CN106464061A - 用于修理发电机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于修理优选地风轮发电机组(WTG)中的发电机(10)的方法，所述发电机具有定子和相对于所述定子以可旋转的方式安装的转子(30)。修理发电机的该方法提供转子连接环(40)，该转子连接环具有位于两个不同平面中的第一导体组件和第二导体组件，每个组件均具有多个传导弧节段。第一多个传导弧节段以及第二多个传导弧节段在它们相应的平面中均形成环状形状，当安装所述转子连接环时，这两个环状形状均与所述中心轴(132)同心。来自所述中心轴的第一电连接(50)连接至用于多个相位(K，L，M)的所述转子连接环。第二电连接(60)进一步从所述转子连接环连接到所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位(K，L，M)的相应绕组。所述转子连接环改进了发电机的旋转稳定性和热稳定性。

Description

用于修理发电机的方法

技术领域

本发明涉及用于修理发电机的方法，本发明还涉及优选地用于在风轮发动机组(WTG)中使用的发电机。本发明还涉及相应的风轮发动机。

背景技术

作为绿色和充足能源的风力通常被提议为最有前景的动力源之一并且已在世界范围内获得了大的契机。在近几十年中，具有不同发电机的风轮机已被研制出以增大最大动力捕获、最小化成本并且将风轮机的使用扩展到近岸和离岸应用中。

风轮机或者风轮发电机(WTG)因此在几十年中在发电方面经历了日益增大的重要性，并且从WTG发电的该增长由于从矿物燃料(即，煤、油和气)到更为环境零伤害发电的全球过渡而希望继续。

风轮机通过在风况下由风轮机的叶片驱动的发电机将风力转换成电能。在一些风轮机中，发电机包括均具有多相绕组的定子和转子，诸如双馈感应式发电机(DFIG)、级联调整式发电机、感应式或者同步式发电机或者DC发电机。

当具有相对于发电机的定子旋转的转子时，电力必须被传递到转子或者从转子传递。电力可以通过滑动环组件被传递，滑动环组件也称为旋转电气接口、旋转电连接器、收集器或者转动或电力旋转接头，以能够使转子在相对于定子旋转的同时接收或者回流电力。当具有带多相位绕组的转子时，风轮机内的控制系统能够调整频率，使得风轮机以预定频率(例如，近似50Hz)下生产。

对于具有双馈感应式发电机(DFIG)的风轮机，来自旋转轴的中央部的转子线缆必须被电连接到转子的周缘上的转子绕组(通常为3相)。由于转子的加热，来自转子特定预防措施的高电流和高旋转速度的线缆是必要的。

转子线缆通常由螺栓和类似装置固定，但是经验表明，该构造在长时间操作下不足够稳定并且重大故障实际上由此产生，从而导致一些WTG的完全停机。由于近年来所安装的WTG的数量的增长以及对于发电的相应的重要性，非常不希望长时期的这样的停机。

因此，用于修理发电机的改进方法将是有利的，并且尤其是更有效和/或可靠的方法将是有利的。

发明目的

本发明的另外目的是提供现有技术的另选方式。

具体地，可以作为本发明的一个目的的是提供一种解决了现有技术的具有重大故障的上述问题的修理发电机的方法。

发明内容

因此，上述目的以及若干其它目的旨在本发明的第一方面中获得，该第一方面提供一种用于修理优选地在风轮发电机(WTG)中的发电机的方法，所述发电机包括：

-定子，该定子具有形成多个定子相位(U，V，W)的绕组；以及

-转子，该转子相对于所述定子以可旋转的方式安装在所述发电机中，该转子在该转子的面对所述定子的外部上具有形成多个转子相位(K，L，M)的绕组，该转子具有通过中心轴并且向外至所述多个相位(K，L，M)的电气通路，

修理所述发电机的所述方法包括：

1)提供转子连接环，该转子连接环包括位于两个不同平面中的第一导体组件和第二导体组件，所述第一导体组件和所述第二导体组件分别具有第一多个传导弧节段以及第二多个传导弧节段，所述第一多个传导弧节段以及所述第二多个传导弧节段在它们相应的平面中均形成环状形状，当安装所述转子连接环时，这两个环状形状均与所述中心轴同心；

2)提供从所述转子的所述中心轴到用于所述多个相位(K，L，M)的所述转子连接环的第一电连接；以及

3)提供第二电连接，该第二电连接进一步从所述转子连接环到所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位(K，L，M)的相应绕组，

其中，所述第一电连接、所述中间转子连接环以及所述第二电连接在安装在所述发电机中时便于形成从所述转子的所述中心轴到所述转子上的对应的所述多个相位(K，L，M)的电气通路。

