology S.L. A gearbox for a wind turbine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1746991A (en) * 1928-09-20 1930-02-11 Herbert E Bucklen Corp Electric windmill
US2655604A (en) * 1944-04-07 1953-10-13 Allgaier Werkzeugbau G M B H Wind-driven power plant with centrifugal governor
US4427897A (en) * 1982-01-18 1984-01-24 John Midyette, III Fixed pitch wind turbine system utilizing aerodynamic stall
JP2004239113A (ja) * 2003-02-04 2004-08-26 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 風力発電装置
CN1997825A (zh) * 2004-09-24 2007-07-11 艾罗迪能源***有限公司 具有完全整合的机械单元的风力发电站
US20070290509A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-20 Nordex Energy Gmbh Wind energy plant with a rotor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19608267C1 (de) * 1996-03-05 1997-03-06 Skf Textilmasch Komponenten Antriebs- und Lagervorrichtung für Spinnrotoren von Offenend-Spinnmaschinen
DE10242707B3 (de) 2002-09-13 2004-04-15 Aerodyn Engineering Gmbh Windenergieanlge mit konzentrischer Getriebe/Generator-Anordnung
DE10242703A1 (de) 2002-09-17 2004-03-18 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Vorrichtung zum Ausschneiden und Kantenschleifen von konturierten Glasscheiben
DE102004005543A1 (de) 2004-02-04 2005-09-01 Siemens Ag Windkraftanlage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1746991A (en) * 1928-09-20 1930-02-11 Herbert E Bucklen Corp Electric windmill
US2655604A (en) * 1944-04-07 1953-10-13 Allgaier Werkzeugbau G M B H Wind-driven power plant with centrifugal governor
US4427897A (en) * 1982-01-18 1984-01-24 John Midyette, III Fixed pitch wind turbine system utilizing aerodynamic stall
JP2004239113A (ja) * 2003-02-04 2004-08-26 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 風力発電装置
CN1997825A (zh) * 2004-09-24 2007-07-11 艾罗迪能源***有限公司 具有完全整合的机械单元的风力发电站
US20070290509A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-20 Nordex Energy Gmbh Wind energy plant with a rotor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李建林等: "《风力发电中的电力电子变流技术》", 30 October 2008, article ""风力发电中的电力电子变流技术", 李建林等,第190页, 机械工业出版社, 2008年10月", pages: 190 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009059671A1 (de) 2011-06-22
EP2514076A1 (de) 2012-10-24
WO2011072819A1 (de) 2011-06-23
US20130001952A1 (en) 2013-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101994780B (zh) 用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元
CN103459181B (zh) 用于能电驱动的车辆的用来驱动车轮的驱动装置
US9151275B2 (en) Drive system for a wind turbine
JP4548622B2 (ja) ハイブリッドギアボックス
KR100752510B1 (ko) 단일 메인베어링을 갖는 풍력 발전기
US7845445B2 (en) Electric powertrain system with planetary drive
CN102066146A (zh) 汽车的混合动力总成
US20110175363A1 (en) Gearbox for a wind turbine
WO2015101288A1 (zh) 一体化的半直驱风力发电机传动链及其所用齿轮箱
US20130165288A1 (en) Drive system for a wind turbine
US8647224B2 (en) Generator arrangement for a wind power plant
CN102754314A (zh) 风能设备的发电机装置
CN105508155A (zh) 风力发电机组
CN103742607A (zh) 一体化的半直驱风力发电机传动链及其所用齿轮箱
CN101994781B (zh) 用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元
CN102322404A (zh) 双电机直驱式风力发电机
KR101643989B1 (ko) 2단 출력형 발전기
CN103475151B (zh) 带同轴行星齿轮的开关磁阻电机
JP2007159287A (ja) 車両用駆動装置の電動機支持機構
CN110829707A (zh) 一种同轴电驱动总成传动***
CN104781584A (zh) 带有相联接的行星齿轮级的传动单元
CN209492375U (zh) 通用电驱动桥
CN104753248A (zh) 一种电机机构
CN103348151B (zh) 圆柱滚子轴承装置
CN204992910U (zh) 差速双输出电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121024