CN116601849A - 分段发电机，转子区段，发电机区段和风能设施 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风能设施的分段发电机(1)、尤其永久激励的分段旋转发电机(1)的转子区段，其中设有磁体承载件区段，所述载体承载区段具有转子环周面(212)，尤其转子外环周面(212)，所述磁体承载件区段沿环周方向在第一和第二分离接口(T1，T2)之间以区段长度延伸；转子环周面(212)具有：第一分离接口部段(A1)，所述第一分离接口部段具有从所述第一分离接口(T1)开始沿环周方向(U)朝向第二分离接口(T2)的第一长度(L1)；和第二分离接口部段(A2)，所述第二分离接口部段具有从第二分离接口(T2)开始沿环周方向(U)朝向第一分离接口(T1)的第二长度；和连接部段(A3)，所述连接部段具有在第一和第二分离接口(T1，T2)之间延伸的第三长度；其中在第一和第二分离接口部段(A1，A2)的区域中在转子环周面(212)处分别设置有用于加固磁体承载件区段的加固设备(400)。

Description

分段发电机，转子区段，发电机区段和风能设施
技术领域
本发明涉及一种用于风能设施的分段发电机。本发明还涉及一种风能设施的分段发电机的转子区段和发电机区段。此外，本发明涉及一种风能设施。
背景技术
风能设施是将风的动能转换成电能并且馈入到电网中的设施。为了将动能转换成电能，风能设施包括具有转子的发电机，所述转子相对于定子围绕转动轴线可转动地支承。根据转动轴线的位置，在水平风能设施和竖直风能设施之间区分。在水平风能设施中，转动轴线水平地定向。在竖直风能设施中，转动轴线竖直地定向。水平风能设施也称作为水平轴线风能设施，并且竖直风能设施也称作为竖直轴线风能设施。
当代风能设施通常涉及所谓的水平轴线风能设施，其中转动轴线基本上水平地设置，并且转子叶片扫过基本上垂直的转子面。此外，风能设施具有吊舱，所述吊舱围绕基本上竖直的轴线可转动地设置在风能设施的塔上。
风在风能设施的运行状态中引起转子叶片的转动运动，所述转动运动驱动发电机的与转子叶片耦联的转子。在运行状态中，转子叶片和转子相对于发电机的定子转动。由于在转子和定子之间的相对运动，(电)发电机产生电能。在风能设施的运行状态中，风能设施在搭建地点处构造并且运行以将风的动能转换成电能。
风能设施能够构成为不具有传动装置或具有传动装置。尤其地，无传动装置的风能设施具有大直径的发电机。很常见的是，发电机具有5m和更大的直径。所述发电机能够构成为所谓的内部旋转体或所谓的外部旋转体。在内部旋转体的情况下，发电机的随转子叶片旋转的转子设置在发电机的固定的定子之内。在外部旋转体的情况下，转子设置在定子之外。在外部旋转体的情况下，定子尤其在转子之内、优选地关于转子位于径向内部地设置。与发电机的类型无关地，发电机通常固定在风能设施的吊舱、尤其机器承载件处。
发电机能够达到150吨和更大的质量。因此，这种发电机的运输始终与高耗费关联。根据发电机的直径和质量的大小，公路运输也会毫无疑问地是不可行的。为了也能够运输具有大的直径和大的质量的发电机，已知的是，发电机构成为分段发电机。这种分段发电机具有两个或更多个发电机区段。发电机区段通常部分环形地构成或者具有部分环形的几何形状。发电机区段通常设置成环形的分段发电机。通常，发电机区段单独地运输至风能设施的搭建地点。
具有电磁体的分段发电机的发电机区段的运输在没有大的耗费的情况下是容易可行的。如果发电机区段不通电，那么没有磁力作用。如果这种分段发电机相反地具有永磁体，那么必须设有附加的固定设备，所述固定设备将转子区段相对于定子区段保持在期望的位置中并且对抗永磁体的磁力。将转子区段相对于定子区段保持的这种固定设备例如从EP 2 508749B1和EP 2 454 803 B1中已知。
这些虽然分区段仍不轻便的构件的组装与挑战关联。尤其在发电机区段的分离接口的区域中产生的变形使发电机区段组装和安装成风能设施的分段发电机变得困难。
欧洲专利局在本申请的优先权申请中检索到如下现有技术：CN 112018 968A，AU2018 431 391A1，CN 108 964 301A，EP 3 637 587 A1。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种用于风能设施的分段发电机，一种发电机区段的转子区段，一种分段发电机的发电机区段，和一种风能设施，其消除或减小一个或多个所提出的缺点。尤其地，本发明的目的是，提供一种解决方案，所述解决方案能够实现用于风能设施的分段发电机、发电机区段的转子区段、发电机区段和风能设施的更好的可安装性。
根据一个方面，所述目的通过根据权利要求14的用于风能设施的分段发电机来实现。
只要没有详细地另做说明，关于轴向方向、环周方向和径向方向的说明在本说明书中关于发电机的转动轴线理解。轴向方向对应于平行于、即沿着转动轴线的方向。环周方向对应于基本上与转动轴线相切的方向。径向方向对应于径向于转动轴线的方向。