本发明尤其是但不排他地有利于提供一种改进的修理发电机的方法，在该发电机中，电力待被传递到转子的绕组。由于根据本发明的转子连接环，电连接显著地更加稳定，并且由申请人进行的测试已表明：与从中心轴到多个绕组在先施加的线连接相比，尤其改进了热稳定性。在发电机中的一些关键位置处，申请人已观察到通过使用本发明使得温度显著降低，达到20度。

术语“弧节段”可以宽泛地解释为由传导材料制成的弯曲路径或节段，该弯曲路径或节段的宽度和高度适于将电力运载至转子上的连接相位。其尤其可以是圆弧节段，但是在本发明的背景下也可构想其它形式，例如，多边形(三角形、方形等)。有利地，所述传导弧节段彼此电绝缘以避免短路。这可以通过以下被获得：所述第一导体组件和所述第二导体组件均被嵌入在绝缘环构件中，绝缘环构件具有用于接收所述传导弧节段的对应凹部。所述导体组件的环状形状总体上由所述弧节段的形状形成。在一些实施方式中，所述环状形状类似于具有径向延伸的圆。

当从所述中心轴观察时，所述第一导体组件和所述第二导体组件的环状形状大体上可以覆盖所述转子连接环的整个圆周。更具体地，每个组件均可以覆盖90％，优选地95％，更优选地98％等的角延伸，更高的覆盖对于环的旋转稳定性具有积极影响。

在一个实施方式中，每个所述第一导体组件和所述第二导体组件中的弧节段的数量均等于所述转子上的相位(K，L，M)的数量，优选地，转子相位和每个导体组件中的弧节段的数量等于三。另选地，转子相位可以任选地是2或4、5或者6、7、7、8、10及以上，这取决于应用和环境。代表性地，定子相位的数量等于转子相位的数量。

为了有利的电接触，所述传导弧节段中的一个或多个包括径向向内指向的连接垫(当从所述中心轴观察时)，以接收并安装来自所述中心轴的对应的第一电连接，从而承载所述转子相位的高电流。附加地或者另选地，所述传导弧节段中的所述一个或多个包括径向向外指向的连接垫，以接收并安装用于所述对应的转子相位(K，L，M)的所述第二电连接，其可支持稳定的电接触。有益地，所述一个或多个传导弧节段可以具有径向向内指向的连接垫，该径向向内指向的连接垫相对于所述中心轴放置在与径向向外指向的连接垫不同的角位置处，以与发电机的电气通路对准，由此提供旋转稳定性。

在一个优选实施方式中，弧节段的数量可以是三个，但弧节段的其它数量可以是2、4、5、6、7、8、9、10及以上，这取决于环境和应用，尤其是取决于待被供应电力的不同转子相位的数量。第一导体组件和第二导体组件中的弧节段的数量可以是相同的或不同的。弧节段可以由传导材料制成，诸如铜合金或者类似物。传导材料对于弧节段可以是相同的或不同的。

有利地，所述一个或多个传导弧节段上的径向向外指向的连接垫的角位置便于使得对应的第二电连接能够沿大体上径向方向朝向所述转子上的相应相位(K，L，M)被安装，这是有利的，尤其是如果所述第一电连接和/或所述第二电连接包括适于旋转力的导电线时。这样的线可以在修理期间被安装在对应的连接垫上或者可以已经存在于所述发电机中。

在修理期间所述第一电连接和所述第二电连接与所述转子连接环的固定和电接触尤其重要。如果使用线或线缆，其固定可以利用所述第一电连接和/或所述第二电连接的专用螺栓和螺母来执行。另选地或者附加地，在本发明的原理和教导内，可以应用诸如感应焊接、银焊、MIG焊接之类的其它固定方法。具体地，这样的固定的绝缘等级可以是比发电机自身更高的等级，其通常为绝缘等级H(额定达180摄氏度)。有利地，根据本发明的实施方式，至少所述第二电连接形成为不具有线/线缆。

在若干实施方式中，所述方法可以包括移除从所述中心轴到所述转子相位(K，L，M)的在先接通的第一电连接和第二电连接的初始步骤，即：提供执行根据本发明的修理方法的可能性。

在一些实施方式中，所述转子的中心轴可以包括旋转电接口，该旋转电接口为从所述转子外侧至所述旋转转子的电气通路提供过渡，所述旋转中心轴上的所述电气通路在该轴上靠近所述转子相位具有出口位置，有时也称为滑动环。可以应用各种旋转电接口，例如连接转子的刷等。中心轴上的所述电气通路的所述出口位置和对应的径向向内指向的连接垫相对于所述中心轴可以具有类似的角位置，从而便于使得能够将所述第一电连接沿大体上径向方向朝向所述径向向内指向的连接垫安装以提高旋转稳定性。

