CN101447703B - 直接驱动发电机和风力涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直接驱动发电机和风力涡轮机。发电机包括具有至少一个用于发电的定子元件的定子，以及围绕发电机的中心轴线枢转并具有至少一个用于发电的转子元件的转子，发电机具有位于定子元件和转子元件之间的气隙，其中定子包括：前部和后部环形支承元件；以及连接到定子的前部和后部环形支承元件上的定子分段，其中定子的前部和后部环形支承元件和定子分段之间的结合部相对于发电机的中心轴线大致位于一个半径处，该半径小于定子元件和转子元件之间的气隙的半径。另外本发明涉及包括这种直接驱动发电机的风力涡轮机。

Description

直接驱动发电机和风力涡轮机
技术领域
本发明涉及一种直接驱动或直接被驱动发电机以及包括直接驱动发电机的风力涡轮机。
背景技术
考虑到风力涡轮机的驱动构造，总体上具有两种主要类型的风力涡轮机。第一种风力涡轮机是更加典型的风力涡轮机，包括布置在主轴和风力涡轮机的发电机之间的齿轮箱。第二种风力涡轮机是无齿轮类型，其中齿轮箱和传统发电机通过所谓的直接驱动或直接被驱动发电机的多极发电机代替。这种直接驱动发电机可制造成同步发电机，具有卷绕转子或连接在转子上的永磁体，或者它可设计成可选择类型的发电机。
直接被驱动发电机的共同之处在于它们的实际尺寸相对大。在多兆瓦直接驱动发电机的大约5m的典型气隙处，外直径是大约6m或甚至更大的级别。大的外直径使得直接驱动发电机的运输困难，并且直接驱动发电机的沉重静载荷涉及其它困难，例如涉及由于损坏而更换进行修理的问题。
其它难题出现在具有直接驱动发电机的风力涡轮机的通常构造中，其中直接驱动发电机配置在风力涡轮机转子和塔之间，以便产生紧凑的机器构造。在这种情况下，由于必须拆卸直接驱动发电机，需要拆卸整个风力涡轮机转子。
为了克服这些问题至少部分存在某些启示来划分发电机部件。
在WO98/20595A1中，披露用于转动电机的定子，包括定子芯和绕组。定子芯设置朝着转子向内径向延伸的定子齿。每个定子齿构造成轴向结合到定子齿侧面内的多个齿区段。由于定子可现场安装，定子齿侧面一起并排安装，部分使得转动电机部件到建造地点的运输更加容易。但是，这种构造需要定子壳体，因此具有相对大的外尺寸。
从US4594552中得知了分段定子的电枢绕组。分段定子具有通过至少两个周向隔开的分割线分开的带细槽芯以有助于分段定子的组装和拆卸。电枢绕组包括定子芯的细槽内的电枢线圈，定子芯连接成提供极并配置成提供在分割线处分开的多个电枢线圈。连接和脱离装置设置成在分段定子组装和拆卸时分别连接和脱离电枢线圈。但是这种构造还需要定子壳体，因此具有相对大的外尺寸。
US5844341描述一种通过例如风力涡轮机的低速装置驱动的发电机。发电机包括具有交替极性的多个永磁体的一个或多个转子环以及多个层压轭的同轴定子环，每个轭限定定位线圈的细槽。轭和细槽形成通过梁相对于转子环支承的模块。这种构造的缺陷在于这种具有通过气隙分开的单个极对的模块构造形式的机电性能会不太有利，并且单个定子模块的可能拆卸会涉及整个发电机必须现场打开，造成潮湿、污物等危险，并且如果定子模块必须在不利的方向上取出，这会很麻烦。
US6781276B1描述一种用于风力涡轮机的发电机，包括定子和转子。定子具有单独并可以单独和相互独立安装、修理和拆卸的多个定子模块。此发电机没有大于气隙直径的部分。但是即使没有大于气隙直径的部分，假设定子是单个部件，将被运输的最大元件还是具有相当的尺寸。在其完整形式下，定子安装有强力永磁体，并且在运输过程中需要通过非磁性层覆盖，例如具有一定厚度的木材或聚苯乙烯，同时转子的尺寸小于完整的发电机的尺寸，还是会有5m直径以及1.5m的长度，被运输的设备相当大。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种以如下方式最初描述的发电机，即特别简化了发电机到建造地点的运输。本发明的其它目的涉及包括各自发电机的风力涡轮机。