用于风能设施的分段发电机包括两个或更多个发电机区段。两个或更多个发电机区段优选环形地设置。尤其地，两个或更多个发电机区段与分段发电机的转动轴线同轴地设置。尤其地，分段发电机包括分段转子和分段定子。分段转子包括两个或更多个转子区段。分段定子包括两个或更多个定子区段。
相应的发电机区段或相应的转子区段和/或相应的定子区段关于转动轴线沿环周方向优选地部分环形地构成。尤其地，发电机区段或转子区段和/或定子区段具有部分环形的几何形状。对应地部分环形地构成或者具有部分环形的几何形状的发电机区段或转子区段和/或定子区段沿环周方向以特定的弧度在第一和第二分离接口之间延伸。
优选地，两个或更多个发电机区段或两个或更多个转子区段和/或两个或更多个定子区段以相同的弧度沿环周方向延伸。尤其地，发电机区段或转子和/或定子区段与相应的区段的数量相关地根据如下公式延伸：360°/(区段的数量)。因此，例如，包括两个发电机区段的分段发电机的发电机区段沿环周方向分别延伸180°，在三个发电机区段的情况下为120°，在四个发电机区段的情况下为90°等。这能够对应地适用于转子区段和/或定子区段。
也能够优选的是，组装成分段发电机的发电机区段沿环周方向以不同的弧度延伸。例如，分段发电机能够由三个发电机区段形成。在这种分段发电机中，例如第一发电机区段沿环周方向以180°延伸，第二发电机区段以120°延伸并且第三发电机区段以60°延伸。发电机区段的沿环周方向的任意其他延伸是可考虑的，只要其沿环周方向组合地得出360°的延伸。关于发电机区段的实施方案能够对应地适用于分段转子的转子区段和/或分段定子的定子区段。
第一和第二分离接口基本上正交于环周方向延伸。尤其地，第一和第二分离接口限定第一和第二分离接口平面，转动轴线在所述第一和第二分离接口平面之内延伸。尤其地，第一和/或第二分离接口延伸成，使得第一和/或第二分离接口平面关于转动轴线沿径向方向延伸。尤其地，关于转动轴线沿径向方向延伸的第一和/或第二分离接口平面在是转动轴线或限定转动轴线的轴线中相交。尤其地，转动轴线处于第一和/或第二分离接口平面中，所述第一和/或第二分离接口平面关于转动轴线沿径向方向延伸。
发电机区段的第一和/或第二分离接口具有连接设备。在第一和/或第二分离接口处的连接设备构成用于，将设置成分段发电机的相邻的发电机区段彼此连接。第一和/或第二分离接口的连接设备尤其构成用于，将相邻的发电机区段机械地连接。机械连接能够构成为力配合的和/或材料配合的和/或形状配合的连接。优选地，第一和/或第二分离接口具有法兰端口和/或螺旋连接装置作为连接设备，用于固定沿环周方向相邻的发电机区段。关于发电机区段的实施方案能够对应地适用于分段转子的转子区段和/或分段定子的定子区段。
补充地或替选地此外优选的是，分段发电机构成为永久励磁的分段发电机。在该优选的实施方案中提出，在转子处设置有一个或多个永磁体。也称作为持久磁体的永磁体是具有保持不变的磁场的磁体，所述磁场不如在电磁体中那样通过电功率产生。永磁体由磁化的材料构成。永磁体的磁化的材料的实例是由铁、钴、镍等构成的合金。
优选地，分段发电机构成为外部旋转体。在分段发电机构成为外部旋转体的情况下，定子或分段定子相对于转子或分段转子关于转动轴线沿径向方向处于内部。通常，在分段发电机构成为外部旋转体的情况下，其位于径向外部的分段转子包围位于径向内部的分段定子。
借助发电机的分段的结构方式，能克服发电机的与运输有关的大小限制。尤其地，分段发电机通过分开地运输发电机区段也能够运输至风能设施的难以接近的搭建地点并且在风能设施的塔上安装在吊舱处。尤其地，为了安装分段发电机，不需要大的和昂贵的专用起重机。更确切地说，发电机区段能够借助小型起重机单独地定位在吊舱或机器承载件处，所述小型起重机仅承载单个发电机区段的重量以及必须达到安装高度。由此，能够节约成本，所述成本此外对于明显更贵的大型起重机产生。此外，这种大型起重机通常仅可受限地提供，使得通过分段发电机在安装时间还有安装地点方面获得灵活性。
尤其地，根据本发明的发电机构成用于，承担用于吊舱的加固作用，只要发电机安装在吊舱处。对此，以优选的方式提出，吊舱的在其处固定发电机的法兰相对小地构成，并且用于将发电机安装在吊舱处的法兰相对大地构成。这有利地降低吊舱的质量，而不负面地影响风能设施在发电机在吊舱处的安装状态中的刚度。这尤其具有如下优点，吊舱通过常见的进而良好可用的起重机能够更简单地、更快地和更成本有利地安装。
对于根据本发明的分段发电机和其改进方案的其他优点、实施变型形式和实施细节也参照在下文中对转子区段、发电机区段和风能设施的对应的特征和改进方案的描述。
根据另一方面，所述目的通过根据权利要求1的用于风能设施的分段发电机的转子区段来实现。要理解的是，转子区段是用于转子、尤其用于分段转子的转子区段。此外要理解的是，转子是用于发电机、尤其用于分段发电机的转子。