所述旋转电接口可以包括沿着旋转轴线的电气通路，所述电气通路例如是导电线缆。另选地，所述电气通路的部件可以是所谓的导体棒，这些导体棒相对于旋转来说更加稳定。

优选地，所述第一导体组件和所述第二导体组件的当从所述旋转轴的中心测量时的径向延伸可以为在所述多个相位(K，L，M)处测量的所述转子的平均直径的10％以下，优选地为5％以下，受限的径向延伸在不向所述转子附加太多重量的情况下足以具有通过环的良好导电性。

在一些实施方式中，可以存在两个以上的导体组件的平面或水平面。所述组件因此可以在若干平面中重叠，所述平面可以径向地和/或有角度地叠置。所述组件可以是相同的但沿着所述中心轴轴向移位。所述组件和所述相应的环状形状可以彼此具有相同、类似或完全不同的直径。

在优选的实施方式中，所述转子连接环是在修理操作开始之前已被组装的单个整体，从而减少整体修理时间。

一些定义：

修理

在本发明的情形下“修理”的动作应解释为包括但不限于通过以其它部件替换部件以将发电机引入功能状态来恢复。不必要处于要进行修理的故障的初始状态下，而是可以通过执行根据本发明的修理方法来改进。修理的动作因此可以与更新、升级、进行维修、执行服务等可互换地使用或者同步。

风轮发电机(WTG)

在本发明的情形下，术语“风轮发电机”或者有时为了简明而仅用“风轮机”应被考虑到包括但不限于这样的风轮发电机(WTG)，该风轮发电机组包括一个或多个(转子)叶片，所述叶片通过风的作用而可以绕水平轴线旋转，并且安装在位于细长塔架的最上部分上的机舱中。机舱自身绕竖直轴线枢转，以将转子叶片转动到与风向合适对准的位置。所述一个或多个转子叶片以取决于风和转子叶片的空气动力学的速度旋转，以驱动将风能转换成电能的发电机。简而言之，风轮机或者风轮发电机或者风力发电机或者气动发电机可以被定义为一种用于将风的动能转换为机械能并且随后转换为电能的装置。

发电机

发电机将动能转换成电能。各种发电机均基于速度范围、布置、成本、重量、尺寸和电网连接处的电能质量来获得。通常，发电机根据操作原理可行地还根据电力水平来分类。通常，AC机器、通用机器以及DC机器是总体可用的操作模式，但在WTG工业内，主要AC机器优选地多相类型(即具有多个相位)被广泛地使用。在多相类型中，发电机可以进一步被分成感应发电机和同步发电机。对于感应类型的发电机，鼠笼型(全馈、定速或者多相位)和卷绕转子(光速或者双馈)作为选择。对于同步类型的发电机，存在大体上三个选择：1)卷绕场；2)永磁体(PM)；以及3)高温超导体(HTS)。

本发明尤其但不排他地与卷绕转子感应发电机更具体地为双馈感应式发电机(DFIG)相关。对于DFIG，已知三种子类型：常规的DFIG、无刷双馈感应式发电机(BDFIM)以及无刷双馈同步发电机(BDFSM)，所有这三种类型在本发明的情形下都相关。本发明还尤其但不排他地与风场类型的同步发电机相关。

通常，本发明尤其与其中来自转子外侧的电连接待与转子的绕组电连接的发电机相关。

在第二方面中，本发明涉及一种用于将机械能转换成电能的发电机，该发电机优选地在风轮发电机(WTG)中，并且该发电机包括：

-定子，该定子具有形成多个定子相位(U，V，W)的绕组；以及

-转子，该转子相对于所述定子以可旋转的方式安装在所述发电机中，该转子在该转子的面对所述定子的外部上具有形成多个转子相位(K，L，M)的绕组，该转子具有通过中心轴并且向外至所述多个相位(K，L，M)的电气通路；

-转子连接环，该转子连接环包括位于两个不同平面中的第一导体组件和第二导体组件，所述第一导体组件和所述第二导体组件分别具有第一多个传导弧节段以及第二多个传导弧节段，所述第一多个传导弧节段以及所述第二多个传导弧节段在它们相应的平面中均形成环状形状，这两个环状形状均与所述中心轴同心；

-从所述转子的所述中心轴到用于所述多个相位(K，L，M)的所述转子连接环的第一电连接；以及

-第二电连接，该第二电连接从所述转子连接环到在所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位(K，L，M)的相应绕组，

