CN101627208A - 多发电机式风轮机 - Google Patents

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Abstract

一种多发电机式风轮机，其采用单个叶片装置来驱动多个发电机。多个发电机优选地基本为管状，并可全部安装在涡轮机支撑结构的一侧上或可被分开，优选地对称安装在支撑结构的相对两侧上。优选地，单个驱动叶片装置驱动第一发电机的转子，并且一个轴将第一发电机连接至第二发电机的转子。另外，在两个发电机之间的传动系中可设有离合器，以允许涡轮机在低速下运转。涡轮机的基本为管状的特性允许人们轻松进入风轮机的内部，并提供了通过风力涡轮机到达毂和叶片的现成气流，以冷却那里的设备和/或给叶片除冰。

Description

多发电机式风轮机
技术领域
本发明涉及一种风力发电机或涡轮机。更具体地，实施例涉及一种大型风力机，该风力机包括两个或多个发电机，并且在提供对部件的有效冷却和/或对叶片的有效除冰的同时，使人们在工作中易于接近和维护。实施例尤其适合于通过风力发电。
背景技术
风力机，特别是大型发电机，均包括安装在毂上的叶片，该毂附设(attached)于当风通过叶片时旋转的转子。之后，利用该转子的旋转来驱动机械装置，诸如泵或发电机。对于发电机而言，转子将典型地承载导电绕组/线圈或磁场发生器，该导电绕组/线圈或磁场发生器分别面向定子上的磁场发生器或导电绕组/线圈，从而在线圈与磁场发生器之间存在相对运动而产生电。磁场发生器典型地是励磁绕组，一旦发电机开始产生电，该励磁绕组为由发电机驱动的电磁体，但是，在发电机产生电之前，其需要来自电池等的电力。
大型风力发电机正变得越发普遍，特别是在陆上或海上风力发电场应用中。在这样的大型发电机中，塔支撑装有定子的机舱(nacelle)，定子支撑转子，转子支撑毂和叶片。控制发电机(包括控制叶片和其他机械装置)所需的设备可装在塔、机舱中和/或定子和/或转子内的腔中。如本说明书所建议的，这种风力机典型地包括单个转子和单个定子。在发电工业中，不断需要更大的电力产量和/或更高的电力生产效率。对于单个发电机布置，与满足这些需求有关的困难是大功率发电机会相当沉重，阻碍风力机的组装。由于构造发电机以产生更大的功率，所以必须通过增大发电机的直径而允许安装更多的磁体和线圈，通过增加发电机的长度而允许使用更长的磁体和线圈，或通过以上两种方式来增加磁体和线圈的量。直径和长度的增加存在与运输和支撑结构相关的问题，因为将运输这些部件的路面必需应付如此大的物体，并且有关支撑长物体的结构会更复杂和昂贵。另外，如此大功率的发电机比较小功率的发电机倾向于更难以驱动，需要较高的初始运转风速和/或较大的叶片。
一些现有技术的风力机试图通过使用多个转子、多个定子或多个转子和定子来克服这些困难。例如，美国已公开申请第2006/0066110号和第2006/0071575号披露了包括至少一个双侧定子和至少一个双侧转子的风轮机。该定子和转子同心布置，从而转子具有相对于定子的各个面旋转的内磁性侧和外磁性侧。在该布置的转子和定子均水平轴向布置时，该布置的支撑装置需要一个单列轴承和一个双列轴承来将转子支撑在定子上。对于给定直径的风力发电机，该布置确实增加了功率输出，但是其不能克服上述重量问题，因为双侧转子和双侧定子均仍为单个部件。事实上，因为转子和定子的每一个上都有更多的材料，所以该布置甚至可能加剧了重量问题。
美国专利第6,278,197号披露了另一种风力发电机，该发电机采用水平轴向布置的第一转子，并用也是水平轴向布置的同心反向旋转的第二转子来代替通常的定子。第一转子与第二转子反向地旋转，由此通过有效地增加转子的转速而增加了功率输出。尽管这对于从给定直径的发电机获得更大功率的问题而言是一个令人感兴趣的方案，但其给该装置的支撑和风利用结构带来了不期望的复杂性。
