DD256169B5 - The wind energy converter - Google Patents

Description

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen .,For this 5 pages drawings.,

Die Erfindung betrifft einen Windenergiekonverter ohne ein mechanisches Getriebe zur Umwandlung von Windenergie inThe invention relates to a wind energy converter without a mechanical transmission for converting wind energy into

elektrische Energie. , , . electrical power. ,,,

Seit Urzeiten nutzt die Menschheit die Windenergie und hat diese in sogenannten Windmühlen umgesetzt in mechanische Energie urn mechanische Arbeiten verrichten lassen zu können. In diesen Einrichtungen wurde über Windmühlenblätter, die auf einer Welle in einer Nabe gehaltert angeordnet sind und sich in axialer Richtung erstrecken, wobei sich diese Wind mühlenblätter gegen die Windrichtung durch Verstellung in der Nabe anstellen lassen, die Windenergie in eine mechanische Rotationsbewegung umgesetzt, wobei zur Nutzbarmachung dieser mechanischen Energie ein mechanisches Getriebe zurHumanity has been using wind energy since primeval times and has converted it into so-called windmills into mechanical energy to perform mechanical work. In these facilities was on windmill blades, which are mounted on a shaft mounted in a hub and extend in the axial direction, these wind mill blades can be adjusted against the wind direction by adjustment in the hub, the wind energy converted into a mechanical rotational movement, wherein Harnessing this mechanical energy to a mechanical gearbox

Drehzahlerhöhung eingesetzt werden musste und wurde. .Speed increase had to be used and was. ,

Später wurde auf der Basis der Lehre der Physik festgestellt, dass die Drehzahl der Rotorwelle durch die zulässige Umfangs geschwindigkeit der Rotorblätter bestimmt wird, d.h. bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit ist mit der VergrößerungIt was later determined on the basis of the teaching of physics that the speed of the rotor shaft is determined by the permissible peripheral speed of the rotor blades, i. at constant peripheral speed is with the magnification

. des äußeren Durchmessers der Rotorblätter proportional eine Verkleinerung der Drehzahl des Rotors verbunden, um die zulässige Umfangsgeschwindigkeit nicht zu übersteigen. Hierdurch wurde der Einsatz eines Getriebes erforderlich. Diesem konstruktiven Vorbild der Ausnutzung der Windenergie in den sogenannten Windmühlen folgten im Prinzip und unter Beachtung der physikalischen Kenntnisse alle neuzeitlichen Einrichtungen zur Erzeugung von Elektroenergie durch die Windenergie mittels eines Windkonverters, wobei anfänglich der konstruktive Aufbau der Windmühlen beibehalten,wurde, allerdings auf einem höheren technischen Niveau aufgebaut. Die bekannten und zur Energieerzeugung einsetzbaren' Windkonverter sind mit einem Getriebe zwischen Elektrogenerator und aerodynamischen Rotor ausgerüstet. Sie werden allerdings !aerodynamisch nur im mittleren Leistungsbereich des Windes genutzt., the outer diameter of the rotor blades proportionally connected to a reduction of the rotational speed of the rotor in order not to exceed the allowable peripheral speed. As a result, the use of a transmission was required. This constructive model of the use of wind energy in the so-called windmills followed in principle and taking into account the physical knowledge all modern facilities for the production of electrical energy by wind energy by means of a wind converter, initially maintaining the structural design of the windmills, but at a higher technical Level built. The known 'wind converters which can be used for energy generation are equipped with a transmission between the electric generator and the aerodynamic rotor. However, they are used aerodynamically only in the middle power range of the wind.

Aus dieser o.g. physikalischen Feststellung heraus ergibt es sich, dass zur Ausnutzung der Windenergie im hohen Leistungs bereich immer ein Getriebe eingesetzt werden musste, was zu großen Getriebeabmessungen und -massen führt und nur im kleinen Leistungsbereich des Konverters sich Getriebemassen ergeben, die kleiner als die der Generatoren sind. Aber schon : im mittlerem Leistungsbereich sind Getriebe aufzuwenden, deren Massen ein Vielfaches der des Generators betragen. Bei diesem mit einem Getriebe ausgerüsteten Windkonverter wirkt es sich deshalb negativ aus, dass die Ausnutzung von Windgeschwindigkeiten unter 5m/s wegen einer Getriebehemmung nicht möglich ist; und bei einer Windgeschwindigkeit über 15m/s eine Anbremsung der Welle des aerodynamischen Rotors erforderlich ist, um zu verhindern, dass die auftretende Um _r fangsgeschwindigkeit der Rotorblätter über das zulässige Maß hinaus ansteigt. Dabei muss die Einrichtung im ExtremfallFrom this above physical statement out, it follows that for the utilization of wind energy in the high power range always a gearbox had to be used, which leads to large transmission dimensions and masses and only in the small power range of the converter gear ratios arise that are smaller than that of Generators are. But already: in the middle power range are expendable gearboxes whose masses are many times that of the generator. In the case of this wind converter equipped with a gearbox, it therefore has a negative effect that the utilization of wind speeds below 5 m / s is not possible due to gearbox inhibition; and a Anbremsung the shaft of the aerodynamic rotor is required at a wind velocity over 15m / s, to prevent that occurring order _r peripheral speed of the rotor blades increases beyond the permissible extent. The device must in extreme cases

