CN101247070B - 用于由风轮机驱动的超导发电机的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种发电机(22)，它包括一可连接的环形电枢(24)，以与风轮机(10)的叶片(18)一起旋转；一环形固定的励磁线圈组件(26)，其与电枢同轴并通过一间隙与电枢的内表面隔离开，其中励磁线圈包括超导体线圈(68)和可连接到风轮机的塔架(12)的上部区域上的支撑结构。

Description

用于由风轮机驱动的超导发电机的方法和设备
技术领域
本发明涉及发电机，并特别涉及风轮机和超导发电机。
背景技术
由风轮机的叶片驱动的直接驱动发电机是高效的并且由于从涡轮叶片到发电机的扭矩传输使损失减少到最小。在风力涡轮机塔架上直接驱动的传统发电机通常具有三(3)兆瓦(MW)或更少的功率。
传统的直接驱动发电机典型地具有低转矩密度，并且因为3MW以上额定功率的风力涡轮机塔架变得太重。具有3MW以上额定功率的重型发电机已经被用于带有间接传动装置的风力涡轮机塔架中，所述间接传动装置通常包括变速箱和供紧凑的高速发电机用的轴。变速箱往往不可靠并且不适用于风力涡轮机塔架使用中的长使用期限。
存在长久的需求，用于风轮机的直接驱动的发电机能够产生数兆瓦(MW)的电功率，例如，10MW。所需要的发电机应该非常可靠，并且具有适当尺寸和重量以考虑到经济的运送和在风轮机塔架上的安装。
发明内容
本发明提出一种发电机，该发电机包括：一个可连接的与风轮机的旋转部件一起旋转的环形电枢；一个与所述电枢同轴的并且通过一间隙与所述电枢分离开的不旋转环形励磁线圈，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；以及一个用于所述励磁线圈并可连接到风轮机的塔架的上部的不旋转支承装置。
本发明提供一种用于风轮机的发电机，该发电机包括：一个由风轮机直接驱动的并且与风轮机的旋转部件一起旋转的环形电枢；一个与所述电枢同轴的并且通过一间隙与所述电枢的内表面分离开的环形励磁线圈，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；以及至少一个安装在比所述励磁线圈更高的高度上的再冷凝器。
本发明提供一种用于产生电能的方法，所述方法包括：在发电机中的不旋转的环形励磁线圈中产生一磁场，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁并将所述发电机安装在用于风轮机的塔架的上部分上；从所述风轮机上施加扭矩以转动发电机的电枢，其中所述电枢与超导励磁绕组同轴并且电磁耦合；通过电枢围绕固定的磁场绕组的转动在电枢中产生电流；将电流从旋转电枢传输到功率变换装置中；使用冷却液将超导体线圈磁铁冷却到超导状态，当所述冷却液冷却线圈时使其至少部分汽化，并且在发电机之上的再冷凝器中冷凝被汽化的冷却液，其中被冷凝的冷却液通过重力流到超导体线圈磁铁。
附图说明
图1是具有直接驱动发电机的风轮机，该发电机带有超导的电磁部件；
图2是图示直接驱动的发电机的横截面的示意图，该发电机具有一环形的旋转电枢和一由该电枢围绕的静止的超导励磁线圈(或励磁绕组)；
图3是图示用于超导励磁绕组的低温恒温器的横截面的示意图；
图4是一壳环的透视图，该壳环支承着超导励磁绕组的线圈磁铁；
图5是发电机和用于风轮机的轮毂的后部和侧面透视图；以及
图6是导流罩、发电机和用于风轮机的轮毂的部分剖视图。
具体实施方式
超导交流电(AC)发电机已经发展到具有一个静止(或固定)的磁场绕组和一个由风轮机或涡轮机(一起称为“风轮机”)直接驱动的旋转电枢。超导交流发电机可以安装在风力涡轮机塔架的上部并且直接联接到风轮机的旋转部件上，例如叶片上。直接驱动的发电机有足够轻的重量，以被安装在传统的风力涡轮机塔架的顶部并联接到传统的旋转风轮机叶片上。