分段发电机的转子区段包括具有转子环周面的磁体承载件区段。转子环周面尤其是转子外环周面。磁体承载件区段沿环周方向在第一和第二分离接口之间以区段长度延伸。转子环周面具有第一分离接口部段、第二分离接口部段和连接部段。第一分离接口部段以从第一分离接口开始沿环周方向朝向第二分离接口的第一长度延伸。第二分离接口部段以从第二分离接口沿环周方向朝向第一分离接口的第二长度延伸。连接部段以在第一和第二分离接口之间的第三长度延伸。在第一和第二分离接口部段的区域中，在转子环周面处分别设置有加固设备，用于加固磁体承载件区段。
转子区段优选地沿径向方向在用于将转子区段固定在轴承单元的转子基本体法兰处的位于径向内部的的法兰和位于径向外部的磁体承载区段之间延伸。优选地，转子区段以转子承载部段在用于将转子区段固定在轴承单元的转子基本体法兰处的位于径向内部的法兰和位于径向外部的磁体承载件区段之间延伸。要理解的是，转子区段可以多件式地或一体式地构成。尤其要理解的是，转子区段一体式地由各个彼此焊接的转子区段构成。转子区段尤其具有带有环形的或部分环形的几何形状的磁体承载件区段、至少一个转子叠片组和转子内环周面。尤其地，至少一个转子叠片组材料配合地和/或力配合地和/或形状配合地与磁体承载件区段连接。
优选地，多个磁体单元在转子叠片组处沿环周方向彼此间隔开地设置并且形成和/或限定转子内环周面。尤其地，沿轴向方向，两个或更多个磁体单元彼此间隔开地设置，其中沿轴向方向相邻设置的磁体单元限定具有间隙宽度的环周间隙，用于输送和分配冷却介质。至少一个磁体单元尤其材料配合地与转子叠片组连接。优选地，至少部分地包围磁体单元的浇注料将磁体单元与转子叠片组连接。
磁体单元也称作为转子有源部件。
优选地，磁体承载件区段沿轴向方向沿着转动轴线具有带有磁体承载件区段宽度的延伸。优选地，磁体承载件区段的宽度在其环周上是恒定的。尤其地，在轴向方向上，第一和第二分离接口部段具有第一和第二宽度并且连接部段具有第三宽度。优选地，第一和第二宽度是相同的。优选地，第三宽度相当于第一和/或第二宽度。优选地，第三宽度小于第一和/或第二宽度。
优选地，磁体承载件区段沿径向方向正交于转动轴线具有带有磁体承载件区段高度的延伸。优选地，磁体承载件区段的高度在其环周上是恒定的。尤其地，沿轴向方向，第一和第二分离接口部段具有第一和第二高度并且连接部段具有第三高度。优选地，第一和第二高度是相同的。优选地，第三高度相当于第一和/或第二高度。优选地，第三高度小于第一和/或第二高度。
关于第一和/或第二和/或第三长度和/或宽度和/或高度的说明优选地分别理解成关于平均的第一和/或第二和/或第三长度和/或宽度和/或高度的说明。就此而言，第一和/或第二分离接口部段和/或连接部段能够部分地分别具有长度和/或宽度和/或高度，其与第一和/或第二和/或第三长度和/或宽度和/或高度不同。也能够优选的是，关于第一和/或第二和/或第三长度和/或宽度和/或高度的说明是关于最大的第一和/或第二和/或第三长度和/或宽度和/或高度的说明。
加固设备沿环周方向具有长度，沿轴向方向具有宽度并且沿径向方向具有高度。优选地，加固设备长度大于宽度和/或宽度大于高度。
尤其地，加固设备的长度相当于相应的分离接口部段的第一和/或第二长度。替选地能够优选的是，加固设备的长度不同于相应的分离接口部段的第一和/或第二长度。尤其地，加固设备的长度短于相应的分离接口部段的第一和/或第二长度。也能够优选的是，加固设备的长度长于相应的分离接口部段的第一和/或第二长度。
尤其地，加固设备的宽度相当于相应的分离接口部段的第一和/或第二宽度。替选地能够优选的是，加固设备的宽度不同于相应的分离接口部段的第一和/或第二宽度。尤其地，加固设备的宽度短于相应的分离接口部段的第一和/或第二宽度。也能够优选的是，加固设备的宽度宽于相应的分离接口部段的第一和/或第二宽度。
尤其能够优选的是，加固设备沿环周方向超出于第一和/或第二分离接口部段。能够优选的是，加固设备超出于第一和/或第二分离接口。尤其地，能够优选的是，加固设备沿轴向方向超出于第一和/或第二分离接口部段。
相应的加固设备优选地机械地与磁体承载件区段连接。尤其地，相应的加固设备力配合地和/或材料配合地和/或形状配合地与磁体承载件区段连接。尤其地，相应的加固设备与转子外环周面机械地连接。优选地，相应的加固设备与磁体承载件区段焊接。也能够优选的是，相应的加固设备与磁体承载件区段拧紧。补充地或替选地，在转子区段的一个优选的实施方案中，相应的加固设备与磁体承载件区段通过对应地设置的突出部和留空部形状配合地连接。
优选地，在第一分离接口部段的区域中设置的加固设备与在第二分离接口部段的区域中设置的加固设备相同地构成。
根据本发明的加固设备在第一和/或第二分离接口部段的区域中的设置尤其应理解为附加的加固。尤其地，在根据本发明的加固设备在第一和/或第二分离接口部段的区域中设置时，加固应理解成，连接部段不具有所述加固。尤其地，转子区段能够具有加固装置，不仅第一和/或第二分离接口部段而且连接部段具有所述加固装置。在这种加固装置中，优选地不可见加固设备，所述加固设备设置在第一和/或第二分离接口部段的区域中。尤其地，加固装置不同于根据本发明的加固设备构成。