其中，所述第一电连接、所述中间转子连接环以及所述第二电连接便于形成从所述转子的所述中心轴到所述转子上的对应的多个相位(K，L，M)的电气通路。

在第三方面中，本发明涉及一种包括发电机的风轮发电机组(WTG)，该发电机包括：

-定子，该定子具有形成多个定子相位(U，V，W)的绕组；以及

-转子，该转子相对于所述定子以可旋转的方式安装在所述发电机中，该转子在该转子的面对所述定子的外部上具有形成多个转子相位(K，L，M)的绕组，该转子具有通过中心轴并且向外至所述多个相位(K，L，M)的电气通路；

-转子连接环，该转子连接环包括位于两个不同平面中的第一导体组件和第二导体组件，所述第一导体组件和所述第二导体组件分别具有第一多个传导弧节段以及第二多个传导弧节段，所述第一多个传导弧节段以及所述第二多个传导弧节段在它们相应的平面中均形成环状形状，这两个环状形状均与所述中心轴同心；

-从所述转子的所述中心轴到用于所述多个相位(K，L，M)的所述转子连接环的第一电连接；以及

-第二电连接，该第二电连接从所述转子连接环到在所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位(K，L，M)的相应绕组，

其中，所述第一电连接、所述中间转子连接环以及所述第二电连接便于形成从所述转子的所述中心轴到所述转子上的对应的所述多个相位(K，L，M)的电气通路。

本发明的第一、第二和第三方向均可以与其它方面中的任一方面组合。本发明的这些和其它方面将从下文描述的实施方式将变得清楚并且将参照这些实施方式来阐述。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述根据本发明的方法。附图示出了实现本发明的一种方式并且不被视为限制落于所附权利要求组的范围内的其它可行实施方式。

图1是根据本发明的风轮发电机(WTG)的示意图；

图2是图1中所示的WGT的机舱的侧视图；

图3是根据本发明的WTG的机械传动系统的示意图，该机械传动系统具有齿轮箱和发电机；

图4是根据本发明的发电机的示意性剖视图；

图5是根据本发明的发电机的转子的示意性剖视图；

图6是根据本发明的转子连接环的分解立体图；

图7示出了根据本发明的转子连接环在安装时的示意性立体图；

图8是根据本发明的发电机的转子的示意性侧剖视图；

图9是示出了一个相位K的电气通路的示意图；

图10是示出了对根据本发明的转子连接环的温度的影响的曲线图；以及

图11是根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1是当在前视图中观看时的根据本发明的风轮发电机(WTG)100的示意图。WTG100包括一个或多个以可旋转的方式安装的叶片110，例如如图1中所示为三个叶片，所述叶片经由毂106连接到机舱104。机舱104以枢转的方式安装在塔架108的上部上。转子叶片以基于风和转子叶片的空气动力学的速度旋转，以驱动发电机(图1中未示出)，以将风能转化成电能。

图2是来自图1的WGT的机舱的侧视图，示出了叶片110(在这里仅部分地示出一个叶片)经由毂106在机舱104中的机械连接。对于WTG设计和应用的进一步细节，有经验的读者例如参照Erich Hau的风轮机基本原则、技术、应用、经济(Springer Verlag，2006)。叶片110在发电机领域中通常被称为原动机)。

图3是根据本发明的图1至图2中所示的WTG 100的机械传动系统的示意图，该机械传动系统具有中间齿轮箱130和发电机10。机械传动系统通常包括从毂106到发电机10的旋转部件。连接到毂106的第一旋转轴131继而还连接到齿轮箱130，齿轮箱130将叶片110的低旋转速度显著地加档并且经由第二轴132将更高的旋转速度传递到发电机10，在发电机10处，旋转能例如通过双馈感应式发电机(DFIG)或者考虑到通常作用在原动机上的风的固有性质适于在风轮机中应用的其它种类的发电机以电磁方式转换成电能。第一轴131的典型旋转速度为每分钟10至20转(RPM)，并且对于第二轴132为1000至1600RPM。第一旋转轴131和第二旋转轴132对准(但平行构造也是可行的)的所示传动系统组件是用于WTG传动系统的常规构造，但本发明不限于机械传动系统的该具体构造，例如，发电机10可以另选地经由将旋转运动引导到正交方向的齿轮被竖直地安装，该发电机和任选地齿轮箱可以另选地被安装在塔架脚部处等。本发明还可以应用于不具有齿轮箱的机械传动系统。

图4是根据本发明的发电机10尤其是双馈感应式发电机类型的(如从毂106所见的)示意性剖视图，但是如由本领域技术人员将理解的，本发明的教导和原则可应用于任何发电机，在该发电机处，转子30通过到合适的转子部件的电气通路或者电连接而待被供应电力。发电机10在风轮发电机(WTG)中位于机舱104内，如以上结合图1至图3所说明的那样。发电机10包括定子20，该定子具有形成多个定子相位(常规上被标以U、V和W，如图所示)的绕组。为了简便起见，定子相位之间的分离未被示出，但是三个相位等分定子圆周，即，近似120度，并且均能够被布置成具有北极和南极(未示出)的极对，极对在定子圆周上在它们之间以180度相对地布置。