超导发电机提供了高转矩密度，其允许发电机变轻，尽管增加的部件需要冷却并且需要将超导体线圈从野外风场中隔离。静止的磁场绕组包括一系列被冷却到冷凝温度的跑道状超导体线圈。旋转电枢和铁轭(备选的)被直接连接到风轮机上并由风轮机转动。一集电器在静止的定子中将由旋转电枢产生的三相电流传输到经过风轮机的框架向下延伸的导体上。
图1是风轮机10的前视图，该风轮机包括锚固在地面上的塔架12。一个超导发电机装放在导流罩14的内部，该导流罩安装在塔架的顶部。该导流罩可以围绕塔架的轴转动，以使涡轮叶片18相对于风向对准。叶片从轮毂20向外成放射状伸展。叶片18一般面对着风并且借助于风的能量来转动。发电机装放在导流罩14的内部并且由轮毂20和叶片18直接驱动。叶片和轮毂的旋转直接驱动发电机的电枢。
塔架12的高度可以为20到100米之间，顶部直径可以为一到两(1到2)米并且地面基座的直径为四(4)米。塔架可以由成锥形的管状钢件制造，但是也可以由格状结构或由混凝土段制成。长度各为10-45米的涡轮叶片18围绕轮毂20等距离间隔开。当叶片由合适的材料制成时，它们一般由玻璃纤维加强的塑料或环氧树脂形成。取决于不同节距的齿轮箱是否被包括在轮毂中，叶片可具有固定节距或可变节距。塔架和叶片和它们组合的尺寸不在本申请的范围内并且对于用于发电的大型风轮机领域的技术人员是公知的。
图2是图示直接驱动发电机22的横截面的示意图，该发电机具有一环形的旋转电枢24和由所述电枢围绕的静止的超导励磁线圈组件26。旋转电枢24是一围绕励磁线圈组件26的外部环形件(或环形圈)。电枢通常形成有并可包括导电绕组27，例如线圈或棒条，其沿电枢的长度纵向配置并配置在电枢的内圆柱面上。举例来说，电枢绕组的纵向各段的长度可以为29到30英寸，厚度为4到5英寸且内径在135到136英寸之间。线圈或棒条可以通过导电的端部转向部分28在它们相对的端部彼此相互连接。纵向线圈或棒条之间的端部转向部分的连接取决于它们的数量和配置，以及在电枢绕组中产生的电力相位。电枢绕组的内部圆柱面通过一狭窄的大约为1-2英寸的空气隙与静止的励磁线圈组件间隔开。
电枢24包括支撑线圈和棒条27的圆柱形轭架(或轭状物)30。轭架30的外表面固定到随电枢旋转的圆柱形外壳32上。外壳32的直径可以是例如在147到148英寸之间并且具有58英寸的长度。外壳配装到支撑外壳和电枢24的圆盘34上。该圆盘在其中心处具有一圆孔，该圆孔安装有环形支架36上，风轮机的轮毂20的环形基座38装接到该环形支架上。支架36和基座38可以通过按围绕支架和底座的环形阵列配置的螺栓固定在一起。圆盘34可以具有用于减轻重量的开口和孔35。
支架36安装在转动的圆柱形支撑管40的一端上，该支撑管向电枢绕组的内部成放射状的。加强环37固定到支架36和支撑管40之间的内侧角部上。支撑管40的直径例如可以是62到63英寸之间。在支撑管40的外表面上，集流环组件41设有用于由发电机产生的交流电的每一相位的触点和接地(线)。图2中所示的集流环的四个环触点适合于带有接地(线)的三相交流发电。集流环电联接到旋转电枢24的绕组上。集流环41随支撑管40旋转。一个固定连接，例如碳刷(未示出)将电流从集流环和电枢传导到线导体上，所述线导体向塔架下面延伸并且联接到公用电力网、工厂或其他的电力负载上。
一对朝向支撑管40的相对端布置的环形轴承42可转动地将支撑管40支承在固定基底管44上，该固定基底管装接于由导流罩的底板支撑的安装件47上。环形支架46可以将安装件47装接到用于基座管的支架45上。用螺栓将支架45、46固定在一起。