此目的通过一种用于风力涡轮机的直接驱动或直接被驱动发电机来新颖地实现，其包括具有可操作用于发电的至少一个定子元件的定子以及围绕发电机的中心轴线枢转并具有可操作用于发电的至少一个转子元件的转子，发电机具有位于定子元件和转子元件之间的气隙，其中定子包括前部和后部环形支承元件以及连接到定子的前部和后部环形支承元件上的定子分段，其中前部和后部环形支承元件和定子分段之间的结合部相对于发电机的纵向轴线大致位于一个半径处，该半径小于定子元件和转子元件之间的气隙的半径。按照本发明，发电机的定子至少部分分段，并且包括环形支承元件和定子分段。由此最好是定子的环形端板的环形支承元件以及定子分段在组装状态下形成具有大致中空圆柱形形状的定子或定子配置。因此，定子整体包括多个单个可管理的元件和分段，其中单个可管理的元件和分段通常以可拆卸方式相互连接。按照此说明书，特别在环形支承元件和定子分段之间可以非破坏地拆卸。因此，与组装状态下的发电机相比，由于至少定子能够部分运输，其中每个部分具有较小的尺寸和较低的静载荷，简化了环形支承元件和定子分段形式的定子的运输以及整个发电机的运输。特别是，通常为单件元件以确保特别足够完整性的环形支承元件具有特别是最好显著小于气隙直径的直径的尺寸。这简化了定子的环形支承元件的运输。同样简化了定子的组装和拆卸以及发电机在建造现场的组装和拆卸。在风力涡轮机的情况下，不需要使用例如吊车将整体安装的发电机装入机舱。实际上，发电机的显著较轻的单个可管理部件和分段能够装入机舱，其中发电机能够进行组装、修理或拆卸。
按照本发明的实施例，发电机的转子包括前部和后部环形支承元件和连接到转子的前部和后部环形支承元件上的转子分段，其中转子的前部和后部环形支承元件和转子分段之间的结合部相对于发电机的中心轴线大致位于一个半径处，该半径等于或小于定子元件和转子元件之间的气隙的半径。因此，同样发电机的转子至少部分分段，其中转子的环形支承元件最好是转子的环形端板。转子的环形支承元件和转子分段在组装状态下形成具有大致中空圆柱形形状的转子或转子配置。因此转子整体包括多个单个可管理的元件和分段，其中单个可管理的元件和分段通常以可拆卸的方式相互连接。特别是，转子的环形支承元件和转子分段之间的连接可以非破坏地拆卸。因此，与组装状态下的发电机相比，由于转子能够部分运输，其中每个部分具有较小的尺寸和较低的静载荷，再次简化了发电机的运输。特别是通常作为单件元件以确保特别足够的完整性的转子的环形支承元件具有特别是最好显著小于气隙直径的直径的尺寸。这简化了转子的环形支承元件的运输。
在本发明的实施例中，定子的结合部和转子的结合部相对于发电机的中心轴线大致位于相同的半径处，有利于发电机的组装和拆卸。但是定子的结合部和转子的结合部还可以相对于发电机的中心轴线位于不同半径处。
在本发明的变型中，定子分段和/或转子分段以如下方式设计，即定子的环形支承元件和定子分段之间的结合部和/或转子的环形支承元件和转子分段之间的结合部相对于发电机的中心轴线大致位于等于或小于定子元件和转子元件之间的气隙半径的半径处。最好是该结合部位于小于气隙半径的半径处。以此方式，定子和转子的环形支承元件的外直径能够显著小于发电机气隙的半径，由此减小定子和转子的环形支承元件的最大尺寸，以特别用于运输。由此定子和转子的环形支承元件的直径或最大尺寸相互不同。
按照本发明的实施例，每个定子分段是连接到定子的前部和后部环形支承元件上的环形分段成形的定子分段，并且包括用于发电的至少一个定子元件。由此在配置在定子的环形支承元件上之后，环形分段成形的定子分段形成定子环。
按照本发明的另一实施例，每个转子分段是连接到转子的前部和后部环形支承元件上的环形分段成形的转子分段，并且包括用于发电的至少一个转子元件。以类似于定子的方式，在配置在转子的环形支承元件上之后，环形分段成形的转子分段形成转子环。
按照本发明的变型，环形分段成形的定子分段包括外部环形分段成形的定子支承元件、配置在外部环形分段成形的定子支承元件的前侧上的径向向内指向的前部环形分段成形的定子连接元件以及配置在外部环形分段成形的定子支承元件的后侧上的径向向内指向的后部环形分段成形的定子连接元件，以便形成向内开口的大致U形的环形分段成形的定子分段，其中至少一个定子元件配置在外部环形分段成形的定子支承元件的内侧上。由此术语大致U形应该也覆盖其它类似形式，例如V形等。