美国专利第6,285,090号和第7,042,109号以及PCT申请第WO01/06623A1号披露了均采用双侧定子内的双侧转子的风轮机。尽管’109专利包括了一个环形的实施例，但是不像上述实施例和装置那样，该转子和定子径向地布置，呈现为面向彼此的盘状，而不是上面实施例和装置的环状和/或圆柱形。该结构与上述结构的类似之处在于，内圆盘的每侧均承载有磁体，而外圆盘的每面均承载有绕组/线圈，反之亦然。可采用多个圆盘以在涡轮机内形成多个发电机。因为盘状构造，与环形构造相比，与功率增加相关的长度增加被视为通过增加圆盘组而减小。但是，尽管可能增加对于给定涡轮机直径的功率输出，但重量仍是问题。另外，因为发电部件采用盘状转子和定子在发电机中垂直延伸，所以需要增加圆盘直径以增加功率输出。
美国专利6,504,260披露了另一种盘状构造的风轮机，但是其中，相反旋转的转子通过各自的叶片组来驱动。该相反旋转布置与6,278,197专利的布置的不同之处在于，每个转子具有各自的定子，而不是具有相对地旋转的转子。因此，涡轮机具有基本对称地安装在支撑塔的相对侧上的两个独立的发电及电力采集布置。尽管这允许使用两个较小的发电机来制造大功率风轮机，但使用完全独立的驱动系统和电力采集系统给该装置带来了不期望的花费和复杂性。另外，因为发电部件采用盘状转子和定子在发电机内垂直延伸，所以需要增加圆盘直径以增加功率输出。
发明内容
本发明的各种实施例通过提供多发电机式风轮机(multiplegenerator wind turbine)来避免了一般风力发电机的缺点，本多发电机式风轮机在保持部件直径、重量、长度、和花费小的同时，具有更简单的结构，对于给定的涡轮机直径，产生较高的功率输出。另外，实施例采用大部分中空的结构，其中，获得了通风的最大可能性以用于冷却和/或除冰。另外，实施例在提供高水平结构刚性的同时，使得在很大程度上可接近发电机的各种部件。实施例还允许使用标准部件，特别是采用模块化布置的实施例，其可以使得制造、组装和生产更容易。由于根据实施例发电机安装在支撑结构的相对侧上，所以可实现风轮机上负荷的最优化。
在一个优选实施例中，风力发电机为多极、无齿轮、同步发电机，该发电机基本水平地延伸，并由于使用模块化同轴管状的定子和转子元件而使得大部分是中空的。为了更加简化，实施例在定子和转子中的一个上采用永久磁体，并在定子和转子的另一个上采用绕组/线圈。在第一布置中，在支撑结构的一侧上安装有单组叶片。涡轮机的叶片侧上安装有第一转子，而涡轮机的相对侧上以基本对称的布置安装有第二转子。各个定子与转子同心地安装，以使当转子相对于其各自的定子旋转时能够发电。轴连接两个转子，并且两个转子由单组叶片驱动。例如，叶片侧的转子可由叶片驱动，并连接至驱动相对的转子的轴。在实施例中，轴包括从转子朝向涡轮机的中心延伸的两个半轴。一个半轴的端部插入另一个半轴的端部并连接形成轴。
在根据实施例的第二布置中，涡轮机叶片与涡轮机的支撑结构之间同轴地布置有多个发电机。因此，涡轮机叶片驱动第一转子，第一转子连接至第二转子并驱动第二转子，每个转子具有各自的同心定子。实施例当然允许使用多于两个转子。第一转子同时作为可由轴承支撑的轴，并作为用于锚定发电元件的结构。有利地，第一布置和第二布置可一起使用，从而多个发电机可安装在涡轮机的支撑结构的任一侧上，两个发电机组通过两个发电机之间的轴或其他合适的连接器而连接。因此，第一转子可驱动涡轮机的叶片侧上的第一发电机组中的第二转子，并且第三转子可驱动涡轮机的相对侧上的第二发电机组中的第四转子。
第三布置以与上述环形布置相似的方式在两个同心定子中采用双侧转子。双侧转子包括具有基本水平地延伸的内表面和外表面的环形部分。内表面上安装有一组转子元件，而外表面上安装有另一组转子元件，每组转子元件面向对应的一组定子元件。内定子元件优选地安装在布置于双侧转子内的环(annulus)的外表面上，而外定子元件优选地安装在涡轮机的壳体的内表面上。