该对轴承42可以是相同类型的。另一种方案，靠近轮毂20的环形轴承42可以具有比靠近塔架的环形轴承42更长的长度，例如长15到16英寸，环形轴承的长度可以是8英寸。靠近轮毂的轴承42更长一些，是因为其更直接地承受轮毂和叶片和风的向下的作用力，这可以是500,000磅的作用力，并且承受来自轮毂、叶片和风的弯曲力矩，该弯曲力矩在基座38和支架36上可以是127×106英寸-磅。
支撑管40沿其长度可具有恒定的厚度。另一种方案，基座管44可以在靠近塔架处厚一些，例如两英寸，而在靠近轮毂处薄一些，例如一英寸。基座管可以台阶或锥形方式减小厚度。厚度上的减少降低了管的重量。类似的重量减少的结构(或特点)可以包括在外壳32的圆盘34上切去部分或打孔、采用轻质材料，例如复合材料等等。
盘式制动器48卡住外壳32的一端上的环形唇部50。如果风变得过大且叶片转动得太快，则制动器可以减慢或停止叶片的转动。薄而轻质的角板52从圆盘34延伸到支撑管40上。这些角板在结构上加强圆盘34。
基座管44支撑一励磁线圈支承圆盘54，在所述励磁线圈支承圆盘上安装着固定的励磁线圈(组件)26。圆盘可以具有切去部分或孔55以减轻重量。圆盘54装接到容纳励磁线圈(组件)26的超导体线圈的低温恒温器外壳56的一端上。外壳56和其冷却部件形成了一个冷却励磁线圈组件的超导体线圈的低温恒温器。用于低温恒温器56的外壳的截面可以是环形的、矩形的，其外径在134到135英寸之间，并且长度为49英寸。外壳56及发电机和风轮机的其他部件的尺寸属于设计选择的问题，并且可以根据风轮机的结构而变化。
低温恒温器56使超导体线圈隔热，以便它们可以被冷却到接近绝对零度，例如，冷却到10开氏温度(K)并且优选冷却到4K。为了冷却绕组，外壳56包括绝缘导管58以容纳液态氦(HE)或其他类似的低温冷却液(称为冷冻剂)。传统的两级再冷凝器60可安装在导流罩的上部区域、安装在导流罩的顶部或安装在塔架的顶部上，并且利用重力自流在励磁线圈上面供给冷冻剂，例如液态氦。冷冻剂围绕励磁线圈的超导体线圈磁铁流动并且将线圈的磁铁冷却到达到超导状态。当氦至少部分汽化时，线圈被冷却到例如4K。氦蒸汽经过其中一个导管58流入到再冷凝器60中，在其中氦被冷却、液化并且通过导管58返回到线圈磁铁。用于超导体线圈的电源线(或电导体)还通过带有用于氦的绝缘导管的外壳56。
第二再冷凝器64向用于励磁线圈(组件)的外壳56的内部隔热罩70提供第二冷却液，例如液态氮或氖。第二冷却液将用于超导磁铁的隔热罩70冷却到大约30K到80K。通过减少由氦吸收的热辐射来冷却隔热罩，帮助过度冷却超导绕组。第二再冷凝器64容纳来自隔热罩70的气化的液态氮或氖、液化所述氮或氖，并且通过绝缘导管66将液氮或氖供应到隔热罩。第二再冷凝器在重力自流(或自流输送)状态下提供液态的氖或氮并且被安装在比外壳56更高的塔架部位上。
由轮毂20施加转矩以使电枢24围绕励磁线圈组件26转动。旋转的支承圆盘34将转矩从轮毂传递到电枢上。由于电磁力(EMF)的耦合，通过电枢向励磁线圈组件施加转矩。施加到励磁线圈(组件)上的转矩由励磁线圈外壳56传递到固定的支承圆盘54上并传递到塔架12的安装件47上。
图3是图示用于超导体线圈68的低温恒温器的横截面的示意图。所述外壳的内部被排空并且其形成围绕隔热罩70的一隔热真空(装置)。第一转矩管72将隔热罩70悬置在低温恒温器外壳56的排空的腔中。转矩管72安装到外壳内部的环形凸缘74上。所述凸缘将转矩管从外壳56的内壁上提升起来。位于转矩管72的相对端上的另一个环形凸缘76将隔热罩70从转矩管上提升起来，并且将隔热罩确定在外壳56内部的中心位置。转矩管72还将来自隔热罩70的转矩传递到外壳56上，并且对低温隔热罩提供与环境温度的外壳56的隔热。隔热罩70由轻质铝制成。