在第一和/或第二分离接口部段的区域中设置的加固设备具有如下优点，转子区段在所述部段中、尤其在第一和/或第二分离接口的区域中加固转子区段。加固设备尤其具有如下效果，在第一和/或第二分离接口部段的区域中，在分段发电机的发电机区段的转子区段和定子区段之间的气隙对应于在连接部段的区域中在转子区段和定子区段之间的气隙。尤其地，借助加固设备能够维持针对分段发电机的运行“设定的”气隙。以特别有利的方式，加固设备在第一和/或第二分离接口部段的区域中防止形成凹陷，尤其当分段发电机的发电机区段彼此分离地支承或运输并且不作为环形的分段发电机组装时如此。
此外，加固设备使发电机区段安装或组装成分段发电机变得简单，因为连接设备在相邻的发电机区段的第一和/或第二分离接口处彼此平坦地定向。
对于根据本发明的转子区段和其改进方案的其他优点、实施变型形式和实施细节，参照在上文中对分段发电机的对应的特征和改进方案进行的描述。
根据转子区段的一个优选的实施方式，加固设备将磁体承载件区段在第一和/或第二分离接口部段的区域中相对于磁体承载件区段在连接部段中的区域加固。
根据转子区段的另一优选的改进方案，磁体承载件区段借助加固设备在第一分离接口部段的区域中具有第一刚度，磁体承载件区段借助加固设备在第二分离接口部段的区域中具有第二刚度，并且连接部段具有第三刚度，其中连接部段的第三刚度小于第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二刚度，和/或连接部段的第三刚度相当于第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二刚度，和/或连接部段的第三刚度大于第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二刚度。
能够优选的是，第一刚度在第一最小和最大刚度之间改变。此外能够优选的是，第二刚度在第二最小和最大刚度之间改变。也能够优选的是，第三刚度在第三最小和最大刚度之间改变。尤其地，相应的部段的第一和/或第二和/或第三刚度沿环周方向和/或轴向方向和/或径向方向改变。
尤其地，其第一和/或第二和/或第三刚度改变的第一和/或第二分离接口部段和/或连接部段具有第一和/或第二和/或第三平均刚度。相应的平均刚度位于相应的最小和最大刚度之间。尤其地，相应的刚度是相应的部段的刚度的平均值。此外能够优选的是，相应的平均刚度相当于相应的部段的相应的最小和最大刚度的平均值。
优选地，在第一和/或第二分离接口部段的区域中的第一和/或第二刚度至少为105％、110％、120％、130％、140％、150％、200％或更大。尤其地，在第一和/或第二分离接口部段的区域中的第一和/或第二刚度最大为500％、400％、300％、200％、150％、140％、130％、120％、110％或105％。优选地，在第一和/或第二分离接口部段的区域中的第一和/或第二平均刚度至少为105％、110％、120％、130％、140％、150％、200％或更大。尤其地，在第一和/或第二分离接口部段的区域中的第一和/或第二平均刚度最大为500％、400％、300％、200％、150％、140％、130％、120％、110％或105％。
尤其地，不具有加固设备的磁体承载件区段的刚度在第一和/或第二分离接口部段的区域中比在连接部段的区域中更小。
相应的部段的刚度尤其描述相应的部段对抗弹性变形、例如凹陷的形成的阻力，所述弹性变形能够通过设置永磁体引起。尤其地，相应的部段的刚度选择成，使得通过设置永磁体而作用的磁力在转子区段和定子区段之间仅引起转子区段、尤其磁体承载件区段在规定的公差之内的变型。
相应的部段的刚度包括拉伸刚度和/或剪切刚度和/或弯曲刚度和/或扭转刚度。一般性地对刚度、尤其对第一和/或第二和/或第三刚度的说明优选地对应地适用于拉伸刚度和/或剪切刚度和/或弯曲刚度和/或扭转刚度。
根据转子区段的另一优选的实施方式，第一分离接口部段和第二分离接口部段基本上相同地构成。
这具有如下优点，转子区段尤其可以成本有利地制造。尤其地，通过使用通用件能够在购买通用件时实现规模效应。此外，基本上相同地构成第一和/或第二分离接口部段使在制造转子区段时的易出错性最小化。此外，这样构成的转子区段简化在分段发电机的搭建地点处的安装。
在转子区段的另一优选的实施方式中，磁体承载件区段和加固设备在第一和/或第二分离接口部段中形成具有横截面面积和/或横截面形状的横截面，所述横截面的横截面面积和/或横截面形状不同于磁体承载件区段在连接部段中的横截面的横截面面积和/或横截面形状，其中尤其地，第一和/或第二分离接口部段的横截面面积大于连接部段的横截面面积；和/或第一和/或第二分离接口部段的横截面的面积惯性矩和/或扭转惯性矩大于连接部段的横截面的面积惯性矩和/或扭转惯性矩。