第四布置采用具有双侧转子的多个发电机，因此是上述第一布置和第二布置的有效组合。与第二布置一样，连接至叶片的第一发电机的转子连接至第二发电机，例如连接至第二发电机的转子，以驱动第二发电机。
正如显而易见的那样，实施例可以使用第一布置的环形发电机和第三布置的同心发电机。布置这些发电机的顺序将取决于对其中将安装有这些发电机的风轮机的具体需求。因此，在一些情况下，简单的环形发电机的转子可连接至叶片，并驱动同心布置的发电机的转子，但是在其他情况下，同心布置的发电机的双侧转子将连接至叶片，并驱动简单的环形发电机的转子。
在任何布置中，以及在组合中，各对发电机之间可设有离合器，以允许从传动系上拆除下游的一个或多个发电机。这允许涡轮机以较低功率模式运转，在这种模式下，发电需要较低的风速，然后，如果要求或风速增大，则重新啮合下游的一个或多个发电机，以增加功率输出。相反地，如果涡轮机在所有发电机均啮合的情况下运转，则在风速降到低于所有发电机运转的最小速度时，一个或多个离合器可分离，允许在较低的风速下发电。优选地，离合器机械地或电力地自动操作，从而旋转速度导致啮合。例如，可使用离心式离合器，以使下游的一个或多个发电机脱机，直到第一转子达到预定速度，这时，离合器将逐渐啮合下一个转子，以使下一个转子达到最快速度。
实施例的发电机是支撑结构的一体部件，并且负荷从毂直接传送至发电机的转子轴。管状的转子元件通过电机的每个发电机中的一个轴承将负荷传递至管状的定子本体。
实施例的大部分中空结构比现有技术的结构具备几个优点。例如，机舱内装有电力和电子分系统提供了良好的防闪电保护，因为该结构采用了法拉第笼的原理。另外，因为管状结构被构造成允许成人通过，所以其使得易于进入机舱的前部和毂，这便于对风力发电机的其他分系统的养护和维修工作。这也允许人从内部安装毂。
该基本中空的结构还便于利用装在塔内的设备(如功率电子设备)所放出的热量以及发电机自身所释放的热量。该热量可促进烟囱效应，以将暖空气导入毂，并从那里进入并通过转子叶片。于是，该暖空气可在一年的较冷期间用作特别有效的除冰系统，并当冷却空气吸入并通过该中空结构时，为发电机中的设备提供冷却作用。运转中不需要供给外部能量来加热转子叶片。因此，以简单的方式利用发电机和电子设备自身所放出的热量。
因为产生热量的部件被移至发电机的周边，所以能从中空结构获得额外的冷却效果。更具体地，实施例的发电机将绕组设在发电机壳体的内周边上。发电期间绕组产生的热量易于传导至发电机的外表面。由于根据实施例的外表面上添加有散热片，发电过程中，热量可从发电机传递至通过发电机的气流。散热片优选地从外表面横向地凸出，并基本等距地隔开。在散热片沿着外表面纵向地延伸的同时，其也可以具有考虑到由叶片和/或散热片自身的运动所带来的气流干扰的曲线或轮廓。
在实施例中，每个发电机均在外部本体上具有永久磁体，并在内部本体上具有绕组/线圈。这产生一种内部具有定子单元外部具有转子的机器。在该布置中，磁体优选地附设于转子的内表面，而绕组附设于转子轴的外表面。该解决方案的优点是更大的功率系数(specific output，比输出)、将发电机释放的全部热量用于除冰系统的可能性、以及使将电流从发电机传导至塔所需的电力电缆的定位简化。
优选地，每个转子通过单个轴承支撑，优选为锥形滚柱式轴承。因为只有一侧需要容纳轴承，所以单个轴承布置简化了发动机安装结构。单个轴承布置还消除了发电机中的危险涡流，该涡流在定子壁、转子壁、以及设置在两个轴承布置的活动部分(绕组/线圈)的端部处的轴承的滚柱本体之间形成暂时电路。而且，因为锥形滚柱必须预加应力，所以单个轴承布置简化了轴承的调整过程；具有两个轴承(发电机的每端具有一个轴承)的实施例存在关于结构公差和热变形的设计问题。单个轴承布置只需要一个集中在发电机的前部的密封润滑系统。因为对滚柱预加应力基本消除了轴承中的游隙，所以单个轴承布置中所用的轴承类型提供了高度的滚动精确性，并且提供了提高发电机产量和效率的低滚动阻力。