转子30相对于定子20以可旋转的方式被安装在发电机10中，如由箭头A所示，转子具有形成多个转子相位的绕组，如这里在转子30的面对定子20的外部上被示出具有三个相位，这三个相位常规上被标以K、L和M。与定子相位类似，三个转子相位能够被布置成具有北极和南极(未示出)的极对，极对在转子圆周上在它们之间以180度相对地布置。这样，转子上的极之间的角距离将是60度(总共6个极)。

尽管不直接影响本发明，但可以提及的是，转子构造可以是星形或者Δ连接(还称为Y形连接或者Δ连接)。在本发明的背景下构想各种转子连接，例如并联连接或者串联连接。

对于转子和定子相位构造以及其可行变形的进一步细节，有经验的读者例如参考Theodore Wildi的电机、传动装置和电力系统的相关部分(2002，Prentice Hall)。

转子30具有例如经由滑动环(未示出)通过中心轴132并且向外至多个相位K、L和M的电气通路，如发电机领域的技术人员将容易理解和清楚的那样。

图5是根据本发明的发电机10的转子30的示意性剖视图。转子连接环40示出为位于旋转轴132和三个相位K、L和M之间。还示意性地示出了更具体地是从转子30的中心轴132到用于三个相位K、L和M的转子连接环40的第一电连接50，例如由例如铜合金制成的导电线。第一电连接50中的两个更具体地被命名为K1’和K2’，用于表示它们与转子30的外周上的转子相位K相关。两个电连接K1’和K2’均连接到环40，但在环40上彼此电绝缘，如以下将结合图6所说明的那样。类似地，其它第一电连接50在转子连接环40上彼此电绝缘。

图5还示出了从转子连接环40到转子30的外部上的多个相位K、L和M的相应绕组的第二电连接60。第二电连接60中的两个也更具体地被命名为K1’和K2’，用于表示它们与转子30的外周上的转子相位K相关。

在该实施方式中，每个相位K、L和M均因此利用两个电连接而电连接，以形成经由轴132至转子的外部(更具体地至发电机的布置为用于控制各个转子相位上的电力的合适控制电子器件(未示出))的电气通路。因而，第一电连接50、中间转子连接环40以及第二电连接在安装在发电机30上时将便于形成从转子的中心轴132到转子上的相应的多个相位K、L和M的电气通路。

图6是根据本发明的转子连接环40的分解立体图。转子连接环包括处于两个不同平面(如由局部平面P1和P2示意性所示的)中的第一导体组件44和第二导体组件46。平面P1和P2彼此平行以在旋转时获得稳定性并且易于安装环40。

第一导体组件和第二导体组件分别具有第一多个传导弧节段44a、44b和44c以及第二多个传导弧节段46a、46b和46c。第一多个传导弧节段和第二多个传导弧节段均在它们的相应平面P1和P2中形成环状形状。当安装转子连接环40时两个环状形状均与中心轴132(图6中未示出但参见前面的图4和图5)同心，从而增强环40和第一电连接50以及第二电连接60的旋转稳定性。具体地，应注意，弧节段提供了均质材料(例如铜合金)的几乎整圆，从而通过设计获得旋转期间的平衡环。

每个第一导体组件44和第二导体组件46中的弧节段44a、44b和44c以及46a、46b和46c的数量在这里分别等于转子上的相位K、L和M的数量，即，每个导体组件中的转子相位和弧节段的数量等于三。

第一导体组件44和第二导体组件46待被嵌入绝缘环构件48和49中，绝缘环构件48和49具有用于接收传导弧节段的对应凹部，如图6所示。绝缘环构件48或49能够以例如玻璃纤维增强复合材料(例如Petimax或者类似物)制成，优选地由如常规上用于发电机的防火材料制成。

传导弧节段44a包括径向向内指向的连接垫44d，用于接收并安装来自中心轴132的对应的第一电连接50，该连接垫具有孔以用于对应的螺栓固定和连接。类似地，传导弧节段44a包括径向向外指向的连接垫44e，以接收并安装用于对应转子相位的第二电连接60。如图6中所见的，尽管在该图中为了清楚而未被标记出，但其它传导弧节段44b和44c以及46a、46b和46c具有类似的径向向内和向外指向的垫。

从电力观点还值得强调的是，径向向内和向外指向的连接垫(例如垫44d和44e)位于不同的角位置处(如从中心轴所见的)，但它们不位于弧节段44a的末端处，这意味着弧节段的这些末端部(即，不位于垫之间)可能是多余的。然而，从旋转稳定性观点来看，它们不是多余的，因为环40因此被稳定。还能够想到弧节段的传导材料的附加材料有助于热稳定性，因为其在加热的情况下能够充当储热器。