以类似方式，环形分段成形的转子分段包括外部环形分段成形的转子支承元件、配置在外部环形分段成形的转子支承元件的前侧上的径向向内指向的前部环形分段成形的转子连接元件以及配置在外部环形分段成形的转子支承元件的后侧上的径向向内指向的后部环形分段成形的转子连接元件，以便形成向内开口的大致U形的环形分段成形的转子分段，其中至少一个转子元件配置在外部环形分段成形的转子支承元件的外侧上。由此术语大致U形应该也覆盖其它类似形式，例如V形等。
在本发明的实施例中，每个转子分段至少部分配置在定子分段内侧。同样两个或多个转子分段可以至少部分配置在定子分段内侧。由此用于发电的定子元件和转子元件以中间的气隙相对配置。
在本发明的另一变型中，定子分段和至少一个转子分段能够至少临时相互贴靠支承。最好是每个定子分段包括第一支承突出部，并且每个转子分段包括第二支承突出部，其中第一定子分段的第一支承突出部和相应的第一转子分段的第二支承突出部能够至少临时相互贴靠支承。最好是环形分段成形的定子分段的每个环形分段成形的定子连接元件包括至少一个第一支承突出部，并且环形分段成形的转子分段的每个环形分段成形的转子连接元件包括至少一个第二支承突出部。特别在发电机和分段或环形分段成形的分段各自运输、组装和拆卸时，通过支承突出部，转子分段或环形分段成形的转子分段能够静置在定子分段或环形分段成形的定子分段上。由此气隙保持在用于发电的定子元件和用于发电的转子元件之间。特别在发电机包括永磁体时，由于以此方式涉及用于发电的定子和转子元件的磁性回路闭合，通常不需要特殊的保护且不受到不希望的磁引力影响。另外，由于在发电机的组装和拆卸过程中，转子分段或环形分段成形的转子分段可以静置在定子分段或环形分段成形的定子分段上，并且任何吊车起重装置通常从磁引力脱离。因此，简化了运输、组装和拆卸。
因此按照本发明的另一实施例，定子分段和至少一个转子分段能够至少临时形成一个单元，更准确的是定子/转子分段单元。
在本发明的另一变型中，定子元件和转子元件之间的气隙的宽度是可以调节的。由此定子的环形支承元件和定子分段之间的结合部和/或转子的环形支承元件和转子分段之间的结合部最好包括调节装置，以便调节气隙的宽度。在本发明的一个实施例中，调节装置包括至少一个垫片。因此，用于发电的定子和转子元件之间的气隙的所需或希望宽度可以相对简单的方式调节。
按照本发明的另一实施例，定子分段包括作为定子元件的具有绕组的至少一个绕组形式和/或转子分段包括作为转子元件的至少一个永磁体。
在本发明的实施例中，定子分段和定子的环形支承元件和/或转子分段和转子的环形支承元件包括轴向和/或径向延伸的凸缘，以便安装。由此轴向延伸凸缘最好大致在主轴的中心轴线A的方向上延伸，并且径向延伸凸缘最好大致在相对于主轴的中心轴线A垂直延伸。以此方式，定子和转子分段可相对简单地连接在各自环形支承元件上。
按照本发明的另一实施例，转子的至少一个环形支承元件和/或定子的至少一个环形支承元件包括至少一个人孔，以便进入发电机内部。因此，至少一个前部或后部环形支承元件可具有最好可以闭合的一个或多个人孔。
本发明的其它目的可通过包括所述的发电机的风力涡轮机而新颖地实现。
附图说明
下面将参考示意附图来更加详细地描述本发明，其中：
图1表示本发明风力涡轮机的一部分；
图2以放大形式表示主轴和图1的风力涡轮机的直接驱动发电机的一部分；
图3以放大形式表示图1的风力涡轮机的直接驱动发电机的一部分；以及
图4表示图1的箭头IV方向上的图1的风力涡轮机的发电机的视图。
具体实施方式
图1示意表示本发明风力涡轮机1的第一实施例，包括配置在风力涡轮机1的塔3的逆风侧上的本发明直接驱动或直接被驱动发电机2。
塔凸缘4配置在塔3的顶部上。保持装置配置在塔凸缘4上，在本发明的当前实施例的情况下包括底座板5、保持臂6形式的保持框架以及静止或固定中空轴7。底座板5连接在塔凸缘4上。风力涡轮机1以为明确表示的方式包括偏航系统，以便和风力涡轮机1的直接或间接连接到底座板5上的其它部件一起围绕塔3的中心轴线Y转动风力涡轮机1的底座板5。
