CN107888030A - 用于分析由在发电机的转子处的磁场产生器产生的磁通量的时间变化的方法和测量系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于分析由磁场产生器产生的磁通量的时间变化的测量系统和方法，所述磁场产生器布置在发电机的可移动转子处。所述测量系统包括传感器装置、印刷电路板、布置在所述印刷电路板处的线圈、以及附接构件，所述附接构件布置在所述印刷电路板处并且配置用于在所述发电机的定子处附接所述印刷电路板，从而使得所述印刷电路板位于所述发电机的气隙内。所述测量系统还包括评估单元，所述评估单元电气地联接至所述线圈并且适应于测量通过所述磁场产生器的移动在所述线圈中引起的电量并且将所述测量电量与参考电量作比较。另外，描述了一种用于更换发电机的磁场产生器的方法以及包括配备有此测量系统的发电机的风力涡轮机。

Description

用于分析由在发电机的转子处的磁场产生器产生的磁通量的 时间变化的方法和测量系统

技术领域

本发明涉及可适用于不同类型的机器的、尤其是可适用于风力涡轮机的发电机的领域。具体地，本发明涉及一种用于分析由在发电机的可移动转子处的磁场产生器产生的磁通量的时间变化的测量系统以及一种包括此测量系统的发电机。另外，本发明涉及配备有此发电机的风力涡轮机。另外，本发明涉及一种用于通过使用测量系统来分析由布置在发电机的转子处的磁场产生器产生的磁通量的时间变化的方法。此外，本发明涉及一种用于更换发电机的磁场产生器的方法。

背景技术

许多应用中所使用的发电机均必须建立有高构造精确度。在操作中，包括磁场产生器的转子相对于定子移动并且使得时变磁通量通过定子的多个导体线圈。在发电机的使用期期间，磁场产生器可能退化或者变得易于发生故障（诸如退磁）是可能的。这意味着磁场产生器会随着时间的推移或者在发电机的使用期间退化，或者它们可能变为有故障的磁场产生器。

可能存在对发电机的退化的或者甚至是有故障的磁场产生器进行检测的需要。

发明内容

该需要可以通过根据独立权利要求的主题来满足。通过从属权利要求描述了本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于分析由布置在发电机的可移动转子处的磁场产生器产生的磁通量的时间变化的测量系统。该测量系统包括传感器装置，该传感器装置包括：印刷电路板、布置在印刷电路板处的线圈、以及布置在印刷电路板处的附接构件。附接构件配置用于在发电机的定子处附接印刷电路板，从而使得印刷电路板位于发电机的气隙内。测量系统还包括评估单元，该评估单元电气地联接至线圈并且适应于测量通过磁场产生器的移动在线圈中引起的电量并且将该测量电量与参考电量作比较。

本发明的该方面是基于如下概念：在与无故障的磁场产生器相比时，退化的或者有故障的磁场产生器引起退化磁场。通过识别该退化磁场，可以辨别退化的或者有故障的磁场产生器。

如果在装置（诸如，发电机）中使用有故障的磁场产生器，则该磁场产生器所产生的磁场可能不再均匀。该不均匀性可能引起发电机的效率损失和性能损失，能够通过辨别退化的或者有故障的磁场产生器并且通过用无故障的磁场产生器来替换或者更换来克服这些损失。为此，并且根据本发明的实施例，测量系统可以用于通过使用传感器装置来检测或者辨别退化的或者有故障的磁场产生器，该传感器装置包括用于测量磁通量（尤其是磁通量的时间变化）的构件。许多常规机器（例如，许多常规发电机）可以配置有此测量系统。通过将印刷电路板布置在发电机的转子与定子之间的气隙中，可以提供简单且容易的附接，这仅仅引起较小的设计变化或者甚至根本不会引起设计变化。因此，给许多常规发电机配备此测量系统是容易的并且不会花费太多时间和精力。

“测量系统”可以作为常规发电机的可选部分被并入，从而使得常规发电机可以在具有或者没有该测量系统的情况下进行使用。通过使用测量系统，配备有测量系统的装置（例如，发电机）的正常运行不会受到该测量系统的影响。换言之，发电机所产生的磁场不会受到测量系统的影响并且反之亦然。

在该文件中，术语“时间变化”可以特别地表示随着时间的推移的变化。尤其，时间变化可以是磁场本身的时间变化或者由导电元件在磁场中移动引起的时间变化。另外，时间变化可以是磁通量的时间进程。