在图6中的分解图的顶部上，示出了封闭环70，该封闭环旨在用于环40的最终安装和绝缘。与环绝缘构件48和49一样，封闭环70应由合适的绝缘和防火材料制成。

在安装转子连接环40之前，环40处于组装状态下，即，第一导体组件和第二导体组件在图6的顶部环70被安装的情况下被插入对应的绝缘环构件48和49中。该方法包括移除从中心轴到转子相位K、L和M的在先接通的第一和第二电连接的初始步骤。

注意，弧节段46a、46b和46c通过绝缘环构件49而彼此电绝缘。尽管弧节段彼此绝缘，但它们在安装环时一起大体上覆盖转子连接环40的整个圆周，当从中心轴所处的中心位置看时。对于在中心z轴与中心轴132的中心平行并且一致的圆柱极坐标，每个导体组件的弧节段均可以覆盖360的近似90％、95％或者98％以上的角坐标(θ)。

图7示出了根据本发明的当安装在转子30中时转子连接环40的示意性立体图。环40在安装装置81和82中固定，安装装置81和82在修理期间具体地安装在转子中，目的是在转子的高速旋转期间将环保持就位。第一电连接50可见在很大程度上从中心轴132被径向指向环40，在环40处，电线被栓接到向内指向的连接垫44d。还示出了经由径向向外的连接垫到达转子的第二电连接60。注意这些连接垫如何弯曲以相对于具有用于它们的电连接的相对平坦表面的第二电连接60提供最佳叠置。

图7中的转子的外径可以为大约700mm，环40的外径和内径分别大约为300mm和大约270mm。第一电连接50(即，来自中心轴的导线)应该足够大以承载至转子相位的高电流(例如1至2kA)，并且因而可能需要大约50至200mm²典型地为90至120mm²的横截面。应考虑传导弧节段的对应尺寸以避免节段中的电阻损失和加热。

环40可以用布覆盖以提供附加固定。第二电连接60也可以用布覆盖以将支撑元件保持就位以在旋转期间抵抗离心力的动作。

图8是与图5类似的根据本发明的发电机的转子30的示意性剖视图。

为了清楚起见，径向向内和向外指向的连接垫在这里未被直接示出，但是参照图5至图7，它们定位在用于第一电连接50和第二电连接60的合适位置。

应理解，如在中心轴132中的圆柱极坐标系中可见的，向内指向的连接垫能够被放置在与径向向外指向的连接垫不同的角位置处，即，第二电连接60k1〞位于与第一电连接50k1ˊθ_1的角位置不同的θ_2处。因此，在K相位的对应传导弧节段上的径向向外指向的连接垫的角位置容易使对应的第二电连接60k1〞能够沿大体径向方向朝向转子30上的相应相位K被安装，如图所示。

转子的中心轴132包括旋转电接口，该电接口提供了用于从转子外侧向旋转转子30的电气通路的过渡，旋转中心轴上的电气通路具有位于轴上在转子相位附近的出口位置。中心轴132上的电气通路的这些出口位置和对应的径向向内指向的连接垫具有类似的角位置，即图8中的θ_1和θ_3，如在中心轴132中在圆柱极坐标系中所见的，从而容易使第一电连接50能够沿大体上径向方向朝向径向向内指向的连接垫被安装。因此，当进行修理时，连接器环优选地特别适于转子构造和其与转子相位的电连接。

图9是示出了一个相位K的电气通路的示意图。为了清楚起见两个通路K1和K2未被示出为在远端处连接到转子相位，但示出了经由中间连接环40的第一电连接50和第二电连接60。注意，K1通路如何经由环40通过平面P1中的弧节段44a电连接，而K2通路如何经由环40通过平面P2中的弧节段46a电连接。还示意性地示出了从转换器95(例如，所谓的滑动环)通过旋转轴132的旋转电接口93。K1和K2内的附有1、2、3等的标记点指示由申请人执行的温度测量点，以显示本发明的效果。

图10是示出了在发电机中的不同位置处对根据本发明的转子连接环的温度(摄氏度)的影响的曲线图。图例术语“旧”是指不具有本发明的温度测量值，而图例术语“新”是指在通过安装有本发明而形成的温度测量值，即，如以上所说明的安装有转子连接环。能够看出，通过本发明使得尤其是在点K1.6和K1.7处的温度的显著降低。