• sogar stillgelegt werden.• even shut down.

Hierdurch können große Windenergiereserven nicht nutzbringend in einem Windenergiekonverter in eine andere Energieform umgesetzt werden. Diese Anforderung ist bei konventionellen Generatoren zwingend notwendig zu berücksichtigen, weil dieAs a result, large wind energy reserves can not be usefully implemented in a wind energy converter in another form of energy. This requirement is imperative for conventional generators, because the

yDurchgangszahl schnell laufender Maschinen bei 1,6 bis 1,8 liegt. Zur Überwindung des Mangels, der in der Leistungs beschränkung und in den großen Getriebemassen von Windkonvektoren mit Getrieben besteht, sind Lösungen bekannt geworden, einen bisher auch in den mit einem Getriebe arbeitenden Windgeneratoren eingesetzten Elektrogenerator direkt durch einen aerodynamischen Rotor anzutreiben. Eine solche Lösung ist in der FR 806 292 beschrieben. Dieser getriebelose Windkonverter besteht aus einer fest mit einem drehbar um die Horizontale auf einem Mast angeordneten Schwenkkopf verbundenen Ankerachse mit der Rotorwicklung eines Generators, die sich in einer Horizontalen erstreckt. Drehbar auf dieser Ankerachse ist ein Generatorgehäuse gelagert, in dem die Statorwicklung angeordnet ist. Über einen mit der drehbar angeordneten Statorwicklung verbundenen Kollektor wird die induzierte Spannung abgenommen. Auf dem äußeren Mantel des Gehäuses, das die Statorwi.cklung trägt, sind die Rotorblätter angeordnet, wobei dieses Statorgehäuse als Rotornabe ausgebildet ist und in dieser die Rotorblätter verstellbar sind. Verallgemeinert beinhaltet diese Konstruktion den Versuch, einen Generator mit einem Antrieb über Rotorblätter einzusetzen, indem in Umkehr der gebräuchlichen Form der sonst angetriebene und drehbar angeordnete Rotor festgelegt wurde undder sonst üblicherweise feststehende Stator drehbar ausgeführt wurde. Dieses Konstruktionsprinzip zeigt aus mechanischer Sicht Probleme. Die fliegend gelagerte Ankerachse muss die gesamte Masse des Windkonverters aufnehmen und die Einspannung der Ankerachse im Schwenkkopf muss ein zusätzliches Moment aufnehmen, das sich aus,der Eigenmasse des Statorgehäuses einschließlich der Rotorblätter und der anstehenden Windlast ergibt. Außerdem ist durch die Konstruktion des Generators mit großen, um die Rotorachse sich drehenden Massen der Leistungsgröße des Generators eine Grenze gesetzt. Der Mangel dieses offenbarten getriebelosen Windkonverters führte dazu, dass dieser nur im Bereich kleiner Leistung einsetzbar ist und deshalb die Ausführung von Windenergiekonvertern ohne Getriebe in der Fachwelt verworfen wurde.y the number of fast-running machines is 1.6 to 1.8. To overcome the deficiency, which consists in the power restriction and in the large gear masses of wind convectors with gears, solutions have become known to drive a previously used in the working with a gear wind generator generators directly by an aerodynamic rotor. Such a solution is described in FR 806 292. This gearless wind converter consists of a fixedly connected to a rotatable about the horizontal on a mast pivot head associated armature axis with the rotor winding of a generator which extends in a horizontal. Rotatable on this armature axis, a generator housing is mounted, in which the stator winding is arranged. About a connected to the rotatable stator winding collector, the induced voltage is removed. On the outer jacket of the housing, which carries the Statorwi.cklung, the rotor blades are arranged, this stator housing is designed as a rotor hub and in this the rotor blades are adjustable. Generally speaking, this construction involves the attempt to use a generator with a drive via rotor blades, by reversing the conventional shape of the otherwise driven and rotatably mounted rotor was set and the otherwise usually fixed stator was made rotatable. This design principle presents problems from a mechanical point of view. The floating armature axis must accommodate the entire mass of the wind converter and the clamping of the armature axis in the swivel head must take an additional moment, resulting from the net mass of the stator housing including the rotor blades and the upcoming wind load. In addition, the construction of the generator with large masses rotating around the rotor axis limits the power size of the generator. The lack of this disclosed gearless wind converter meant that it could only be used in the area of low power and therefore the execution of wind energy converters without gears was discarded in the art.