保持臂6以其底座侧直接配置在底座板5上。在其它侧上，保持臂6包括凸缘8。静止轴7通过凸缘9连接到凸缘8上。保持臂6的环形凸缘8和静止轴7的环形凸缘9通过围绕环形凸缘配置的多个螺栓栓接在一起。
主轴10或主转子管10通过第一主轴承11和第二主轴承12在静止轴7上枢转。通过静止轴7支承的每个主轴承11、12包括内部和外部轴承壳。两个主轴承11、12的内部轴承壳安装在静止轴7上，而两个主轴承11、12的外部轴承壳安装在主轴10内侧。
在前端上，主轴10包括环形凸缘13。环形凸缘13牢固但可拆卸地连接到风力涡轮机1的轮毂14上。轮毂14包括用于三个未明确示出、但公知的转子叶片的三个安装装置。
在本发明的当前实施例的情况下，所述直接驱动或直接被驱动发电机大致围绕主轴10配置。直接驱动发电机2包括转子16或转子配置16以及定子17或定子配置17。
在本发明当前实施例的情况下，转子16包括前部环形转子端板18形式的第一支承元件18、后部环形转子端板19形式的第二支承元件19以及连接到前部环形转子端板18和后部环形转子端板19上的多个环形分段成形的转子分段20。在本发明的当前实施例的情况下，转子16包括六个环形分段成形的转子分段20，在六个环形分段成形的转子分段20连接到最好是单件的前部和后部环形转子端板18、19上时，形成转子环。
在本发明当前实施例的情况下，定子17包括前部环形定子端板26形式的第一支承元件26、后部环形定子端板27形式的第二支承元件27以及连接到前部环形定子端板26和后部环形定子端板27上的多个环形分段成形的定子分段28。在本发明的当前实施例的情况下，定子17也包括六个环形分段成形的定子分段28(参考图4)，在六个环形分段成形的定子分段28连接到最好是单件的前部和后部环形定子端板26、27上时，形成定子环。
在本发明的当前实施例的情况下，环形分段成形的定子分段28和环形分段成形的转子分段20以如下方式设计，即环形定子端板26、27和环形分段成形的定子分段28之间的结合部50、51以及环形转子端板18、19和环形分段成形的转子分段20之间的结合部52、53相对于发电机2的中心轴线A大致位于半径R1处，半径R1小于配置在环形分段成形的定子分段28上并用于发电的定子元件33和配置在环形分段成形的转子分段20上并用于发电的转子元件25之间的气隙34的半径R2。因此，在本发明的当前实施例的情况下，环形定子和转子端板的最大直径是2*R1。这些直径显著小于气隙34的直径(2*R2)。这简化了环形定子和转子端板的运输。
环形分段成形的转子分段20包括外部环形分段成形的转子支承元件54、配置在外部环形分段成形的转子支承元件54的前侧上的径向向内指向的前部环形分段成形的转子连接元件55以及配置在外部环形分段成形的转子支承元件54的后侧上的径向向内指向的后部环形分段成形的转子连接元件56，以便形成向内开口的大致U形的环形分段成形的转子分段20，其中至少一个永磁体25形式的至少一个转子元件25配置在外部环形分段成形的转子支承元件54的外侧。由此环形分段成形的转子分段20将前部和后部环形转子端板18、19相互连接。
如图2和3所示，前部环形分段成形的转子连接元件55在其端部包括环形分段成形的凸缘21和环形分段成形的支承突出部57。后部环形分段成形的转子连接元件56在其端部包括环形分段成形的凸缘22和环形分段成形的支承突出部58。前部环形成形转子端板18具有环形凸缘23，并且后部环形转子端板19具有环形凸缘24。在本发明的当前实施例的情况下，凸缘21和23以及凸缘22和24被栓接在一起，以便形成转子16。以此描述方式，所有环形分段成形的转子分段20连接到前部和后部环形端板18、19上。因此，转子16具有大致中空圆柱形形状。
以类似方式，环形分段成形的定子分段28包括外部环形分段成形的定子支承元件67、配置在外部环形分段成形的定子支承元件67的前侧上的径向向内指向的前部环形分段成形的定子连接元件68以及配置在外部环形分段成形的定子支承元件67的后侧上的径向向内指向的后部环形分段成形的定子连接元件69，以便形成向内开口的大致U形的环形分段成形的定子分段，其中具有绕组76的绕组形式75的形式的至少一个定子元件33配置在外部环形分段成形的定子支承元件67的内侧。由此环形分段成形的定子分段28将前部和后部环形定子端板26、27相互连接。