图11是根据本发明的方法即用于修理优选地如图1所示风轮发电机(WTG，100)中的发电机10的方法的流程图，该发电机包括：

-定子20，该定子具有形成多个定子相位U、V和W的绕组；以及

-转子30，该转子相对于所述定子以可旋转的方式安装在所述发电机中，该转子在该转子的面对所述定子的外部上具有形成多个转子相位K、L和M的绕组，该转子具有通过中心轴132并且向外到达所述多个相位K、L和M的电气通路，

修理所述发电机的所述方法包括：

S1：提供转子连接环40，该转子连接环包括位于两个不同平面P1和P2中的第一导体组件44和第二导体组件46，所述第一导体组件和所述第二导体组件分别具有第一多个传导弧节段44a、44b和44c以及第二多个传导弧节段46a、46b和46c，所述第一多个传导弧节段以及所述第二多个传导弧节段在它们相应的平面P1和P2中均形成环状形状，当安装所述转子连接环时，这两个环状形状均与所述中心轴同心；

S2：提供从所述转子的所述中心轴到用于所述多个相位K、L和M的所述转子连接环的第一电连接50；以及

S3：提供进一步从所述转子连接环到在所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位K、L和M的相应绕组的第二电连接60，

其中，所述第一电连接、所述中间转子连接环以及所述第二电连接在安装在所述发电机中时便于形成从所述转子的所述中心轴到所述转子上的对应的所述多个相位K、L和M的电气通路。

简而言之，本发明涉及用于修理优选地风轮发电机WTG中的发电机的方法，所述发电机10具有定子以及相对于所述定子以可旋转的方式安装的转子30。修理所述发电机的所述方法提供了具有处于两个不同平面中的第一导体组件和第二导体组件，每个组件均具有多个传导弧节段。所述第一多个传导弧节段和所述第二多个传导环节段均在它们的相应平面中形成环状形状，在安装所述转子连接环时，环状形状均与所述中心轴132同心。来自所述中心轴的第一电连接50连接到用于所述多个相位K、L和M的所述转子连接环。第二电连接60进一步从所述转子连接环连接到所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位K、L和M的相应绕组。所述转子连接环增强了所述发电机的旋转和热稳定性。

虽然已结合具体实施方式描述了本发明，但其不应被视为以任何方式限制于所示出的示例。本发明的范围由所附的权利要求组来阐述。在权利要求的情况下，术语“包括”或“包括着”不排除其它可行元件或步骤。而且，诸如“一”或“一个”等之类的说明的意义不应被视为排除了多个。权利要求中相对于图中所示的元件的参考标记的使用也不应该被视为限制本发明的范围。此外，在不同权利要求中提及的单独特征可以以可行的方式被有利地结合，并且这些特征在不同权利要求中的意义不排除特征的结合不可行并且是有利的。

Claims (16)

1.一种用于修理优选地在风轮发电机(WTG，100)中的发电机(10)的方法，所述发电机包括：

-定子(20)，该定子具有形成多个定子相位(U，V，W)的绕组；以及

-转子(30)，该转子相对于所述定子以可旋转的方式安装在所述发电机中，该转子在该转子的面对所述定子的外部具有形成多个转子相位(K，L，M)的绕组，该转子具有通过中心轴(132)并且向外至所述多个相位(K，L，M)的电气通路，

修理所述发电机的所述方法包括：

1)提供转子连接环(40)，该转子连接环包括位于两个不同平面(P1，P2)中的第一导体组件(44)和第二导体组件(46)，所述第一导体组件和所述第二导体组件分别具有第一多个传导弧节段(44a，44b，44c)以及第二多个传导弧节段(46a，46b，46c)，所述第一多个传导弧节段以及所述第二多个传导弧节段在它们相应的平面(P1，P2)中均形成环状形状，当安装所述转子连接环时，这两个环状形状均与所述中心轴同心；

2)提供从所述转子的所述中心轴到用于所述多个相位(K，L，M)的所述转子连接环的第一电连接(50)；以及

3)提供第二电连接(60)，该第二电连接进一步从所述转子连接环到所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位(K，L，M)的相应绕组，

其中，所述第一电连接、所述中间转子连接环以及所述第二电连接在安装在所述发电机中时便于形成从所述转子的所述中心轴到所述转子上的对应的所述多个相位(K，L，M)的电气通路。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传导弧节段彼此电绝缘。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一导体组件(44)和所述第二导体组件(46)均被嵌入在绝缘环构件(48，49)中，所述绝缘环构件具有用于接收所述传导弧节段的对应凹部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当从所述中心轴观看时，所述第一导体组件和/或所述第二导体组件的环状形状大体上覆盖所述转子连接环(40)的整个圆周。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，各所述第一导体组件和所述第二导体组件中的弧节段的数量均等于所述转子上的相位(K，L，M)的数量，优选地，转子相位和每个导体组件中的弧节段的数量等于三。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述传导弧节段(44a，44b，44c，46a，46b，46c)中的一个或多个包括径向向内指向的连接垫(44d)，以接收并安装来自所述中心轴的对应的所述第一电连接(50)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述传导弧节段(44a，44b，44c，46a，46b，46c)中的一个或多个包括径向向外指向的连接垫(44e)，以接收并安装用于对应的转子相位(K，L，M)的所述第二电连接。