悬置在隔热罩70中的是一环形壳体71。隔热罩70具有一个利用液氮或氖冷却的凸缘以便将壳体71与热辐射换热器(或换热装置)热隔离。从第二再冷凝器64向隔热罩70供应液态氖或氮，其被提升到外壳56的上面。导管66向隔热罩提供用于液态氖或氮的重力自流留置权并向再冷凝器提供蒸汽返回留置权。液态氖或氮在装接于隔热罩的一个凸缘上的管道中循环。当液态氖或氮冷却隔热罩时，液体被汽化并且随后返回到再冷凝器中。蒸气在再冷凝器中被冷凝，并且随后反馈到隔热罩70。
第二转矩管80由隔热罩70的内壁上的凸缘76支承在一个端部上。凸缘76可以延伸到腔室70的内部或可以包括两个凸缘(一个在隔热罩的内部且另一个在隔热罩的外部)。这些凸缘可以由绝缘材料形成。第二转矩管80将环形壳体71与隔热罩热隔离开来并将环形壳体71由隔热罩悬置。第二转矩管80将转矩从线圈传递到第一转矩管72上。第一和第二转矩管两者都可以由钛合金形成。
用于超导体线圈68的绝缘导管58、66和电源电缆(未示出)通过外壳56中的密封孔、隔热罩70，第一导管58到达用于超导体线圈的壳体71。外壳、隔热罩和壳体提供一隔热的和冷却的环境，在所述环境内部，超导体线圈可以被冷却到深冷温度，例如4开氏温度。配置在相反方向上的转矩管用热的方法和用机械方法将绕组和其壳体与周围环境隔离开。
图4是壳体71的透视图，其形成一保持线圈磁铁68与液态氦接触的容器。壳体71可以由轻质铝形成。所述壳体的截面可以是环形的和矩形的。壳体的弯曲度与环状腔室70的弯曲度相符。所述壳体可以包括环形阵列的中空凹入部83，所述凹入部中每一个容纳跑道形状的线圈68和一定量的液态氦。支承支架82座放在所述凹入部中并位于各线圈磁铁的上面。所述支承支架与线圈相符并且将线圈固定到壳体的凹入部83中。支承支架允许冷却液流过超导体线圈。用于超导体线圈的冷却液通道是传统的和公知的，如用于磁共振成像(MRI)装置的超导体线圈磁铁所使用的。
盖状柱形壳84密封壳体71的中空的中心。壳体71、隔热罩70和外壳56比较薄，以便励磁线圈(组件)可以被定位在电枢24的旋转绕组附近。在所公开的实施例中，超导励磁绕组(组件)可在电枢绕组的两到四英寸内，所述超导励磁绕组可以具有大约2-3英寸的厚度。
每个超导体线圈68可以是一组以跑道形状形成的金属线。线圈以罐装形成以保持跑道形状。每个跑道可以具有例如长29到30英寸和宽10英寸的两个平行断面的纵截面。
每个超导体线圈68支承在壳体70中的凹入部83中，并且通过氦浴冷却到深冷温度。超导体线圈68并排地以绕壳体伸展的环形阵列配置。例如，三十六(36)个线圈可以形成励磁线圈(组件)的环形阵列，其起用于发电机的定子励磁绕组(或定子励磁绕组)的作用。超导体线圈68每个可以由以围绕跑道形式的螺旋形式包绕的金属线(NBTI)形成，其可以包括用于氦的冷却导管。
图5是发电机22的后部和侧面的放大视图和其与轮毂20的连接关系。该轮毂具有用于叶片的孔90。叶片的根部具有一圆柱形安装件(或安装部)，所述安装件配装在孔的边沿上。叶片可固定到鼻状部上或设有用于叶片安装到轮毂上的可变节距安装(件)的齿轮，以将。轮毂20包括一安装到发电机22的凸缘36上的基座38。一环形阵列的螺栓可以延伸经过底座上的狭槽，以将轮毂固定到凸缘36上。
图6是装放在导流罩14中并直接连接到风轮机的轮毂20上的发电机22的局部剖面透视图。支撑管40直接连接到该轮毂上。支撑管还支承带有电枢绕组27、28和轭架30的电枢。电枢绕组与超导体线圈磁铁68同轴并且围绕该超导体线圈磁铁68转动。这些线圈磁铁被封装在壳体71中并且容纳通过冷却液通道83的致冷剂。壳体71被支承在固定到基座管44上的低温恒温器外壳56上。安装件47将基座管44支承在导流罩14内。
假如再冷凝器中的致冷剂冷却液至少一部分被提升到超导励磁绕组的上面以为致冷剂的重力自流到绕组中作准备，致冷剂再冷凝器60、64可以装放在导流罩中。另一种方案，再冷凝器60、64可以安装在导流罩的顶部上。