附图说明
另外的特性和细节包含在权利要求中以及对由风驱动的发电机的说明中，包含在如附图所示的其优选实施例中，附图中：
图1示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直轴平面的截面图，其中，发电机在风轮机支撑结构的相对两侧上；
图2示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直轴平面的截面图，其中，发电机串联在风轮机支撑结构的一侧上；
图3示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直轴平面的截面图，其中，这些发电机为同心的；
图4示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直面的截面图，其与图1的多发电机式风轮机相似，但是在与图2所示的风轮机相似的支撑结构的每侧上使用多个发电机；
图5示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直面的截面图，其与图2和图3的多发电机式风轮机相似，在与图2所示的风轮机相似的支撑结构的每侧上采用图3的同心多发电机；
图6示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直面的截面图，其与图2和图3的多发电机式风轮机相似，在与图2所示的风轮机相似的支撑结构的每侧上采用串联的图3的同心多发电机；
图7示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直面的截面图，其与图1和图3的多发电机式风轮机相似，在与图1所示的风轮机相似的支撑结构的一侧上采用串联的图3的同心多发电机；
图8示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直面的截面图，其与图7的多发电机式风轮机相似，但是采用更加模块化的形式；
图9示出了如图1的多发电机式风轮机，但是还包括至少一个根据实施例的离合器；
图10示出了如图2的多发电机式风轮机，但是还包括至少一个根据实施例的离合器；
图11示出了如图4的多发电机式风轮机，但是还包括至少一个根据实施例的离合器；
图12示出了如图5的多发电机式风轮机，但是还包括至少一个根据实施例的离合器；
图13示出了如图6的多发电机式风轮机，但是还包括至少一个根据实施例的离合器；
图14示出了如图7的多发电机式风轮机，但是还包括至少一个根据实施例的离合器；
图15示出了如图8的多发电机式风轮机，但是还包括至少一个根据实施例的离合器；
图16示出了沿根据实施例的多发电机式风轮机的垂直面的截面图，其组合有不同类型的发电机；
图17示出了如图16的多发电机式风轮机，但是还包括至少一个根据实施例的离合器。
具体实施方式
图1中，由参考标号1总体上指示多发电机式风轮机。风轮机1的支撑结构2包括置于支撑塔4顶部的连接结构3，优选地具有可旋转连接部5以允许单个驱动叶片装置6面向风吹来的方向。叶片装置6包括多个叶片，并驱动两个发电机110、120。如图1所示，发电机110、120可布置成一个发电机110位于支撑结构2的叶片侧，而另一个发电机120位于支撑结构的相对侧。发电机110、120的壳体111、121各自优选地均承载有多个周向分布的散热片112、122，以吸走来自发电机110、120的热量，当空气通过散热片112、122时，将热量释放到滑流中。叶片侧的发电机110包括连接至驱动叶片装置6的转子113，该驱动叶片装置使转子113在其壳体111和附设于连接结构3的定子114中转动。优选地，壳体111、121是定子114、124的外表面，其中，定子是发电机110、120中的主要热源。在实施例中，第一发电机110的转子113机械地连接至第二发电机的转子123，由此为第二发电机120提供动力。每个转子113、123均由一个轴承7支撑，这些轴承可安装在各自的定子114、124上，以允许转子113、123的转动。优选地，第一发电机110的转子113通过离合器选择性地机械连接至第二发电机的转子123，由此在风速太低不能驱动两个发电机时，允许涡轮机1在仅一个发电机发电的情况下运转。