术语“磁场产生器”可以特别地表示能够产生磁场的任何装置或者元件。该产生器可以是磁铁或者线圈，其中，在线圈的情况下，电流穿过该线圈。另外，磁场产生器可以是单独激励的装置、设备、或者仅仅是线圈。尤其，磁场产生器可以由多于一个元件形成，从而磁场产生器包括至少两个元件，其单独地形成磁场产生器。在此情况下，可以说根据本发明的磁场产生器包括多个磁场产生器或者多个磁场产生器元件。

另外，术语“发电机”可以特别地表示用于将机械能转化为电能的任何类型的发电机。发电机可以是同步发电机或者异步发电机。常规发电机通常由定子和转子形成，该定子和该转子均围绕发电机的旋转轴线周向地延伸。另外，在定子和转子之间中形成有气隙，该气隙也围绕旋转轴线周向地延伸。定子包括多个线圈，并且转子包括多个磁场产生器。与本发明相关联使用的且配备有测量系统的优选发电机可以是所谓的内定子-外转子配置的发电机。在该情境下，内定子-外转子配置可以意味着转子的至少一部分（相应地其转子支撑结构）从定子处径向向外地定位并且围绕定子组件旋转。因此，在操作中，布置在转子支撑结构的外转子组件环的内表面处的磁铁、尤其是永磁铁在定子的位置处引起时变磁通量。在这方面，提到了在本发明的其它实施例中，外定子-内转子配置的发电机也可以配备有测量系统。

术语“线圈”可以特别地表示用于检测在接线结构内所引起的电量的接线结构。在发电机的操作期间，移动的磁场产生器引起电量到线圈中，例如，电压和/或电流。因此，可以通过分析观察到的电量利用线圈来观察磁通量的变化。为了清楚起见，将线圈布置在属于测量系统的印刷电路板处。该线圈不是线圈、相应地定子的绕组。

术语“附接构件”可以特别地表示用于将印刷电路板附接至应该配备有测量系统的发电机的任何类型的机械结构或元件或者多于一个元件。尤其，附接构件在发电机的定子处附接印刷电路板。在内定子-外转子配置中，印刷电路板附接在定子的外表面处。

附接构件可以是可移除地附接或者其可以按照固定方式附接在定子处。通过附接构件对印刷电路板的附接可以例如按照如下方式来完成：使得印刷电路板恰好（punctual）附接至定子。为此，印刷电路板的仅仅一部分包括附接构件，从而使得并非整个印刷电路板都进行直接附接。

附接可以是印刷电路板在定子处的机械附接，其中，使用了机械结构，即，附接结构。

附接构件可以是滑动到定子的互补部分中的轨道和/或沟槽，该部分被形成以便与轨道和/或沟槽接合。更特别地，轨道/沟槽可以是鸠尾榫结构。

提到了也可以使用其它机械结构。此结构可以是形成在印刷电路板处的至少一个销、圆锥体、或者螺栓。与此相比，定子（例如，定子的壳体）包括用于接收该销、圆锥体或者螺栓的至少一个互补附接构件以便将印刷电路板附接在定子处。

另外，附接构件可以由印刷电路板自身形成，从而使得例如印刷电路板的外边缘、尤其是纵向边缘形成附接构件，其中，该外边缘附接至在定子处的互补附接构件。另外，附接构件可以是磁性附接构件，将在本文件的以下部分中对该磁性附接构件进行描述。

术语“评估单元”可以特别地表示能够分析在线圈中引起的电量的任何类型的电气单元。另外，评估单元可以能够储存和保持该测量电量以用于进一步处理，这可以包括基于该测量电量进行计算。另外，可以能够将所保持的和/或测量的电量传递至另一装置（例如，计算机）以用于进一步分析。另外，评估单元可以能够执行将测量电量与参考电量作比较的过程。为此，可以将参考电量储存在评估单元中。尤其，可以将多于一个参考电量储存在评估单元中。同样，可以储存不同的参考电量。

评估单元可以是连接至线圈的微控制器、连接至线圈的处理器、或者连接至线圈的外部计算机。

评估单元可以通过使用软件或者通过使用仅仅逻辑功能来评估电量。评估单元可以用于测量至少一个电量并且将其与参考电量作比较。评估单元尤其可以接收来自线圈的多于一个电量，从而使得能够对线圈处的磁通量的时间变化进行分析。可以按照连续或者准连续的方式来采样从线圈处接收到的电量的信号。可以对数字值或者模拟值进行处理。评估单元可以包括相应转换器以便将模拟值转变为数字值或者反之亦然以用于进一步处理。