如图2和3所示，前部环形分段成形的定子连接元件68在其端部包括环形分段成形的凸缘29和环形分段成形的支承突出部60。后部环形分段成形的定子连接元件69在其端部包括环形分段成形的凸缘30和环形分段成形的支承突出部61。前部环形成形定子端板26具有环形凸缘31，并且后部环形定子端板27具有环形凸缘32。在本发明的当前实施例的情况下，凸缘29和31以及凸缘30和32被栓接在一起，以便形成定子17。以此描述方式，所有环形分段成形的定子分段28连接到前部和后部环形端板26、27上。因此，定子17具有大致中空圆柱形形状。
在本发明的当前实施例的情况下，每个环形分段成形的转子分段20大致配置在环形分段成形的定子分段28的内侧。特别是在环形分段成形的定子和转子分段20、28的运输、组装和拆卸过程中，一个环形分段成形的定子分段28和一个环形分段成形的转子分段20能够形成定子/转子分段单元。由此环形分段成形的转子分段20运动到环形分段成形的定子分段28内，直到环形分段成形的转子分段20静置在环形分段成形的定子分段28上为止。更准确的是突出部57、58、60、61接合，支承突出部60和支承突出部57以及支承突出部61和支承突出部58相互贴靠支承。通常，如果用于发电的定子元件和转子元件之间的气隙减小到气隙的额定数值以下一定程度的数值，突出部57、58、60、61接合。一旦突出部57、58、60、61接合，磁引力被突出部接收，并且可以去除适当的工具。在此位置，磁性回路通常闭合，并且定子/转子分段单元相对于强力永磁体不再具有任何危险。定子/转子分段单元能够被运输、组装和拆卸而不需要特别小心。
在风力涡轮机1的建造地点，首先支承结构被组装，即静止轴7、主轴承11、12、主轴10、随后描述的第三和第四轴承35、36以及环形转子端板18、19以及环形定子端板26、27。
对于发电机2的组装来说，定子/转子分段单元如上所述配置在前部和后部环形端板18、19、26、27上。由此前部环形分段成形的定子连接元件68的凸缘29以及前部环形定子端板26的凸缘31以及后部环形分段成形的定子连接元件69的凸缘30和后部环形定子端板27的凸缘32通过示意表示的凸缘螺栓62栓接在一起。对于所有六个定子/转子分段单元来说都这样做。环形分段成形的定子分段28的径向位置的任何所需调节通过凸缘29、31之间以及凸缘30、32之间的结合部50、51内的未明确示出的垫片来进行。由此，各自垫片被插入各自凸缘，并且接着凸缘螺栓62被插入各自螺栓孔并紧固。
随后，前部环形分段成形的转子连接元件55的凸缘21和前部环形转子端板18的凸缘23以及后部环形分段成形的转子连接元件56的凸缘22和后部环形转子端板19的凸缘24通过示意表示的凸缘螺栓63栓接在一起。由此环形分段成形的转子分段20通常被拉离其中接合突出部57、58、60、61的静置位置。在凸缘螺栓63插入各自螺栓孔并最后紧固之前，环形分段成形的转子分段20的径向位置的任何所需调节通过凸缘21、23之间以及凸缘22、24之间的结合部52、55内的未明确示出的垫片来进行。
如果环形分段成形的转子分段20或环形分段成形的定子分段28需要例如更换，所述步骤以颠倒顺序进行，并且更换定子/转子分段单元如所述组装。
根据试验转动，环形分段成形的转子分段20的径向位置以及环形分段成形的定子分段28的径向位置能够通过结合部50-53内的垫片细微调节。因此，定子17的电定子元件33和转子16的永磁体25之间的气隙34的宽度能够被调节，以便形成优选的完全一致和同心的气隙34。
为了转子16和主轴10一起围绕主轴10的中心轴线A并相对于定子17转动，风力涡轮机1特别是直接驱动发电机2包括所述的第三或前部发电机轴承35以及所述的第四或后部发电机轴承36。定子17和转子16的相对位置通过第三和第四轴承35、36保持。