这具有如下效应，在第一和/或第二分离接口部段中，获得较大的第一和/或第二刚度。尤其地，这具有如下效应，第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二刚度大于连接部段的第三刚度。
根据转子区段的另一优选的实施方式，加固设备具有带有弹性模量的材料或加固设备由带有弹性模量的材料构成，该材料的弹性模量大于磁体承载件区段所具有或磁体承载件区段由其构成的材料的弹性模量。
这尤其具有如下优点，能够节约材料和就此而言节约重量。此外，材料节约优选地引起成本节约。
在转子区段的另一优选的改进方案中，第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二长度相当于区段长度的至少10％、优选地至少20％、和最大50％、优选地最大40％；和/或磁体承载件区段沿着转动轴线具有区段宽度并且加固设备具有相当于区段宽度的至少30％、优选地至少50％和最大80％、优选地最大100％的宽度。
在转子区段的另一优选的改进方案中，第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二高度相当于磁体承载件区段的连接部段的第三高度的至少110％、优选地至少120％、优选地至少150％、优选地至少200％、并且最大500％、优选地最大400％、优选地最大300％。优选地，第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二高度相当于磁体承载件区段的高度和/或加固设备的高度。
尤其地能够优选的是，第一和/或第二宽度和/或高度沿第一和/或第二分离接口部段、尤其磁体承载件区段和/或加固设备的环周方向在第一和/或第二分离接口部段的区域中从第一和/或第二分离接口朝向连接部段改变，优选地减小。尤其优选的是，第一和/或第二宽度和/或高度沿环周方向连续地、优选线性地和/或凸状地和/或凹状地减小。优选地，第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二宽度和/或高度在到连接部段的过渡部处相当于连接部段的第三宽度和/或高度。也能够优选的是，高度和/或宽度从连接部段朝向第一和/或第二分离接口部段非连续地、尤其阶梯状地改变。
尤其地，从第一和/或第二分离接口部段达到连接部段的连续的过渡能够优选地使缺口效应最小化。
根据转子区段的另一优选的实施方式，加固设备具有面状的加固元件；和/或一个或多个轴向连接片，所述轴向连接片具有沿着转动轴线的主延伸；和/或一个或多个环周连接片，所述环周连接片具有沿环周方向正交于转动轴线的主延伸；和/或一个或多个斜连接片，所述斜连接片具有倾斜于环周方向和转动轴线的主延伸。
面状的加固元件优选地在第一和/或第二分离接口部段的第一和/或第二长度和/或宽度上延伸。
轴向连接片和/或环周连接片和/或斜连接片优选地具有I形的和/或U形的和/或Z形的和/或L形的横截面轮廓。也能够优选的是，轴向连接片和/或环周连接片和/或斜连接片在横截面中构成中空轮廓。尤其地，中空轮廓能够是矩形的和/或正方形的和/或管形的中空轮廓。
尤其地，两个面状的加固元件和两个环周连接片和/或两个轴向连接片也能够形成盒状的轮廓。
能够优选的是，具有多个轴向连接片的加固设备的轴向连接片具有不同的长度和/或宽度和/或高度。能够优选的是，具有多个轴向连接片的加固设备的环周连接片具有不同的长度和/或宽度和/或高度。能够优选的是，具有多个轴向连接片的加固设备的斜连接片具有不同的长度和/或宽度和/或高度。
在转子区段的另一优选的实施方式中，多个轴向连接片沿环周方向彼此等距地设置；和/或多个环周连接片沿轴向方向彼此等距地设置；和/或面状的加固元件平行地与转子环周面间隔开地设置。
在转子区段的另一优选的实施方式中，加固设备与转子环周面焊接和/或拧紧。尤其地，加固设备能够与转子环周面粘接地连接。
在另一优选的改进方案中，转子区段包括加固环区段，所述加固环区段具有沿环周方向和/或径向方向的主要的主延伸方向，用于加固转子区段。
加固环区段也称作为加固盘。优选地，加固环区段设置在磁体承载件区段和轴承单元的转子基本体法兰之间。尤其地，加固环区段沿轴向方向与转子承载部段间隔开地设置。通常，定子区段沿轴向方向设置在转子承载部段和加固环区段之间。
在该优选的实施方式中，加固环元件防止转子区段、尤其磁体承载件区段沿径向方向的变形。尤其地，由此能够将在分段发电机的发电机区段的定子区段和转子区段之间的、对运行设定的气隙沿环周方向保持。此外，转子区段的通过加固元件造成的更高的刚度引起相邻的转子区段到环形的分段转子的更好的可安装性。
根据另一方面，所述目的通过根据权利要求12的用于风能设施的分段发电机的发电机区段来实现。要理解的是，发电机区段是用于风能设施的分段发电机的发电机区段。