Nach der DE-PS 735 585 ist eine Windkraftmaschine mit zwei gleichachsig hintereinander angeordneten gegenläufigen, die beiden ringförmigen Wicklungssysteme eines elektrischen Stromerzeugers an je einem Ringgehäuse tragenden Windrädern bekannt Die gegenläufigen aerodynamischen Rotoren (Windräder) begründen den Nachteil, dass die Verdoppelung der Rotoren bei gleicher Windleistung den aerodynamische Widerstand vergrößert und infolgedessen zu einer Verringerung der Gesamtleistung des Konverters, bei gleichem oder auch ungleichem Rotordurchmesser der gegenläufigen Rotoren, führt. Auch muss der Generator gegenläufige Rotoren (oder Läufer) und Wicklungen aufweisen, die ohne Stator ausgeführt sein müssen und infolgedessen mit aufwendigen Schleifringen oder Kollektoren ausgerüstet werden. Die gleichen Nachteile treten auch bei den Windkonvertern. auf, die gemäß der FR 878 481 gleichachsig gelagerte, gegenläufig rotierende Windräder aufweisen, von denen, das eine Ende der Lagerachse eines der Windräder mit dem inneren Teil eines Stromerzeugers (Rotor) und das entsprechende Ende der Lagerachse des anderen Windrades mit dem äußeren Teil eines Stromerzeugers (Stator) fest verbunden ist. Auch hier führt die Verdoppelung der Rotoren bei gleicher Windleisturig zur Vergrößerung des aerodynamischen Wiederstandes und damit zu einer Verringerung der Gesamtleistung des Konverters, bei gleichem oder auch ungleichem Rotordurchmesser der gegenläufigen Rotoren. Auch muss der Generator gegenläufige Rotoren (oder Läufer) und Wicklungen aufweisen, die ohne Stator ausgeführt sein müssen und den Einsatz aufwendiger Schleifringe oder Kollektoren erfordern. Nach der GB 2 050 525 ist ein Erzeuger von Elektroenergie bekannt, der wahlweise die kinetische Energie des Windes oder die des Wassers nutzt. Auf den Anwendungsfall der Nutzung von Windenergie ähnelt diese in dieser Schrift offenbarte Lösung der nach der FR-PS 806.292 bekannten Lösung. Eine um eine feststehende Rotorwicklung drehbar angeordnete Statorwicklung ist in einem drehbar angeordneten Gehäuse angebracht, das mit Rotorblättern versehen ist. Diese Rotorblätter sind der Strömung von Luft oder wahlweise Wasser ausgesetzt.'wodurch bei einer anstehenden Beaufschlagung durch eine Luftströmung das mit Rotorblättern bestückte Statorgehäuse in Rotation versetzt wird. Diese-Lösung weist den bereits genannten Mangel auf, der der in der FR 806 292 offenbarten Lösung anhaftet, wodurch auch diese Lösung als Anregung für die Entwicklung eines getriebelosen Windenergiekonverters ausfällt. Ziel der Erfindung ist, entgegen derzeitiger Lehrmeinung, die getriebelose Ausführung eines Windenergiekonverters auch im mittleren und großen Leistungsbereich der Windkraftanlage für die Konvertierung des Windes zu realisieren und dabei insbesondere im Höchstlastbereich über 15 m/s Windgeschwindigkeit den Konverter ohne still zu stellen, zu betreiben; Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Windenergiekonverter zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie ohne Zwischenschaltung eines mechanischen Getriebes zu schaffen, wobei ringförmige Wicklungssysteme mit relativ kleinen Durchmessern einsetzbar sein sollen und auch bei mit geringer Drehzahl laufendem aerodynamischen Rotor eine ausreichende Relativgeschwindigkeit zwischen dem induzierenden und dem induzierten Wicklungssystem mit Sicherheit erreicht wird. Diese Aufgabe, einen auf einem Mast oder Turm angeordneten getriebelosen Windenergiekonverter, der mit verstellbaren Rotorblättern versehen ist, wobei diese mit dem rotierenden Teil des Elektrogenerators verbunden sind, zu entwickeln, wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale der Erfindung gelöst. Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:According to DE-PS 735 585 a wind turbine with two equiaxially arranged in opposite directions, the two annular winding systems of an electric generator to each ring housing wind turbines known The opposing aerodynamic rotors (wind turbines) establish the disadvantage that the doubling of the rotors at the same wind power increases the aerodynamic resistance and consequently leads to a reduction in the overall performance of the converter, with the same or unequal rotor diameter of the counter rotating rotors. Also, the generator must have opposing rotors (or rotor) and windings, which must be performed without a stator and are consequently equipped with elaborate slip rings or collectors. The same disadvantages also occur with the wind converters. on, according to the FR 878 481 coaxially mounted, counter-rotating wind wheels, of which, one end of the bearing axis of one of the wind wheels with the inner part of a generator (rotor) and the corresponding end of the bearing axis of the other wind turbine with the outer part of a Generator (stator) is firmly connected. Again, the doubling of the rotors at the same Windleisturig leads to increase the aerodynamic resistance and thus to a reduction in the overall performance of the converter, with the same or unequal rotor diameter of the counter-rotating rotors. Also, the generator must have opposing rotors (or rotor) and windings, which must be performed without a stator and require the use of elaborate slip rings or collectors. According to GB 2 050 525 there is known an electric power generator which selectively utilizes the kinetic energy of the wind or that of the water. On the application of the use of wind energy this solution disclosed in this document resembles the solution known from FR-PS 806.292. A stator winding rotatably disposed about a fixed rotor winding is mounted in a rotatably disposed housing provided with rotor blades. These rotor blades are exposed to the flow of air or, optionally, water.'When, in the case of an impending impingement by an air flow, the stator housing equipped with rotor blades is set in rotation. This solution has the already mentioned defect, which adheres to the solution disclosed in FR 806 292, whereby this solution also fails as a stimulus for the development of a gearless wind energy converter. The aim of the invention is, contrary to current doctrine, to implement the gearless version of a wind energy converter in the medium and large power range of the wind turbine for the conversion of the wind, and in particular in the maximum load range over 15 m / s wind speed to put the converter without stopping; The invention has for its object to provide a wind energy converter for converting wind energy into electrical energy without the interposition of a mechanical transmission, annular winding systems with relatively small diameters to be used and even at low speed running aerodynamic rotor sufficient relative speed between the inducing and the induced winding system is achieved with certainty. This object, a arranged on a mast or tower gearless wind energy converter, which is provided with adjustable rotor blades, which are connected to the rotating part of the electric generator, is inventively achieved by the features mentioned in claim 1 of the invention. The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig.1: einen getriebelosen WindenergiekonverterFig.1: a gearless wind energy converter