如上所述，带有超导励磁绕组和外部电枢的发电机将具有高转矩密度并具有相对轻的重量。该发电机可以获得10MW或更多的输出功率，并且重量轻以配装在风轮机的塔架的顶端上。发电机直接由风轮机的叶片来驱动。来自电枢的10MW或更多的电力通过集流环传送并传递到一电导线中，所述电导线向塔架下面延伸并且将电力传送到塔架的底座上的电联接器(耦合器)。电联接器可以连接到公用电力网、建筑物、工厂或住宅中的电力负载或其他电负载上。
当已经结合当前考虑的最实用的和优选的实施例来描述本发明时，很清楚，本发明不限于所公开的实施例，相反，其试图覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种改进和同等的配置。
附图标记    说明
11          风轮机
12          塔架
14          导流罩
18          涡轮叶片
20          头锥体(或整流罩)
22          发电机
24          电枢
26          励磁线圈组件
28          电枢线圈棒条的端部转向部分
30          电枢的环形基座
32          导流罩的外壳
34          圆盘
36          用于导流罩的支架
38          头锥体(或整流罩)的基座
40          支撑管
41          集流环触点
42          轴承
44          圆柱形基座
45          支架
46          颈部上的凸缘
47          用于基座管的安装件
48          制动器
50          外壳上的唇部
52          角板
54          励磁线圈的支持圆盘
56          用于励磁线圈的外壳
58          绝缘导管
60          第一再冷凝器
64          第二再冷凝器
66          绝缘导管
69          外壳中的真空腔室
68          励磁线圈
72          转矩管
74          环形凸缘
76          环形凸缘
78          用于励磁线圈的壳体
80          第二转矩管
82          支承支架
83          壳体的凹入部
84          用于壳体的盖板
90          在头锥体(或整流罩)中用于叶片的孔

Claims (19)

1.一种发电机，它包括：
环形电枢，所述环形电枢可连接成与风轮机的旋转部件一起转动；
不旋转的环形励磁线圈，所述环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；和
用于所述励磁线圈的不旋转的支承装置；
所述不旋转的支承装置包括用于所述励磁线圈的隔热的环形外壳，其中所述外壳通过固定基底管(44)安装到固定到塔架(12)上的安装件(47)上，在所述塔架上安装有所述风轮机的所述旋转部件；以及
至少一个安装在所述励磁线圈阵列之上的再冷凝器。
2.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述环形励磁线圈径向上位于所述间隙和所述电枢内部。
3.一种发电机，它包括：
环形电枢，所述环形电枢可连接成与风轮机的旋转部件一起转动；
不旋转的环形励磁线圈，所述不旋转的环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；和
用于所述励磁线圈的不旋转的支持装置，且所述不旋转的支持装置可连接到所述风轮机的塔架的上部区域上，其中，所述不旋转的支持装置包括用于励磁线圈的隔热环形外壳，且所述隔热环形外壳通过转矩管(72)安装到基座上。