在图2中所示的可替代实施例中，多发电机式风轮机1还是包括两个发电机110、120，但是它们都位于支撑结构2的一侧上。因此，驱动叶片装置6连接至第一发电机110的转子113，第一发电机的转子通过相对短的连接器230(诸如短管)连接至第二转子123。在此布置中，两个壳体111、121可组成单个壳体200，并且散热片112、122可组合形成一个较长的从壳体200延伸的多个周向分布的散热片210。
如图3所示，在另一个可替代实施例中，第一发电机110和第二发电机120可通过使用双侧转子310同心地布置，双侧转子的一侧(如内侧311)承载有第一转子113，而双侧转子的另一侧(如外侧312)承载有第二转子123。双侧转子310在双定子320内旋转，其中第一转子113面向双定子320的内部321的外表面上的第一定子114，而第二转子123面向双定子320的外部322的内表面上的第二定子124。于是叶片装置6驱动双定子320中的双侧转子310以发电。
图4中所示的风轮机1的另一个可替代实施例采用了布置在如图1中的支撑结构2的相对侧上的两个发电机110、120，但是每个发电机110、120自身均包括多个发电机，这些发电机全部由单个叶片装置6驱动。为方便起见，对于图4-图7，第一发电机110和第二发电机120将被称为第一发电机组和第二发电机组。在支撑结构2的叶片侧上，第一发电机组110包括至少两个如图2中串联布置的发电机410、420，而支撑结构2的相对侧上的第二发电机组120包括至少两个类似布置的发电机430、440。第一转子413由叶片装置6驱动，以在其定子414中旋转，第一转子通过相对短的轴415连接至第二转子。第一发电机组110的第二转子423连接至主轴130，该主轴机械地连接至第二发电机组120的第一转子433，为第二发电机组120提供动力。第二发电机组120的第一转子433在其相应的定子434中旋转，并通过相对短的轴435连接至第二发电机组120的第二转子443。第一发电机组110的发电机410、420的壳体以及第二发电机组的发电机430、440的壳体可合并为如图2所示的涡轮机中的支撑结构2的每侧上的单个壳体450。同样，散热片可组合成每个壳体450上的单组较长的周向分布的散热片460。
在另一个实施例中，如图5所示的风轮机1再次采用布置在支撑结构2的相对侧上并由如图1和图4中的主轴130连接的两个发电机组110、120，但是每个发电机组的发电机为如图3的同心式发电机。在支撑结构2的叶片侧，第一发电机组110包括至少两个如图3中同心布置的发电机510、520，而支撑结构2的相对侧上的第二发电机组120包括至少两个类似布置的发电机530、540。第一双侧转子550的一侧(如内侧551)承载有第一转子513，而其另一侧(如外侧552)承载有第二转子523。双侧转子550在双定子560内旋转，其中第一转子513面向双定子560的内部561的外表面上的第一定子514，而第二转子523面向双定子560的外部562的内表面上的第二定子524。第一转子513由叶片装置6驱动，以在其定子514内旋转，第一转子513通过主轴130连接至第二发电机组120的第一转子533。
图6示出了根据另一个实施例的风轮机，该实施例将图5的同心多组布置与图2的串联布置相组合。叶片装置6驱动第一转子，第一转子驱动第二转子，第二转子通过主轴130机械连接至第二发电机组。在第二发电机组120中，第一转子连接至主轴130和第二转子。