Fig.2: eine Schnittdarstellung durch den erfindungsgemäß ausgebildeten getriebelosen Windenergiekonverter2 shows a sectional view through the inventively designed gearless wind energy converter

Fig.3: Teilansicht eines dreiteiligen Generators mit P/3-Polversatz ,3 shows a partial view of a three-part generator with P / 3 pole offset,

Fig.4: Teilansicht nach Fig. 1 um 90° gedreht4: Partial view of FIG. 1 rotated by 90 °

Fig.5: eine Polanordriung - - 5: a pole arrangement - -

Fig.6: eine Bremseinrichtung · ,6: a braking device ·,

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter getriebeloser Windenergiekonverter 1 ist auf einer Mastkonstruktion,2 angeordnet. Dieser besteht aus einem mit Rotorblättern .3, die an Flügelarmen 3.1 befestigt sind, bestückten aerodynamischen Rotor 7,einem Stator 6 und aus einem Windenergiekonverter 1, wobei der Stator 6 mit einer Statorverkleidung 4.1, der aerodynamische Rotor 7 mit einer Rotorverkleidung 4.2 und der Windernergiekonverter 1 mit einem Konvertergehäuse 5 umschlossen sind. Zwischen der Statorverkleidung 4.1 und der Verkleidung 4.2 des aerodynamischen Rotors 7 ist das Konvertergehäüse 5, das den Stator 6 formschlüssig aufnimmt und mit Kühlblechen 5.2 versehen ist, eingebettet. Der Fachwelt ist der Aufbau eines Generators zur Energieumwandlung von mechanischer Leistung in eine elektrische Leistung im Prinzip bekannt. Dieses besteht darin, dass durch ein unter Aufwand einer mechanischen Leistung erzeugtes ro- · tierendesrnagnetisches Feld in den Wicklungen von in einem Stator angeordneten Spulen, die das rotierende magnetische Feld ,umschließen, eine Spannung induziert wird. In dem erfindungsgemäß ausgebildeten Windenergiekonverter 1 wird dieses Prinzip mittels eines Vielpolgenerators mit einer Polzahl, die leistungsabhängig ist, verwirklicht. Innerhalb eines Stators , 6, der mit den für den Generatorbetrieb bekannten Spulen mit den erforderlichen Statorwicklungen 6.1; 6.2; 6.3 versehen ist, ist ein speziell ausgebildeter elektrodynamischer Rotor 7, der die Spulen mit den Rotorwicklungen 7:1; 7.2; 7.3 aufnimmt, drehbar angeordnet. Mit dem elektrodynamischen Rotor 7 sind zur Aufnahme der Flügelblätter 3 Flügelarme 3.1 verbunden. Der Rotor 7 ist mit einer Konverterachse 8 fest verbunden und diese ist über mindestens zwei Lager Ll und L2 im Kpnvertergehäuse 5 fliegend gelagert, wobei die Lager L1 und L2 in einer Lagerhülse 5.1, die mit dem Konvertergehäuse fest verbünden ist; angeordnet sind. Die im Konvertergehäuse 5 mittig angeordnete 5.1 dient der Lagerung der Konverterachse 8, durch die eine zentrale Stellstange 9 zur Beaufschlagung der Flügelarme 3.1 mit einer Stellkraft geführt ist. Auf der Konverterachse 8 ist der elektrodynamische Rotor 7 des Generators angeordnet und die Flügelarme 3Λ sind in dieser Konverterachse 8 um ihre eigene Achse drehbar gelagert angeordnet. Die Bestätigung einer zentralen Stellstange 9 für die Verstellung der Flügelarme 3.1 wird über ein Gewindestangengetriebe bewirkt. Dabei wird die Stellstange 9 axial bewegt, und diese Bewegung wird über Gelenke 9.1 und 9.2 und Stellstangen 9.3 in eine Drehbewegung für die Verstellung der Flügelarme 3.1 umgesetzt. Damit wird der Anstellwinkel der Rotorflügel 3 verändert. Zur Übertragung der Stellkraft ist eine Stellkupplung 10 vorgesehen, die über eine axial verstellbare und radial hemmungslose Verbindungsstelle 10.1 mit der zentralen Stellstange 9 in schlüssiger Verbindung steht. Je nach Drehrichtung des Motors 10.3 wird über die als Gewindestück ausgebildete Stellkupplung ^O und eine Gewindestange 10.2 