4.一种发电机，它包括：
环形电枢，所述环形电枢可连接成与风轮机的旋转部件一起转动；
不旋转的环形励磁线圈，所述不旋转的环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；和
用于所述励磁线圈的不旋转的支持装置，且所述不旋转的支持装置可连接到所述风轮机的塔架的上部区域上，其中，所述不旋转的支持装置包括用于线圈磁铁阵列的隔热外壳、通过转矩管悬置在所述外壳的排空内部中的环状腔室，且所述环状腔室包括封装所述线圈磁铁的环形壳体。
5.如权利要求4所述的发电机，其特征在于，其还包括盘式制动器(48)，所述盘式制动器(48)用于卡住外壳(32)的一端上的环形唇部(50)，以便当风变得过大且所述风轮机的叶片转动得太快时减慢或停止所述叶片的转动。
6.如权利要求4所述的发电机，其特征在于，其还包括用于超导体线圈磁铁的隔热导管(66)，所述超导体线圈磁铁延伸经过所述隔热外壳并向上延伸到安装在所述励磁线圈之上的再冷凝器(60、64)上。
7.一种用于安装在塔架上的风轮机(10)的发电机(22)，它包括：
环形电枢(24)，所述环形电枢由风轮机直接驱动并且与所述风轮机的旋转部件(18)一起转动；
不旋转的环形励磁线圈(26)，所述不旋转的环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过环形间隙与所述电枢分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁(68)；
用于所述励磁线圈的不旋转的支承装置；
所述不旋转的支承装置包括用于所述励磁线圈的隔热的环形外壳和通过转矩管(72)悬置在所述外壳的排空内部中的环状腔室(70)，所述环状腔室容纳包含所述线圈磁铁的环形壳体(71)，其中所述外壳通过固定基底管(44)安装到固定到塔架(12)上的安装件(47)上，在所述塔架上安装有所述风轮机的所述旋转部件；和
至少一个再冷凝器(60、64)，所述再冷凝器安装在比所述励磁线圈更高的位置处。
8.如权利要求7所述的用于风轮机的发电机，其特征在于，所述发电机安装在所述塔架的顶部。
9.如权利要求7所述的发电机，其特征在于，所述线圈磁铁布置在跑道形状的超导体线圈磁铁的环形阵列中。
10.如权利要求7所述的发电机，其特征在于，所述励磁线圈径向上位于所述电枢内部。
11.一种用于风轮机的发电机，它包括：
环形电枢，所述环形电枢由风轮机直接驱动并且与所述风轮机的旋转部件一起转动；
环形励磁线圈，所述环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢的内表面分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；和
至少一个再冷凝器，所述再冷凝器安装在比所述励磁线圈更高的位置处；以及，
用于所述励磁线圈的隔热环形外壳，其中所述隔热环形外壳通过转矩管被安装在基座上。
12.如权利要求11所述的发电机，其特征在于，其还包括用于线圈磁铁的冷却流体的隔热导管(66)，所述隔热导管延伸经过所述隔热外壳并向上延伸到安装在所述励磁线圈之上的再冷凝器(60、64)。
13.一种用于风轮机的发电机，它包括：
环形电枢，所述环形电枢由风轮机直接驱动并且与所述风轮机的旋转部件一起转动；
环形励磁线圈，所述环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢的内表面分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；