8.根据权利要求6和7所述的方法，其中，一个或多个传导弧节段具有径向向内指向的连接垫，该径向向内指向的连接垫相对于所述中心轴放置在与径向向外指向的连接垫不同的角位置处。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，所述第一电连接和/或所述第二电连接包括导电线，所述线在修理期间被安装在对应的连接垫上。

10.根据权利要求8以及任选地权利要求9所述的方法，其中，所述径向向外指向的连接垫在所述一个或多个传导弧节段上的角位置便于使得对应的所述第二电连接能够沿大体上径向方向被朝向所述转子上的相应相位(K，L，M)安装。

11.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述转子的所述中心轴包括旋转电接口，该旋转电接口为从所述转子外侧至旋转的所述转子的电气通路提供过渡，旋转的所述中心轴上的所述电气通路在该中心轴上靠近所述转子相位具有出口位置。

12.根据权利要求6和11所述的方法，其中，所述中心轴上的电气通路的所述出口位置和对应的所述径向向内指向的连接垫相对于所述中心轴具有类似的角位置，从而便于使得能够将所述第一电连接沿大体上径向方向朝向所述径向向内指向的连接垫安装。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一导体组件和所述第二导体组件的当从所述旋转轴的中心测量时的径向延伸为在所述多个相位(K，L，M)处测量的所述转子的平均直径的10％以下，优选地为5％以下。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括移除从所述中心轴到所述转子相位(K，L，M)的在先接通的第一电连接和第二电连接的初始步骤。

15.一种用于将机械能转换成电能的发电机(10)，该发电机优选地在风轮发电机(WTG，100)中，并且该发电机包括：

-定子(20)，该定子具有形成多个定子相位(U，V，W)的绕组；以及

-转子(30)，该转子相对于所述定子以可旋转的方式安装在所述发电机中，该转子在该转子的面对所述定子的外部上具有形成多个转子相位(K，L，M)的绕组，该转子具有通过中心轴(132)并且向外至所述多个相位(K，L，M)的电气通路；

-转子连接环(40)，该转子连接环包括位于两个不同平面(P1，P2)中的第一导体组件(44)和第二导体组件(46)，所述第一导体组件和所述第二导体组件分别具有第一多个传导弧节段(44a，44b，44c)以及第二多个传导弧节段(46a，46b，46c)，所述第一多个传导弧节段以及所述第二多个传导弧节段在它们相应的平面(P1，P2)中均形成环状形状，这两个环状形状均与所述中心轴同心；

-从所述转子的所述中心轴到用于所述多个相位(K，L，M)的所述转子连接环的第一电连接(50)；以及

-第二电连接(60)，该第二电连接从所述转子连接环到在所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位(K，L，M)的相应绕组，

其中，所述第一电连接、所述中间转子连接环以及所述第二电连接便于形成从所述转子的所述中心轴到所述转子上的对应的多个相位(K，L，M)的电气通路。

16.一种包括发电机(10)的风轮发电机(WTG，100)，该发电机包括：

-定子(20)，该定子具有形成多个定子相位(U，V，W)的绕组；以及

-转子(30)，该转子相对于所述定子以可旋转的方式安装在所述发电机中，该转子在该转子的面对所述定子的外部上具有形成多个转子相位(K，L，M)的绕组，该转子具有通过中心轴(132)并且向外至所述多个相位(K，L，M)的电气通路；

-转子连接环(40)，该转子连接环包括位于两个不同平面(P1，P2)中的第一导体组件(44)和第二导体组件(46)，所述第一导体组件和所述第二导体组件分别具有第一多个传导弧节段(44a，44b，44c)以及第二多个传导弧节段(46a，46b，46c)，所述第一多个传导弧节段以及所述第二多个传导弧节段在它们相应的平面(P1，P2)中均形成环状形状，这两个环状形状均与所述中心轴同心；

-从所述转子的所述中心轴到用于所述多个相位(K，L，M)的所述转子连接环的第一电连接(50)；以及

-第二电连接(60)，该第二电连接从所述转子连接环到在所述转子的面对所述定子的外部上的所述多个相位(K，L，M)的相应绕组，

其中，所述第一电连接、所述中间转子连接环以及所述第二电连接便于形成从所述转子的所述中心轴到所述转子上的对应的多个相位(K，L，M)的电气通路。