在本发明当前实施例的情况下，第三轴承35连接到主轴10的凸缘37上。更准确的是，第三轴承35的内部轴承壳38牢固连接到主轴10的凸缘37上。第三轴承35的内部轴承壳38另外牢固连接到支承转子16的前部的前部环形转子端板18上。第三轴承35的外部轴承壳39牢固连接到支承定子17的前部的前部环形定子端板26上。
定子17的后部通过牢固连接到静止轴7的凸缘9以及保持装置上的后部环形定子端板27支承。在本发明的当前实施例的情况下，第四轴承36的内部轴承壳40和支承转子16的后部的后部环形转子端板19牢固连接到第四轴承36的外部轴承壳41上。
根据包括主轴10、第一主轴承11、第二主轴承12、转子16、定子17、第三轴承35和第四轴承36的所述配置，主轴10在风力涡轮机1的操作中与转子16一起相对于定子17转动。
为了在本发明的当前实施例的情况下，避免四个轴承配置静态不确定的情况，牢固支承在主轴10上的前部环形转子端板18以及牢固支承在保持装置上的后部环形定子端板27在主轴10的中心轴线A的方向上包括一定和足够程度的柔性。由此这些端板18、27用作薄膜，薄膜在径向方向上大致牢固支承转子16和定子17以便保持气隙34的宽度，但是容易柔曲，使得例如主轴10弯曲而没有大阻力。特别是端板18、27具有一定尺寸，使其具有相对小的弯曲刚性。在例如主轴10由于偏转而稍微移位时，它们简单被动柔曲。因此，在主轴10出现弯曲时，与转子16和定子17连接，前部环形转子端板18和后部环形定子端板27在中心轴线A的方向上大致各自弯曲，其中气隙34的宽度基本上保持恒定或者在所需误差内。
由于四个轴承配置，除了来自于风力涡轮机转子和主轴10的载荷之外，两个主轴承11、12承载基本上发电机2的一半重量，发电机2的基本上另一半重量直接支承在保持装置上。第三或前部发电机轴承35基本上承载定子17的一半重量，并且定子17的基本上另一半重量支承在保持装置上。第四或后部发电机轴承36基本上承载转子16的一半重量，并且转子16的基本上另一半重量支承在主轴10上。
根据风力涡轮机1的所述结构或构造，特别根据包括第三和第四轴承的所述发电机配置，转子16和定子17在两侧支承，即前侧和后侧。这使得转子重量更轻，特别是定子结构重量更轻，其中特别是端板等的定子支承结构的定子结构尺寸更小，以便在风力涡轮机1的操作中，沿着中心轴线A的方向并围绕周边，将气隙34保持在所需误差内。
不同于本发明的所述实施例，前部环形定子端板26和后部环形定子端板19能够在主轴10的中心轴线A的方向上包括一定程度的柔性，而前部转子端板18和后部环形定子端板27不具有这种柔性。同样在这种情况下，气隙34的宽度能够保持大致恒定或者至少在所需误差内。
具有一定柔性的环形转子端板和环形定子端板不需要在整个端板上具有柔性。因此，环形端板能够具有不同区域。各自环形转子端板可具有例如用于连接第三轴承的相对刚性的区域，以及在中心轴线A的方向上具有所述柔性的区域。以相同方式，各自环形定子端板可具有例如用于连接第四轴承的相对刚性区域，以及在中心轴线A的方向上具有所述柔性的区域。
前部环形转子端板能够直接配置在主轴上。在这种情况下，第三轴承能够直接连接到主轴或者前部环形转子端板上。
不需要将第四轴承连接到后部环形定子端板上。第四轴承还能够直接连接到例如静止轴或保持框架或臂的保持装置上。
通常，环形端板由适当金属或金属合金制成。环形端板不需要具有相同直径。实际上，不同环形端板能够具有不同的直径。在这种情况下，各自环形分段成形的分段需要相对于径向相对指向的环形分段成形的定子连接元件进行调节，以便形成定子或转子。
图4表示图1的箭头IV方向上的风力涡轮机1的发电机2的视图。在图4中，可以看到第三或发电机轴承35、前部环形定子端板26、凸缘29、31和形成定子环71的六个环形分段成形的定子分段28。在本发明的当前实施例的情况下，前部环形定子端板26包括可以进入发电机内部的六个人孔70。以相同方式，定子或转子的其它环形端板能够包括人孔。由此人孔通常通过一种门来闭合。
在本发明的当前实施例的情况下，在每个环形分段成形的定子分段28内，环形分段成形的转子分段20基本上同心配置。但是两个或多个环形分段成形的转子分段20还可以大致配置在环形分段成形的定子分段28内。