图7示出了将图2的串联多组布置与图3的同心多发电机相组合的风轮机。因此，驱动叶片装置6驱动第一双定子72中的第一双转子71，第一双转子机械地连接至相应的双定子74内的第二双转子73。
图8示出了与图2所示的风轮机非常相似的风轮机，但是其在发电机之间采用法兰86，以制造模块化布置。在如图2所示的布置中，两个发电机81、82都位于支撑结构2的一侧上。因此，驱动叶片装置6连接至第一发电机81的转子813，第一发电机的转子包括一个相对短的连接器815，诸如短管，其终止于法兰816。法兰816连接至第二发电机82的第二连接器825上的对应法兰826。因此，第一转子813通过连接器815、825以及法兰816、826连接至第二转子823。在该布置中，两个壳体811、821优选地还包括对应的法兰817、827。如所示出的，两个发电机81、82实际上为组件(module，模块)。尽管如必要可以使用附加轴承，但是这些组件可依靠第一发电机81的单个轴承7。图2的散热片112、122可组合以形成一个较长的从壳体80延伸的多个周向分布的散热片83，或可以仅是保持分离，并当组装组件时排列成行。应当清楚的是，图8所示的模块化布置可应用在其他布置中，例如图1-图7所示的布置，以得到包括多个发电机和/或发电机组的风轮机的模块化结构。
正如显而易见的那样，尽管图1-图7中的每个发电机组中示出了一个或两个发电机，但按需要每个实施例中可将更多的发电机组合并在每个发电机组内或作为附加的发电机组。在所有实施例中，在各个发电机之间可以包括一个或多个离合器，以实现风轮机的可变功率输出，以及风轮机在比所有发电机同时运转时所需速度更低的速度下运转。在图9至图16中示出了可以采用的布置的一些实例。图9示出了图1的布置，但是示意性地示出了在第一转子和第二转子之间的通路中具有离合器910。尽管示出了离合器在主轴中，但很显然该离合器可在其中一个转子中、在一个转子和轴之间、或嵌入主轴的两个半轴的接头中。可以使用任何合适类型的离合器。对于半轴之间的离合器，离心式离合器可能尤其有利。在运转中，第一发电机将在超出只驱动第一发电机所需的最小速度的全风速下运转。当风速低于使用两个发电机的最小风速时，离合器不啮合，仅第一发电机被使用。当风速达到使用两个发电机的最小风速时，离合器啮合，以使第二发电机联机。图12、图14和图15示出了图5、图7和图8的离合器联结形式，它们以与图9中所示的图1的离合器联结形式相似的方式运转。
图10示出了图2的布置，但是示意性地示出了在第一转子和第二转子之间具有离合器1010。应当显而易见的是，离合器可以处于两个转子之间的任何合适位置中，并且可以使用任何合适类型的离合器。在运转中，第一发电机将在超出只驱动第一发电机所需的最小速度的全风速下运转。当风速低于使用两个发电机的最小风速时，离合器不啮合，仅第一发电机被使用。当风速达到使用两个发电机的最小风速时，离合器啮合，以使第二发电机联机。
图11示出了图4的布置，但是示意性地示出了在第一转子和第二转子之间具有离合器1110，在第一发电机组和第二发电机组之间的通路中具有离合器1120，并且在第三转子和第四转子之间具有离合器1130。示出了三个离合器，但不是所有离合器都是必须的。包括这些离合器是为了示例目的。可以使用任一个、任两个、或全部三个离合器，适当时可使用附加的离合器。应当显而易见的是，每个离合器能够处于其间的任何合适的位置处，并且可以使用任何合适类型的离合器。对于半轴之间的离合器，离心式离合器尤其有利。在所示三个离合器运转的情况下，第一发电机将在超出只驱动第一发电机所需的最小速度的全风速下运转。当风速低于使用第一发电机组中的两个发电机的最小风速时，离合器1110不啮合，仅第一发电机被使用。当风速达到使用第一个发电机组中的两个发电机的最小风速时，第一转子和第二转子之间的离合器1110啮合，以使第二发电机联机。当风速达到驱动第一发电机组以及第二发电机组中的一个发电机所需的较高速度时，发电机组之间的离合器1120可啮合。并且当达到需要驱动所有发电机的更高的风速时，第三离合器1130可啮合。图13示出了图6的离合器联结形式，其能够以非常相似的方式运转。