die zentrale Stellstange 9 hin-oder herbewegt. In Fig. 5 ist in einem Teilschnitt die Konverterachse 8 mit dem Rotor 7 und einem Flügelarm 3.1 dargestellt. In dieser Ausführung sind koaxial zur Konverterachse 8 drei einphasige Rotorwicklungen 7.1; 7.2; 7.3 um P/3 Polabstand gegeneinander versetzt in einem Rotor 7 angeordnet. In Fig. 5 ist die radiale Anordnung der Nuten und Pole zu Fig. 3 umAn inventive gearless wind energy converter 1 is arranged on a mast construction 2. This consists of a rotor blades .3, which are attached to wing arms 3.1, equipped aerodynamic rotor 7, a stator 6 and a wind energy converter 1, wherein the stator 6 with a stator 4.1, the aerodynamic rotor 7 with a rotor trim 4.2 and the Windernergiekonverter 1 are enclosed with a converter housing 5. Between the stator 4.1 and the lining 4.2 of the aerodynamic rotor 7 is the converter housing 5, which receives the stator 6 positively and is provided with cooling plates 5.2, embedded. The art is the construction of a generator for energy conversion of mechanical power into an electrical power known in principle. This consists in inducing a voltage in the windings of coils arranged in a stator, which surround the rotating magnetic field, by means of a roughening magnetic field generated under the expense of a mechanical power. In the wind energy converter 1 designed according to the invention, this principle is realized by means of a multi-pole generator having a pole number which is power-dependent. Within a stator, 6, with the required for the generator operation coils with the required stator windings 6.1; 6.2; 6.3 is provided, is a specially designed electrodynamic rotor 7, the coils with the rotor windings 7: 1; 7.2; 7.3 receives, rotatably arranged. 3 wing arms 3.1 are connected to the electrodynamic rotor 7 for receiving the blades. The rotor 7 is fixedly connected to a converter axis 8 and this is cantilevered over at least two bearings Ll and L2 in the Kpnvertergehäuse 5, wherein the bearings L1 and L2 in a bearing sleeve 5.1, which is firmly ally with the converter housing; are arranged. The centrally arranged in the converter housing 5 5.1 serves to support the converter axis 8, through which a central control rod 9 is guided to act on the wing arms 3.1 with a force. On the converter axis 8 of the electrodynamic rotor 7 of the generator is arranged and the wing arms 3Λ are arranged rotatably mounted in this converter axis 8 about its own axis. The confirmation of a central control rod 9 for the adjustment of the wing arms 3.1 is effected via a threaded rod gear. In this case, the adjusting rod 9 is moved axially, and this movement is implemented via joints 9.1 and 9.2 and adjusting rods 9.3 in a rotary motion for the adjustment of the wing arms 3.1. Thus, the angle of attack of the rotor blades 3 is changed. To transmit the actuating force, an actuating clutch 10 is provided, which is connected via an axially adjustable and radially unrestrained connection point 10.1 with the central control rod 9 in a positive connection. Depending on the direction of rotation of the motor 10.3, the central actuating rod 9 is moved back and forth via the adjusting coupling formed as a threaded part O and a threaded rod 10.2. In Fig. 5, the converter axis 8 is shown with the rotor 7 and a wing arm 3.1 in a partial section. In this embodiment, coaxial with the converter axis 8 three single-phase rotor windings 7.1; 7.2; 7.3 offset by P / 3 pole distance from each other in a rotor 7. In Fig. 5, the radial arrangement of the grooves and poles to Fig. 3 in order