顺便，发电机2能够包括如上所述形成定子环的较少或较多的环形分段成形的定子分段28以及形成转子环的较少或较多的环形分段成形的转子分段20。另外，转子分段或定子分段不需要具有环形分段的形状。
端板和环形分段成形的分段之间的非破坏可拆卸连接不必须是螺栓结合。
在本发明的所述实施例的情况下，环形分段成形的定子分段28和环形定子端板26、27以及环形分段成形的转子分段20和环形转子端板18、19包括用于安装的轴向延伸的凸缘21-24、29-32。由此，轴向延伸的凸缘21-24、29-32大致在中心轴线A的方向上延伸。但是安装还能够通过径向延伸的凸缘或其它适当装置来实现。由此，径向延伸的凸缘大致相对于中心轴线A垂直延伸。
不同于以上描述，直接驱动发电机还能够配置在塔的顺风侧上。
顺便，风力涡轮机1包括通常称为机舱的壳体H，机舱包括发电机2和至少一部分保持装置。

Claims (20)

1.用于风力涡轮机(1)的直接驱动发电机(2)，包括具有至少一个用于发电的定子元件(33)的定子(17)，以及围绕发电机(2)的中心轴线(A)枢转并具有至少一个用于发电的转子元件(25)的、布置在定子(17)内侧的转子(16)，发电机(2)具有位于定子元件(33)和转子元件(25)之间的气隙(34)，其特征在于定子(17)包括：
前部和后部环形支承元件(26、27)；以及
连接到定子(17)的前部和后部环形支承元件(26、27)上的定子分段(28)，其中定子(17)的前部和后部环形支承元件(26、27)和定子分段(28)之间的结合部(50、51)相对于发电机(2)的中心轴线(A)大致位于一个半径(R1)处，该半径(R1)小于定子元件(33)和转子元件(25)之间的气隙(34)的半径(R2)。
2.如权利要求1所述的直接驱动发电机，其特征在于，转子(16)包括：
前部和后部环形支承元件(18、19)；以及
连接到转子(16)的前部和后部环形支承元件(18、19)上的转子分段(20)，其中转子(16)的前部和后部环形支承元件(18、19)和转子分段(20)之间的结合部(52、53)相对于发电机(2)的中心轴线(A)大致位于一个半径(R1)处，该半径(R1)等于或小于定子元件(33)和转子元件(25)之间的气隙(34)的半径(R2)。
3.如权利要求2所述的直接驱动发电机，其特征在于，定子(17)的结合部(50、51)和转子(16)的结合部(52、53)相对于发电机(2)的中心轴线(A)大致位于相同半径(R1)处。
4.如权利要求2或3所述的直接驱动发电机，其特征在于，定子分段(28)和/或转子分段(20)以如下方式设计，即定子的环形支承元件(26、27)和定子分段(28)之间的结合部(50、51)和/或转子的环形支承元件(18、19)和转子分段(20)之间的结合部(52、53)相对于发电机(2)的中心轴线(A)大致位于等于或小于定子元件(33)和转子元件(25)之间的气隙(34)的半径(R2)的半径(R1)处。
5.如权利要求1所述的直接驱动发电机，其特征在于，每个定子分段是连接到定子(17)的前部和后部环形支承元件(26、27)上的环形分段成形的定子分段(28)，并且包括至少一个用于发电的定子元件(33)。
6.如权利要求2所述的直接驱动发电机，其特征在于，每个转子分段是连接到转子(16)的前部和后部环形支承元件(18、19)上的环形分段成形的转子分段(20)，并且包括至少一个用于发电的转子元件(25)。
7.如权利要求5或6所述的直接驱动发电机，其特征在于，环形分段成形的定子分段(28)包括外部环形分段成形的定子支承元件(67)、配置在外部环形分段成形的定子支承元件(67)的前侧上的径向向内指向的前部环形分段成形的定子连接元件(68)以及配置在外部环形分段成形的定子支承元件(67)的后侧上的径向向内指向的后部环形分段成形的定子连接元件(69)，以便形成向内开口的环形分段成形的定子分段(28)，其中至少一个定子元件(33)配置在外部环形分段成形的定子支承元件(67)的内侧上。