风能设施的分段发电机的这种发电机区段如在上文中也已经描述的那样包括转子的转子区段。尤其地，转子区段是在上文中描述的根据本发明的转子区段和/或转子区段的在上文中描述的优选的改进方案。
对于根据本发明的发电机区段和其改进方案的优点、实施变型形式和实施细节参照在上文中对分段发电机以及转子区段的对应的特征和改进方案进行的描述。
在一个优选的改进方案中，发电机区段包括定子的定子区段。尤其地，定子区段关于转动轴线相对于转子区段位于径向内部地设置。尤其地，转子区段包围所述定子区段。这以有利的方式引起更强大的发电机。
根据另一方面，所述目的借助根据权利要求15的风能设施来实现。
这种风能设施包括根据本发明的分段发电机，尤其是根据在上文中描述的实施方式之一或其组合的分段发电机。
对于根据本发明的风能设施和其改进方案的优点、实施变型形式和实施细节参照在上文中对分段发电机以及发电机区段和转子区段的对应的特征和改进方案进行的描述。
附图说明
本发明的优选的实施方式示例性地根据附图阐述。附图示出：
图1示出处于运行状态中的风能设施的一个示例性的实施方式的示意三维图；
图2示出具有加固设备的一个优选的实施方式的发电机区段的一个示例性的实施方式的示意三维图；
图3示出具有加固设备的另一优选的实施方式的分段发电机的一个示例性的实施方式的示意三维图；
图4示出发电机区段的另一示例性的实施方式的示意二维图；
图5a，b，c示出在图4中示出的发电机区段的连接部段的二维的前视图、侧视图和俯视图；
图6a，b，c示出在图4中示出的发电机区段的第一和第二分离接口部段的二维的前视图、侧视图和俯视图；和
图7示出发电机区段的另一示例性的实施方式的示意三维图。
在附图中，相同的或基本上功能相同或相似的元件用相同的附图标记表示。只要在当前的附图描述中一般性地提到发电机、转子或定子，原则上包括分段发电机、分段转子或分段定子，除非另有详细描述。
具体实施方式
图1示出风能设施的一个示例性的实施方式的示意三维图。图1尤其示出具有塔102和吊舱104的风能设施100。在吊舱104处设置有具有三个转子叶片108和整流罩110的转子106。转子106在运行中通过风置于转动运动从而驱动吊舱104中的发电机。塔102尤其具有带有法兰区段的风能设施钢塔环区段。由此，塔102借助于可简单地运输的构件构造，所述构件此外能够与高精度和低耗费关联。
在图2中示出分段发电机1的发电机区段10的一个优选的实施方式的示意三维图。在图3中示出分段发电机1的一个优选的实施方式的示意三维图，所述发电机由两个发电机区段10组装。发电机区段10具有转子区段200和定子区段300。在图2和3中示出的发电机区段10构成用于构成为外部旋转体的分段发电机。就此而言，定子区段300设置在转子区段200之内。
发电机区段10或转子区段200和定子区段300沿环周方向U在第一分离接口T1和第二分离接口T2之间延伸。第一和第二分离接口T1、T2限定第一和第二分离接口平面，转子轴线D在所述第一和第二分离接口平面之内延伸。
发电机区段10的第一和第二分离接口T1、T2具有连接设备，所述连接设备构成用于，将设置成分段发电机1的相邻的发电机区段10彼此连接。在该优选的实施方式中，第一和第二分离接口T1、T2的连接设备构成用于，将相邻的发电机区段10，即相邻的转子区段200和相邻的定子区段300机械地连接。对此，第一和第二分离接口T1、T2具有法兰端口和螺旋连接装置作为连接设备。从在图2中示意地示出的发电机区段10中，在第一和第二分离接口T1、T2处得出构成有法兰端口的连接设备。在图3中示意地示出的分段发电机1中，两个发电机区段10在相应的分离接口T1、T2处经由对应的法兰端口借助螺旋连接装置沿环周方向彼此连接。
在图2和3中示出的转子区段200具有带有转子环周面212的磁体承载件区段210。在转子环周面212、尤其转子外环周面处，在第一和第二分离接口部段A1、A2的区域中设置有加固设备400。图2和图3中的加固设备400在第一和第二分离接口部段A1、A2中以第一和第二长度L1、L2延伸。尤其地，加固设备400在第一和第二分离接口部段A1、A2中以相同的长度延伸。尤其地，在第一和第二分离接口部段A1、A2的区域中设置的加固设备400相同地构成。第一和第二分离接口部段A1、A2的第一和第二长度L1、L2在发电机区段10的在图2和3中示出的优选的实施方式中相当于转子区段200的区段长度的六分之一。发电机区段10的该优选的实施方式的连接部段A3的第三长度L3相当于转子区段200的区段长度的六分之四。
加固设备400的在图2中示出的优选的实施方案具有三个彼此平行地且沿轴向方向A间隔开地设置的环周连接片，所述环周连接片借助螺旋连接装置固定在磁体承载件区段210处。图3示出另一优选的实施方式中的加固设备400作为面状延伸的加固元件，所述加固元件借助于焊接连接与磁体承载件区段210连接。不仅在图2中而且也在图3中可见的是，在第一分离接口部段A1的区域中设置的加固设备400具有沿环周方向U的长度和沿轴向方向A的宽度，该长度和宽度相当于第一分离接口部段A1的第一长度和第一宽度。