术语“电量”可以特别地表示在附接在印刷电路板处的线圈内引起的并且可以通过使用评估单元在线圈处被测量的电压或者电流。由于随着时间的推移在线圈内电磁感应，所以同样可能产生电量变化并且可以经由电气连接将其传递至评估单元。

术语“参考电量”可以特别地表示预定电量，例如，电压或者电流值。预定电量可以是基于功能完善的、无故障的且非退化的磁场产生器的预期电量。该参考电量可以储存在评估单元中，从而使得该评估单元可以具有全部时间来访问该参考电量以便能够将测量电量与所储存的参考电量作比较。

根据本发明的实施例，电量是至少两个电气值的时间进程。该两个电气值可以是两个电压值或者两个电流值。通过接收至少两个电气值，可以检测和分析这些值的时间变化。当使用两个值时，可以通过评估单元对随着时间的推移的进程进行分析。可以通过评估单元将这两个电气值与相应参考电量作比较。为此，参考电量可以是两个参考电气值的参考时间进程。这意味着将两个电气值与两个参考电气值作比较。因此，可以将测量时间进程与预定或者预期时间进程作比较。所有测量电量（即，所有测量的电气值）都可以储存在评估单元中。

根据本发明的另一示例性实施例，传感器装置还包括布置在印刷电路板处的至少一个另一线圈。该另一线圈也适应于测量由磁场产生器的移动所引起的磁通量的变化。当使用至少两个线圈以用于检测时间变化时，可以能够检测由多于一个磁场产生器所引起的磁通量的变化。因此，通过使用至少两个线圈，可以对至少两个磁场产生器进行分析。

线圈和另一线圈可以具有相同的大小，从而使得每个线圈可以与转子处的相应磁场产生器相关联。在其它实施例中，该线圈具有不同的大小。例如，一个线圈可以用于检测在一个相应磁场产生器中的时间变化，并且另一线圈可以用于检测在多于一个其它磁场产生器中的时间变化。一般来说，每个线圈可以与一个磁场产生器相关联。

根据本发明的另一示例性实施例，评估单元还联接至至少一个另一线圈。另外，评估单元还适应于测量至少一个另一线圈的另一电量并且将至少另一线圈的该另一电量与相应参考电量作比较。从描述上来说，评估单元联接至每个线圈。

评估单元可以通过线圈端子电气地联接至（多个）线圈。根据该实施例，评估单元可以将与相应磁场产生器相关联的每个线圈的测量值与（多个）参考值作比较。另外，评估单元可以储存每个连接线圈的测量电量以用于进一步处理。尤其，评估单元可以储存每个线圈的（线圈的、一个另一线圈的、以及/或者多于至少一个另一线圈的）测量电气值。该实施例可以允许同时地观察在附接在印刷电路板处的所有线圈内所引起的电量。

根据本发明的另一示例性实施例，附接构件包括布置在印刷电路板处的至少一个磁铁。印刷电路板可以配置为可通过磁铁按照如下方式附接在发电机的定子处：使得该印刷电路板容易附接并且同时容易移除。为此，不必对常规发电机做出设计改变。另外，附接构件可以包括布置在印刷电路板处的多个磁铁。附接构件可以提供测量系统在发电机的定子处、尤其在定子的外表面处（在内定子-外转子配置的情况下）安全且容易的固定。

印刷电路板可以尤其可附接至定子的堆叠，其中，该堆叠可以由至少两个隔离的金属板组成。可以起到附接构件的作用的磁铁可能不会或者至少不会明显地影响发电机中的磁场或者使其退化。当这些磁铁与表示磁场产生器的永磁铁相比而言是具有约1.2 T或者更小的联想（reminiscent）磁通密度的弱磁铁时，情况下尤其如此。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括定子和转子的发电机，该转子按照可围绕旋转轴线旋转的方式可旋转地安装在定子处。转子包括多个磁场产生器，该多个磁场产生器围绕旋转轴线周向地布置，并且其中，在定子与转子之间中形成有气隙。该气隙围绕旋转轴线周向地延伸。另外，发电机包括根据上文所描述的示例性实施例的测量系统，该测量系统布置在气隙中。

根据上文描述的测量系统，本发明的该方面是基于如下概念：在与无故障磁场产生器相比时，发电机的退化的或者有故障的磁场产生器引起不同的且通常还退化的磁场。通过识别该不同的磁场，可以辨别退化的或者有故障的磁场产生器。如上文已经提到的，测量系统可以附接至常规发电机，使得可能需要在发电机处进行仅仅较小的设计改变或者甚至不进行设计改变。