verdreht dargestellt. Diese Anordnung hat mehrere Vorteile gegenüber bekannter Technik. Die Erregung von den Rotorwicklungen 7.1; 7.2 und 7.3 kann unabhängig voneinander geschaltet und geregelt werden und diese Ausführung gestattet in weiten Grenzen eine Leistungsanpassung. DerDurchmesser des Generators kann bei gleicher Polzahl und Leistung und beispielsweiser dreiphasiger Ausführung durch die Aufreihung der Rotorwicklungen 7.1; 7.2; 7.3 sehr klein gehalten werden. Es können auch 4 und mehr Rotorwicklungen in einem Rotor 7 um einen entsprechenden Polversatz, der der Anzahl der Rotorwicklungen entspricht, versetzt angeordnet werden.shown twisted. This arrangement has several advantages over known technology. The excitation from the rotor windings 7.1; 7.2 and 7.3 can be switched and controlled independently of each other and this design allows within wide limits a power adjustment. The diameter of the generator, with the same number of poles and power and, for example, three-phase design by the array of rotor windings 7.1; 7.2; 7.3 be kept very small. Also, 4 and more rotor windings in a rotor 7 may be staggered by a corresponding pole offset corresponding to the number of rotor windings.

Für das Stillsetzen ist nach Fig. 3 eine Bremseinrichtung 11 vorgesehen. Sie ist im Konvertergehäuse 5 über Führungen 11.5 gehemmt radial eingepasst und besteht aus der Bremsscheibe 11.1 mit Bremsbelag 11.2: permanenten. Magneten 11.3 und Steuerspulen 11.4, wobei letztere im Wirkbereich der Bremsscheibe 11.1 um die Konverterachse 8 verteilt sind. In Fig. 6 ist der Luftspalt b der Generatorteile 6 und 7 konisch ausgeführt. Durch axiale Verschiebung des Rotors gegenüber dem Stator,, wird eine Bremseinrichtung von hoher Wirksamkeit realisiert. Diese Einrichtung gestattet auch eine Leistungsänderung mit Hilfe der Luftspaltänderung b. Wird der Luftspalt gegen 0 verändert, tritt Zwangsbremsung ein. Der Stator 6.1 ist segmentartig ausgeführt bzw. besteht aus mehreren Segmenten. . .For stopping, a braking device 11 is provided according to FIG. It is in the converter housing 5 via guides 11.5 inhibited radially fitted and consists of the brake disc 11.1 with brake pad 11.2: permanent. Magnets 11.3 and 11.4 control coils, the latter being distributed around the converter axis 8 in the effective range of the brake disk 11.1. In Fig. 6, the air gap b of the generator parts 6 and 7 is conical. By axial displacement of the rotor relative to the stator ,, a braking device of high efficiency is realized. This device also allows a power change by means of the air gap change b. If the air gap is changed to 0, emergency braking occurs. The stator 6.1 is executed segment-like or consists of several segments. , ,