8.如权利要求6所述的直接驱动发电机，其特征在于，环形分段成形的转子分段(20)包括外部环形分段成形的转子支承元件(54)、配置在外部环形分段成形的转子支承元件(54)的前侧上的径向向内指向的前部环形分段成形的转子连接元件(55)以及配置在外部环形分段成形的转子支承元件(54)的后侧上的径向向内指向的后部环形分段成形的转子连接元件(56)，以便形成向内开口的环形分段成形的转子分段(20)，其中至少一个转子元件(25)配置在外部环形分段成形的转子支承元件(54)的外侧上。
9.如权利要求2-3、5-6和8中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，每个转子分段(20)至少部分配置在定子分段(28)内侧。
10.如权利要求2-3、5-6和8中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，定子分段(28)和至少一个转子分段(20)能够至少相互贴靠而临时支承。
11.如权利要求2-3、5-6和8中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，每个定子分段(28)包括第一支承突出部(60、61)，并且其中每个转子分段(20)包括第二支承突出部(57、58)，其中定子分段(28)的第一支承突出部(60、61)和转子分段(20)的第二支承突出部(57、58)能够至少相互贴靠而临时支承。
12.如权利要求11所述的直接驱动发电机，其特征在于，环形分段成形的定子分段(28)的每个环形分段成形的定子连接元件(68、69)包括至少一个第一支承突出部(60、61)，并且其中环形分段成形的转子分段(54)的每个环形分段成形的转子连接元件(55、56)包括至少一个第二支承突出部(57、58)。
13.如权利要求2-3、5-6、8和12中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，定子分段(28)和至少一个转子分段(20)能够至少临时形成定子/转子分段单元。
14.如权利要求1-3、5-6、8和12中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，定子元件(33)和转子元件(25)之间的气隙(34)的宽度是可以调节的。
15.如权利要求1-3、5-6、8和12中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，定子(17)的环形支承元件(26、27)和定子分段(28)之间的结合部(50、51)和/或转子(16)的环形支承元件(18、19)和转子分段(20)之间的结合部(52、53)包括用于调节气隙的宽度的调节装置。
16.如权利要求15所述的直接驱动发电机，其特征在于，调节装置包括至少一个垫片。
17.如权利要求1-3、5-6、8、12和16中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，定子分段(28)包括作为定子元件的具有绕组(76)的至少一个绕组形式(75)，和/或其中转子分段(20)包括作为转子元件(25)的至少一个永磁体(25)。
18.如权利要求1-3、5-6、8、12和16中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，定子分段(28)和定子(17)的环形支承元件(26、27)和/或转子分段(20)和转子(16)的环形支承元件(18、19)包括用于安装的轴向和/或径向延伸的凸缘(21-24、29-32)。
19.如权利要求1-3、5-6、8、12和16中任一项所述的直接驱动发电机，其特征在于，转子(16)的至少一个环形支承元件(18、19)和/或定子(17)的至少一个环形支承元件(26、27)包括用于进入发电机内部的至少一个人孔(70)。
20.包括如权利要求1-19任一项所述的直接驱动发电机的风力涡轮机。
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