在该文件中，术语“旋转轴线”可以特别地表示发电机的轴线，转子的部件围绕该轴线旋转。在该情境下，应该清楚的是，在正常发电机运行期间，定子包括定子绕组（也称为定子线圈），该定子绕组用于“拾取”时间交变磁通量，并且响应于此用于生成发电机的全部输出电流的至少一部分。为此，提供了多个定子部段，该多个定子部段布置在发电机的旋转轴线周围，其中，每个定子部段包括至少一个导体线圈，在发电机的正常运行期间，在该至少一个导体线圈中发生磁感应。由于常规构造也布置有气隙，以便使得该气隙围绕旋转轴线周向地、尤其以圆形形式延伸并且因此使转子与定子隔开。

根据本发明的另一示例性实施例，转子还包括至少一个另一多个另外磁场产生器，该至少一个另一多个另外磁场产生器围绕旋转轴线周向地布置，其中，尤其，多个磁场产生器布置在第一轴向位置中并且另一多个另外磁场产生器布置在不同于第一轴向位置的第二轴向位置中。从描述上来说，除了可以布置在旋转轴线的第一轴向位置处的磁场产生器之外，另外磁场产生器也布置在旋转轴线的另一个（第二）轴向位置处。因此，可以引起足够的电压和/或电流到定子的线圈中。

根据本发明的另一示例性实施例，磁场产生器中的一个和另一磁场产生器中的一个布置在沿着轴向方向延伸的排中。换言之，布置在不同轴向位置处的磁场产生器可以布置为使得它们在排中彼此相邻，其中，该排可以在轴向方向上延伸，尤其是在旋转轴线的轴向方向上延伸。另外，围绕旋转轴线周向地延伸的在不同轴向位置处的所有磁场产生器都可以布置在排中。因此，由于磁场产生器的特定布置，可以产生均匀磁场。

根据本发明的另一示例性实施例，线圈布置在与磁场产生器中的一个相同的轴向位置处，并且布置在印刷电路板处的另一线圈布置在与另一磁场产生器中的一个相同的轴向位置处。布置在印刷电路板处的线圈可以布置在排中，以便使得可以将印刷电路板处的每个线圈分配到相应磁场产生器。尤其，线圈可以沿着旋转轴线的轴向方向布置在印刷电路板处。磁场产生器也可以在轴向方向上布置在排中。根据线圈和磁场产生器的该布置，可以从多个磁场产生器中辨别出有故障的磁场产生器。尤其，对于每个磁场产生器，评估单元可以测量在特定线圈内引起的电量并且可以将该测量电量与参考电量作比较。此外，线圈的数量和另外线圈的数量可以分别等于磁场产生器的数量和另外磁场产生器的数量。因此，可以检测到包括退化的或者有故障的磁场产生器的排，而且可以检测到在该排本身内的相应磁场产生器。

根据本发明的另一示例性实施例，磁场产生器和/或另外磁场产生器是永磁铁。换言之，在转子上形成了包括永磁铁的自激励发电机。

根据本发明的另一方面，提供了一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括：具有至少两个叶片的风力转子、连接至风力转子的机械传动系、以及根据上文所描述的示例性实施例的发电机。转子机械地连接至传动系。

根据上文描述的测量系统和上文描述的发电机，本发明的该方面是基于如下概念：在与无故障磁场产生器相比时，风力涡轮机中的发电机的退化的或者有故障的磁场产生器引起不同的且通常还退化的磁场。通过识别此不同的磁场，可以辨别退化的或者无故障的磁场产生器。因此，可以容易地检测到风力涡轮机的发电机内的退化的或者有故障的磁场产生器。在这方面，提到了尤其为了维护缘故，在风力涡轮机中采用自激励发电机，该自激励发电机具有带有永磁铁的转子组件。为了按照容易且有效的方式来检测有故障的或者退化的永磁铁，可以使用根据上文描述的测量系统。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于分析由布置在发电机的可移动转子处的磁场产生器产生的磁通量的时间变化的方法。该方法包括：借助根据上文所描述的示例性实施例的测量系统通过分析由磁场产生器的移动所引起的电量来检测时间变化。

根据本发明的另一示例性实施例，该方法还包括：使测量电量与从多个磁场产生器中的相应磁场产生器相关联，该多个磁场产生器在周向方向上布置在发电机的转子处。可以将转子处的磁场产生器的数量储存在评估单元中。评估单元可以与由布置在印刷电路板处的线圈进行测试的相应磁场产生器相关联。该关联可以按照如下方式来完成：使得评估单元知道哪一磁场产生器是位于转子处的预定角位置处的参考磁场产生器。利用对每个旋转角度的该参考磁场产生器的认知，可以从多个磁场产生器中辨别出磁场产生器。