图16是例证了能够将不同类型的发电机混合至实施例中的多发电机式涡轮机中。示出的具体实例将左侧的图1的简单环形发电机与右侧的图3的双侧同心发电机相组合。图17示出了离合器可用在实施例的混合发电机式涡轮机中。图16和图17示出的组合为可能形成的组合的实例。应当显而易见的是，发电机类型的其他组合，即使是在发电机组内的其他组合，均落在本发明的范围内。
将可以理解的是，如果期望，上面所公开的各种以及其他的特征和功能、或其可替代物可以组合到多种其他不同的系统或应用中。而且，应当注意，各种目前无法预料或不曾预料到的可替代物、修改、变化或改进可能随后由本领域的技术人员做出，但其也应包含在所附权利要求中。

Claims (23)

1.一种多发电机式风轮机，包括：安装在一个支撑结构上的至少两个发电机，所述发电机中的第一发电机连接至一个驱动叶片装置，从而被所述驱动叶片装置驱动；以及布置在所述第一发电机与第二发电机之间的至少一个离合器，所述第一发电机通过所述离合器选择性地机械连接至第二发电机，以驱动所述第二发电机。
2.根据权利要求1所述的多发电机式风轮机，其中，所述第一发电机和第二发电机各自包括至少一个转子和至少一个定子，所述第一发电机的一个转子机械地连接至所述叶片装置，并选择性地机械连接至所述第二发电机的一个转子。
3.根据权利要求1所述的多发电机式风轮机，其中，所述第一发电机安装在所述支撑结构的叶片侧上，而所述第二发电机安装在所述支撑结构的与所述叶片侧相对的一侧上，并且一个主轴选择性地机械连接至所述第一发电机和第二发电机中的至少一个发电机，以将动力从所述第一发电机传递至所述第二发电机。
4.根据权利要求3所述的多发电机式风轮机，其中，所述主轴包括第一半轴和第二半轴，所述第一半轴连接至所述第一发电机并从所述第一发电机朝向所述第二发电机延伸，而所述第二半轴连接至所述第二发电机并从所述第二发电机朝向所述第一发电机延伸，所述第一半轴和第二半轴中的一个半轴具有第一端部，所述第一端部的外径小于所述第一半轴和第二半轴中的另一个半轴的第二端部的内径，以使所述第一端部伸入所述第二端部中，两个端部相连接以形成所述主轴。
5.根据权利要求4所述的多发电机式风轮机，其中，所述至少一个离合器被布置成连接所述第一端部和第二端部。
6.根据权利要求1所述的多发电机式风轮机，其中，所述第一发电机和第二发电机均布置在所述支撑结构的叶片侧上。
7.根据权利要求3所述的多发电机式风轮机，其中，所述第一发电机和第二发电机中的每一个发电机包括至少一个转子和至少一个定子，所述第一发电机的一个转子机械地连接至所述驱动叶片装置，从而被所述驱动叶片装置驱动，所述第二发电机的一个转子通过所述主轴选择性地机械连接至所述第一发电机，所述主轴延伸通过所述第一发电机和第二发电机之间的连接结构。
8.根据权利要求7所述的多发电机式风轮机，其中，所述第一发电机和第二发电机为第一发电机组和第二发电机组，所述第一发电机组至少包括第一发电机和第二发电机，而所述第二发电机组至少包括第三发电机和第四发电机。
9.根据权利要求8所述的多发电机式风轮机，其中，所述第一发电机和第二发电机同心布置，并且所述第三发电机和第四发电机同心布置，所述第一发电机的转子和第二发电机的转子安装在第一双转子的相反两侧上，所述第三发电机的转子和第四发电机的转子安装在第二双转子的相反两侧上，所述第一发电机的定子和第二发电机的定子安装在第一双定子的相对表面上，所述第三发电机的定子和第四发电机的定子安装在第二双定子的相对表面上。