图4示出发电机区段10的另一示例性的实施方式的示意二维图。在该优选的实施方式中，转子区段200具有第一和第二分离接口部段A1、A2，连接部段A3在其之间延伸。第一和第二分离接口部段A1、A2从第一和第二分离接口T1、T2开始朝向连接部段A3延伸。在该优选的实施方式中，第一和第二分离接口部段A1、A2的第一和第二长度L1、L2和连接部段A3的第三长度L3分别相当于转子区段200的区段长度的三分之一。在该优选的实施方式中，沿环周方向，第一和第二分离接口部段A1、A2以及连接部段A3以相同的长度延伸。此外，在第一和第二分离接口部段A1、2的区域中设置的加固设备400以相应的分离接口部段A1、A2的第一或第二长度延伸。
在图5a、b、c中示出在图3中示出的发电机区段10的连接部段的示意二维前视图、侧视图和俯视图。在图6a、b、c中示出在图3中示出的发电机区段10的第一和第二分离接口部段A1、A2的示意二维前视图、侧视图和俯视图。
在磁体承载件区段210的转子外环周面212处设置有环周连接片，所述环周连接片沿环周方向U延伸，并且设置有轴向连接片，所述轴向连接片沿轴向方向A沿着转动轴线D延伸。其不仅在连接部段A3的区域中、而且也在第一和第二分离接口部段A1、A2的区域中设置。这示例性地从两个在图3中示出的发电机区段10中得出。在图3的视图中上部的发电机区段10中，在连接部段A3的区域中设置有对应的轴向连接片和环周连接片。其在第一分离接口部段A1中由加固设备400遮盖。在图3中示出的下部的发电机区段10中，对于第二分离接口部段A2未示出加固设备，使得在此得出轴向连接片和环周连接片的设置。示意性地，均匀地沿环周方向在第一和第二分离接口T1、T2之间延伸的并且在转子环周面212处设置的轴向和环周连接片也从图6a和6b中得出，在其上设置有面状地延伸的加固元件作为加固设备400。
尤其要理解的是，在不仅在连接部段A3的区域中、而且也在第一和第二分离接口部段T1、T2的区域中设置的所述轴向连接片和环周连接片中，不可见在本发明的意义上的加固设备。更确切地说，根据本发明的加固设备400应理解成补充的加固，其将第一和/或第二分离接口部段A1、A2相对于连接部段A3、尤其局部地加强或加固。
在图7中示出分段发电机1或两个发电机区段10的另一示例性的实施方式的示意三维图。在该优选的实施方式中提出，两个发电机区段10沿环周方向以180°延伸。两个发电机区段10在第一和第二分离接口T1、T2处具有连接设备，经由所述连接设备，两个沿环周方向相邻设置的发电机区段10彼此连接。从第一和第二分离接口T1、T2开始，两个发电机区段10作为加固设备400具有两个环周连接片，所述环周连接片具有沿环周方向U的主延伸方向。在上部的发电机区段10中和部段地也在下部的发电机区段中清楚可见的是，两个环周连接片设置在三个沿环周方向伸展的连接片之间，所述连接片在磁体承载件区段210的转子外环周面212处从第一分离接口延伸至第二分离接口。这就是说，两个分离接口部段A1、A2和在两个分离接口部段A1、A2之间延伸的连接部段A3在磁体承载件区段210的转子外环周面212处具有三个沿环周方向环绕的连接片。在这三个从第一分离接口T1延伸至第二分离接口T2的连接片中，不可见根据本发明的加固设备400。更确切地说，在两个仅仅在第一和第二分离接口部段A1、A2中设置的环周连接片中仅可见根据本发明的加固设备，所述加固设备将发电机区段10的第一和第二分离接口部段A1、A2相对于连接部段A3加固，尤其局部地加固。
附图标记列表：
1 分段发电机
10 发电机区段
100 风能设施
102 塔
104 吊舱
106 转子
108 转子叶片
109 定子
110 整流罩
200 转子区段
210 磁体承载件
212 转子环周面
300 定子区段
400 加固设备
A 轴向方向
A1 第一分离接口部段
A2 第二分离接口部段
A3 连接部段
D 旋转轴线
L1 第一长度
L2 第二长度
L3 第三长度
R 径向方向
T1 第一分离接口
T2 第二分离接口
U 环周方向。

Claims (15)

1.一种风能设施的分段发电机(1)、尤其永久励磁的分段旋转发电机(1)的转子区段(200)，
其特征在于，
设有
-磁体承载件区段(210)，其具有转子环周面(212)、尤其转子外环周面，所述磁体承载件区段沿环周方向(U)在第一和第二分离接口(T1，T2)之间以区段长度延伸；所述转子环周面(212)具有
○第一分离接口部段(A1)，所述第一分离接口部段具有从所述第一分离接口(T1)开始沿所述环周方向(U)朝向所述第二分离接口(T2)的第一长度(L1)；和
○第二分离接口部段(A2)，所述第二分离接口部段具有从所述第二分离接口(T2)开始沿所述环周方向(U)朝向所述第一分离接口(T1)的第二长度(L2)；和