Claims (13)

I. Getriebeloser Windenergiekonverter mit einem auf einem Mast oder Turm angeordneten Elektroenergiegenerator und mit verstellbaren Rotorblättern, wobei diese mit dem rotierenden Teil des Elektroenergiegenerators verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroenergiegenerator als ein Vielpolgenerator mit einer leistungsabhängigen Anzahl von Polen . versehen ausgebildet ist und ein elektrodynamischer Rotor (7) des Vielpolgenerators mit einem aerodynamischen Rotor, der Rotorblätter (3) trägt, auf einer gemeinsamen Konverterachse (8) angeordnet ist. , . ,I. Gearless wind energy converter with an arranged on a mast or tower electric energy generator and with adjustable rotor blades, which are connected to the rotating part of the electric energy generator, characterized in that the electric energy generator as a Vielpolgenerator with a power-dependent number of poles. is formed and an electrodynamic rotor (7) of the Vielpolgenerators with an aerodynamic rotor, the rotor blades (3) carries, on a common converter axis (8) is arranged. ,. . 2: Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vielpolgenerator einen elektrodynamischen Rotor (7) aufweist, der mit einer Anzahl von 6 bis 1000 Polen versehen ist.2: gearless wind energy converter according to claim 1, characterized in that the Vielpolgenerator has an electrodynamic rotor (7) which is provided with a number of 6 to 1000 poles. 3. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vielpolgenerator für kleine Leistungen einen elektrodynamischen Rotor (7) mit von 6 bis 30 Polen, für mittlere Leistungen einen mit 30 bis 100 Polen und für größe Leistungen einen mit 100 bis 1000 Polen aufweist.3. Gearless wind energy converter according to claim 1 or 2, characterized in that the Vielpolgenerator for small power an electrodynamic rotor (7) with from 6 to 30 poles, for medium power one with 30 to 100 poles and for large power with a 100 to 1000th Poland has. 4. Getriebeloser Windenergiekonverter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, ' dass in der Konverterachse (8) eine der Übertragung von Verstellmomenten für die Rotorblätter dienende Stellstange (9) vorgesehen ist.4. gearless wind energy converter according to one of claims 1-3, characterized in 'that in the converter axis (8) serving for the transmission of adjusting moments for the rotor blades actuating rod (9) is provided. 5. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellstange (9) über ein aus Gelenken (9.1; 9.2) und aus Stellstange (9.3) bestehendes kinema tisches Getriebe mit den die Rotorblättertragenden Flügelarmen (3.1) verbunden ist.5. gearless wind energy converter according to claim 4, characterized in that the adjusting rod (9) via a joints (9.1, 9.2) and from control rod (9.3) existing kinematic gearbox with the rotor blade-carrying wing arms (3.1) is connected. 6. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellstange (9) mit einem dieselbe antreibenden elektrischen Stellmotor (.10.3) verbünden ist.6. gearless wind energy converter according to claim 4 or 5, characterized in that the control rod (9) with a same driving electric servomotor (.10.3) is ally. 7. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch T₁dadurch gekennzeichnet, dass dem, Vielpolgenerator des Windenergiekonverters eine die Spannung und Frequenz steuernde Fest körperelektrpnik zugeordnet ist.7. gearless wind energy converter according to claim T _1, characterized in that the multipole generator of the wind energy converter is assigned a voltage and frequency controlling solid bodyelektrpnik. 8. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf die Konverterachse (8) wirkende Bremseinrichtung (11), die mit Permanent-Magneten ausgestattet ist, vorgesehen ist.8. gearless wind energy converter according to claim 1, characterized in that on the converter axis (8) acting braking device (11) which is equipped with permanent magnets, is provided. 9. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konverterachse (8) waagerecht gegenüber der senkrecht stehenden Achse der Mastkonstruktion/ Turrrj (2) auf der Turmspitze derselben schwenkbar windrichtungsabhängig angeordnet ist. .9. gearless wind energy converter according to claim 1, characterized in that the converter axis (8) horizontally relative to the vertical axis of the mast construction / Turrrj (2) on the spire of the same is arranged depending on the direction of wind direction. , 10. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Mastkonstruktion (2) angeordnete Windenergiekonverter, bestehend aus dem elektrodynamischen Rotoir (7) des Vielpolgenerators und dem Rotorblätter (3) tragenden aerodynamischen Rotor, der mit dem elektrodynamischen Rotor (7) eine Baueinheit bildet, mit einer Statorverkleidung (4.1), einer Rotorverkleidung (4.2) und mit einem Konvertergehäuse (5) umschlossen ist. ,10. gearless wind energy converter according to claim 1, characterized in that on the mast construction (2) arranged wind energy converter, consisting of the electrodynamic Rotoir (7) of the Vielpolgenerators and the rotor blades (3) carrying the aerodynamic rotor which is connected to the electrodynamic rotor (7) forms a structural unit, with a stator cover (4.1), a rotor cover (4.2) and with a converter housing (5) is enclosed. . I1. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (6) von dem Konvertergehäuse (5) umschlossen ist, wobei dieses mit dem Stator (6) formschlüssigI1. Gearless wind energy converter according to claim 1, characterized in that the stator (6) of the converter housing (5) is enclosed, wherein this with the stator (6) form fit • verbünden ist. .• ally. , 12. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch (1), 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Konvertergehäuse (5) mit Kühlblechen 5.2 versehen ist.12. gearless wind energy converter according to claim (1), 10 or 11, characterized in that the converter housing (5) is provided with cooling plates 5.2. 13. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der elektrodynamische Rotor (7) aus einer mit der Konverterachse (8) verbundenen Nabe, aus einem, mindestens eine Erregerwicklung (7.1) tragenden und koaxial zu der Konverterachse (8) angeordneten Radkranz und aus einem, die Nabe und den Radkranz verbindenden scheibenförmigen Teil besteht, wobei die Erregerwicklung (7.1) statorseitig im Radkranz angeordnet ist.13. Gearless wind energy converter according to claim 1; characterized in that the electrodynamic rotor (7) consists of a hub connected to the converter axis (8), of a, at least one excitation winding (7.1) bearing and coaxial with the converter axis (8) arranged wheel rim and one, the hub and the rim connecting disc-shaped part, wherein the field winding (7.1) is arranged on the stator side in the wheel rim. 14. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrodynamische Rotor (7) statorseitig mit mehreren Erregerwicklungen (7.1; 7.2; 7.3) versehen ist, wobei diese in dem statorseitig als ringförmigen Teil ausgebildeten Radkranz des elektrodynamischen Rotors (7) angeordnet sind.14. Gearless wind energy converter according to claim 13, characterized in that the electrodynamic rotor (7) is provided on the stator side with a plurality of excitation windings (7.1, 7.2, 7.3), wherein these are arranged in the stator ring formed as an annular part of the electrodynamic rotor (7) , 15. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die statorseitig angeordneten Erregerwicklungen (7.1; 7.2; 7.3) koaxial mit gleichem Achsabstand zur Konverterachse (8) parallel zu einander vorgesehen sind und der Anzahl der Erregerwicklungen (7.1; 7.2; 7.3) korrespondierend eine entsprechende Anzahl von Statorwicklungen (6.1; 6.2; 6.3) vorgesehen sind. : , '.. 15. Gearless wind energy converter according to claim 13, characterized in that the stator-side arranged field windings (7.1, 7.2, 7.3) are provided coaxially with the same center distance to the converter axis (8) parallel to each other and correspond to the number of field windings (7.1, 7.2, 7.3) a corresponding number of stator windings (6.1, 6.2, 6.3) are provided. :, '.. 16. Getriebeloser Windenergiekonverter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe des elektrodynamischen Rotors (7) gegenüber der Konverterachse (8) einen sich axial erstreckenden Flansch aufweist, der einseitig mit dem scheibenförmigen Teil des elektrodyna mischen Rotors (7) verbunden ist und andererseits für die Aufnahmen der Rotorblätterachsen (3.1) ausgebildet ist. , . · .,..-.16. gearless wind energy converter according to claim 13, characterized in that the hub of the electrodynamic rotor (7) relative to the converter axis (8) has an axially extending flange which is connected on one side with the disc-shaped part of the elektrodyna mixing rotor (7) and on the other is designed for the recordings of the rotor blade axes (3.1). ,. ·., ..-.