10.根据权利要求2所述的多发电机式风轮机，其中，所述第一发电机和第二发电机中的一个发电机包括环形发电机，并且所述第一发电机和第二发电机中的一个发电机包括同心布置的双发电机，所述环形发电机包括一个转子，该转子在内环的外表面上具有元件，并且该元件面对外环的内表面上的定子元件，所述同心布置的双发电机包括一个双侧环形转子，该双侧环形转子在其内环形表面和外环形表面上具有转子元件，并且所述转子元件面对安装在所述定子的外环形表面和内环形表面上的相应定子元件。
11.一种模块化风轮机，包括：支撑结构；第一发电机，连接至一个驱动叶片装置，从而被驱动；连接器，从所述第一发电机的转子延伸并终止于转子法兰；以及定子法兰，位于定子的与所述叶片装置相对的一端处。
12.根据权利要求11所述的模块化风轮机，其中，所述定子法兰附设于所述支撑结构。
13.根据权利要求11所述的模块化风轮机，还包括第二发电机，所述第二发电机包括对应的转子连接器和对应的转子法兰和定子法兰，所述第一发电机的所述转子法兰连接至所述第二发电机的所述转子法兰，并且所述第一发电机的所述定子法兰连接至所述第二发电机的所述定子法兰。
14.根据权利要求13所述的模块化风轮机，其中，所述第二发电机布置在所述第一发电机与所述支撑结构之间，所述第二发电机在与所述叶片装置相对的一端处附设于所述支撑结构。
15.根据权利要求13所述的模块化风轮机，其中，所述第一转子法兰和第二转子法兰通过离合器连接，以使当所述离合器接合时，所述第二转子由所述第一转子驱动，但是当所述离合器分离时，所述第二转子不被所述第一转子驱动。
16.根据权利要求15所述的模块化风轮机，其中，所述定子法兰能够从所述支撑结构上拆除，以允许在所述第一发电机与所述支撑结构之间安装第二发电机，所述第二发电机包括对应的转子连接器和对应的转子法兰和定子法兰，所述第一发电机的转子法兰连接至所述第二发电机的转子法兰，并且所述第一发电机的定子法兰连接至所述第二发电机的定子法兰。
17.一种多发电机式风轮机，包括：
至少两个发电机，所述至少两个发电机中的每个发电机都包括至少一个基本为管状的转子和至少一个基本为管状的定子，所述至少一个定子能够由支撑塔支撑；
所述至少一个转子和所述至少一个定子中的每一个都承载有相互对立的磁场发生器和绕组中的一个；
所述至少一个定子和所述至少一个转子基本是同心的，从而所述定子和转子中的一个至少部分地位于所述定子和转子中的另一个之内，以使所述相互对立的磁场发生器和绕组彼此面对；
叶片装置，位于所述至少两个发电机中的一个发电机的与所述支撑结构相对的一侧上，所述叶片装置包括一个毂，该毂附设于所述至少两个发电机中的一个发电机的转子，所述叶片装置还包括从所述毂径向地延伸并由所述毂支撑的至少两个叶片；以及
单个轴承，径向地安装在所述至少两个发电机中的一个发电机的定子与转子之间。
18.根据权利要求17所述的多发电机式风轮机，其中，所述轴承的内圈承载于所述定子和转子内部的毂端上，而所述轴承的外圈承载于所述定子和转子外部的毂端上，所述单个轴承承受推力和轴颈负荷。
19.根据权利要求17所述的多发电机式风轮机，其中，在所述支撑结构与在所述支撑结构的一侧上的所述叶片装置之间安装有至少一个发电机。
20.根据权利要求19所述的多发电机式风轮机，其中，在所述支撑结构的与所述叶片装置相对的一侧上安装有至少一个发电机。
21.根据权利要求17所述的多发电机式风轮机，其中，所述至少两个发电机是模块化的。
22.根据权利要求17所述的多发电机式风轮机，其中，所述支撑结构也是基本为管状的，所述至少两个发电机中的每个发电机的至少一个转子和至少一个定子的基本为管状的特性以及所述支撑结构的基本为管状的特性为所述风轮机赋予了基本为管状的特性，并提供通过所述风轮机的通路，以允许人们方便进入所述风轮机的内部。
23.根据权利要求22所述的多发电机式风轮机，其中，所述风轮机的基本为管状的特性允许气流通过所述风轮机到达所述毂和所述叶片。
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