○连接部段(A3)，所述连接部段具有在所述第一和第二分离接口(T2)之间延伸的第三长度(L3)；
其中
-在所述第一和第二分离接口部段(A1，A2)的区域中在所述转子环周面(212)处分别设置有用于加固所述磁体承载件区段(210)的加固设备(400)。
2.根据上一项权利要求所述的转子区段(200)，
其中所述加固设备(400)将所述转子承载区段(210)在所述第一和/或第二分离接口部段(A1，A2)的区域中相对于所述磁体承载件区段(210)的在所述连接部段(A3)中的区域局部地加固。
3.根据权利要求1或2所述的转子区段(200)，
其中所述磁体承载件区段(210)借助所述加固设备(400)在所述第一分离接口部段(A1)的区域中具有第一刚度，所述磁体承载件区段(210)借助所述加固设备(400)在所述第二分离接口部段(A2)的区域中具有第二刚度，并且所述连接部段(A3)具有第三刚度，其中
-所述连接部段(A3)的所述第三刚度小于所述第一和/或第二分离接口部段(A1，A2)的所述第一和/或第二刚度，和/或
-所述连接部段(A3)的所述第三刚度相当于所述第一和/或第二分离接口部段(A1，A2)的所述第一和/或第二刚度，和/或
-所述连接部段(A3)的所述第三刚度大于所述第一和/或第二分离接口部段(A1，A2)的所述第一和/或第二刚度。
4.根据上述权利要求中1-3中任一项所述的转子区段(200)，
其中所述第一分离接口部段(A1)和所述第二分离接口部段(A2)基本上相同地构成。
5.根据上述权利要求1-4中任一项所述的转子区段(200)，
其中所述磁体承载件区段(210)和所述加固设备(400)在所述第一和/或第二分离接口部段(A2)中形成具有横截面面积和/或横截面形状的横截面，所述横截面的横截面面积和/或横截面形状不同于所述磁体承载件区段(210)的在所述连接部段(A3)中的横截面的横截面面积和/或横截面形状，
其中尤其地，
-所述第一和/或第二分离接口部段(A1，A2)的横截面面积大于所述连接部段(A3)的横截面面积；和/或
-所述第一和/或第二分离接口部段(A1，A2)的横截面的面积惯性矩和/或扭转惯性矩大于所述连接部段(A3)的横截面的面积惯性矩和/或扭转惯性矩。
6.根据上述权利要求1-5中任一项所述的转子区段(200)，
其中所述加固设备(400)由如下材料构成或包括如下材料，所述材料的弹性模量大于所述磁体承载件区段(210)所包括的或用于构成所述磁体承载件区段(210)的材料的弹性模量。
7.根据上述权利要求1-6中任一项所述的转子区段(200)，
-所述第一和/或第二分离接口部段(A1，A2)的所述第一和/或第二长度相当于所述区段长度的至少10％，优选至少20％，和最大50％，优选最大40％；和/或
-所述磁体承载件区段(210)沿着转动轴线(D)具有区段宽度并且所述加固设备(400)具有相当于所述区段宽度的至少30％、优选至少50％、和最大80％、优选最大100％的宽度。
8.根据上述权利要求1-7中任一项所述的转子区段(200)，所述加固设备(400)具有：
-面状的加固元件；和/或
-一个或多个轴向连接片，所述轴向连接片具有沿着所述转动轴线(D)的主延伸；和/或
-一个或多个环周连接片，所述环周连接片具有沿环周方向(U)正交于所述转动轴线(D)的主延伸；和/或
-一个或多个斜连接片，所述斜连接片具有倾斜于所述环周方向(U)和所述转动轴线(D)的主延伸。
9.根据上述权利要求1-8中任一项所述的转子区段(200)，其中
-多个轴向连接片沿所述环周方向(U)彼此等距地设置；和/或
-多个环周连接片沿所述轴向方向彼此等距地设置；和/或
-所述面状的加固元件平行地与所述转子环周面(212)间隔开地设置。
10.根据上述权利要求1-9中任一项所述的转子区段(200)，
其中所述加固设备(400)与所述转子环周面(212)焊接和/或旋紧。
11.根据上述权利要求1-10中任一项所述的转子区段(200)，包括加固环区段(410)，所述加固环区段具有沿所述环周方向(U)和/或径向方向(R)的主要的主延伸方向，用于加固所述转子区段(200)。
12.一种用于风能设施(100)的分段发电机(1)、尤其永久励磁的分段旋转发电机(1)的发电机区段(10)，包括根据上述权利要求1-11中任一项所述的转子区段(200)。
13.根据上一项权利要求所述的发电机区段(10)，包括定子区段(300)。
14.一种用于风能设施(100)的分段发电机(1)、尤其永久励磁的分段旋转发电机(1)，包括两个或更多个根据权利要求12或13所述的发电机区段(10)，其中所述两个或更多个发电机区段(10)环形地设置。
15.一种风能设施(100)，所述风能设施包括根据权利要求14所述的分段发电机(1)。
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