至少一个再冷凝器，所述再冷凝器安装在比所述励磁线圈更高的位置处；以及
用于所述励磁线圈的隔热外壳、通过转矩管悬置在所述外壳的排空内部中的环状腔室，且所述环状腔室包含环形壳体，所述环形壳体具有励磁线圈和一定量的循环冷却剂以冷却所述励磁线圈的线圈磁铁。
14.一种用于风轮机的发电机，它包括：
环形电枢，所述环形电枢由风轮机直接驱动并且与所述风轮机的旋转部件一起转动；
不旋转的环形励磁线圈，所述不旋转的环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢的内表面分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；
所述不旋转的支承装置包括用于所述励磁线圈的隔热的环形外壳，其中所述外壳通过固定基底管(44)安装到固定到塔架(12)上的安装件(47)上，在所述塔架上安装有所述风轮机的所述旋转部件；
至少一个再冷凝器，所述再冷凝器安装在比所述励磁线圈更高的位置处；以及
盘式制动器(48)，所述盘式制动器(48)卡住外壳(32)的一端上的环形唇部(50)，以便当风变得过大且所述风轮机的叶片转动得太快时减慢或停止所述叶片的转动。
15.如权利要求14所述的发电机，其特征在于，所述环形励磁线圈径向上位于所述电枢内部。
16.一种发电机，它包括：
环形电枢；
环形励磁线圈，所述环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢的内表面分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；
所述环形电枢旋转且可连接成与风轮机的旋转部件一起旋转；
可连接到风轮机的塔架的上部区域的固定支承装置；
其中，所述环形励磁线圈是固定的且容纳和支承在所述固定支承装置中，其中，所述固定支承装置通过固定基底管(44)安装到固定到所述塔架(12)上的安装件(47)上，在所述塔架上安装有所述风轮机的所述旋转部件。
17.如权利要求16所述的发电机，其特征在于，所述电枢可连接成与所述风轮机的至少一个叶片一起旋转，且所述励磁线圈是固定的并连接到所述固定支承装置上。
18.一种发电机，它包括：
环形电枢，所述环形电枢可连接成与风轮机的旋转部件一起旋转；
不旋转的环形励磁线圈，所述不旋转的环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢分离开，其中所述励磁线圈包括座落于与所述电枢同轴的圆柱形壳体中的超导体线圈磁铁，使得每个超导体线圈磁铁处在与所述旋转部件的旋转轴线相距均匀的径向距离处，且其中所述环形励磁线圈、所述间隙和所述电枢相对于所述旋转轴线径向上对齐；以及
用于所述励磁线圈的不旋转的支持装置，所述不旋转的支持装置可连接到所述风轮机的塔架的上部区域上，其中，所述不旋转的支持装置包括用于线圈磁铁阵列的隔热外壳、通过转矩管悬置在所述外壳的排空内部中的环状腔室，且所述环状腔室包括封装所述线圈磁铁的环形壳体。
19.一种发电机，它包括：
环形电枢，所述环形电枢可连接成与风轮机的安装在塔架上的旋转部件一起转动；
不旋转的环形励磁线圈，所述不旋转的环形励磁线圈与所述电枢同轴并且通过间隙与所述电枢分离开，其中所述励磁线圈包括超导体线圈磁铁；和
用于所述励磁线圈的不旋转的支承装置；
所述不旋转的支承装置包括用于所述励磁线圈的隔热的环形外壳，其中所述外壳通过固定基底管(44)安装到固定支承装置上，所述固定支承装置连接到固定于所述塔架(12)的上部区域的基座上，其中所述固定支承装置将所述励磁线圈在第一固定位置悬置于所述基座之上；以及
至少一个安装在所述励磁线圈阵列之上的再冷凝器。
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