如果转子包括布置在排中的多个磁场产生器和另一多个磁场产生器，则可以检测到每一单排磁场产生器的电量并且可以确定与参考电量的偏差。当在印刷电路板处使用多于一个线圈时，可以将一个排内的每个磁场产生器分到布置在排中的每个线圈（在印刷电路板处）。由此，可以对一个排内的每个磁场产生器进行测试并且因此可以从一个排中的每一单个磁场产生器测量电量。当磁场产生器经过印刷电路板处的线圈时，评估单元知道是对哪个磁场产生器进行了测试，从而可以将测量电量分配到相应磁场产生器。

根据本发明的另一示例性实施例，该方法还包括：将测量电量与参考电量作比较，并且如果测量电量不同于参考电量，则将相应磁场产生器辨别为有故障。从描述上来说，由于将测量电量分配到每个磁场产生器，可以辨别出有故障的磁场产生器。尤其，可以确定包括有故障的磁场产生器的排，并且更具体地，可以辨别出一个排内的特定磁场产生器。在评估单元内所储存的数据的帮助下，评估单元可以能够比较测量电量，并且如果测量电量不同于参考电量，则相应偏差可以是指示器，以用于有故障的或者退化的磁场产生器并且也用于磁场产生器的故障程度。因此，评估单元可以容易地辨别有故障的和/或退化的（多个）磁场产生器。为此，评估单元可以包括指示器以便为用户显示已经检测为有故障或者退化的磁场产生器。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于更换发电机的磁场产生器的方法。该方法包括：根据如上文所描述的示例性实施例执行方法以便检测磁通量的时间变化。该方法还包括：从转子上移除已经辨别为有故障或者退化的磁场产生器，并且将无故障的磁场产生器安装在转子处。

通过辨别此退化的磁场，可以辨别出退化的或者有故障的磁场产生器并且可以在辨别之后将其更换掉。提到了也可以辨别出多于一个有故障的磁场产生器。为此，根据上文所描述的示例性实施例，必须分别辨别出有故障的或者退化的（多个）磁场产生器。在已经辨别出有故障的或者退化的磁场产生器之后，将其移除。该移除可以是在发电机处的维护工作期间完成。可能的是仅仅从转子上移除单个磁场产生器。在移除了有故障的（退化的）磁场产生器之后，可以用无故障的磁场产生器来更换，将该无故障的磁场产生器安装在转子处用来代替有故障的磁场产生器。尤其，无故障的磁场产生器可以安装在转子处的经移除的有故障的磁场产生器的位置处。在更换了有故障的磁场产生器之后，可以重新建立由转子的（多个）磁场产生器所产生的期望磁场。因此，发电机将在其最佳效率和性能下运行。

应注意，已经参照不同的主题对本发明的实施例进行了描述。尤其，一些实施例已经参照方法类权利要求进行了描述，而其它实施例则已经参照设备类权利要求进行了描述。然而，本领域的技术人员将从上述描述和如下描述中获悉，除非另外指出，除了属于一类主题的特征的任意组合，涉及不同主题的特征之间的（尤其是方法类权利要求的特征与设备类权利要求的特征之间的）任意组合也被看作是本文件所公开的。

上文所定义的方面以及本发明的其它方面从下文将描述的实施例的示例中是明显的并且参照实施例的示例进行了解释。下文将参照实施例的示例对本发明进行更加详细地描述，但本发明不限于此。

附图说明

图1示出了具有内定子-外转子配置的发电机的截面。

图2示出了用于检测发电机的气隙内的磁通量的测量系统。

图3示出了测量系统的俯视图。

图4示出了具有外定子-内转子配置的发电机的截面。

图5示出了用于检测发电机的气隙内的磁通量的另一测量系统。

图6示出了根据本发明的示例性实施例的配备有发电机的风力涡轮机。

具体实施方式

附图中的图示是示意性的。应注意，在不同的附图中，相似或者相同的元件或者特征设有相同的附图标记或者设有仅仅第一个数字之内与对应附图标记不相同的附图标记。为了避免不必要的重复，已经关于先前描述的实施例阐述的元件或者特征不会在本说明书的较后位置再次进行阐述。

另外，诸如“前”和“后”、“上”和“下”、“左”和“右”等空间相对术语用于描述元件相对于附图中所图示的（多个）另一元件的关系。因此，空间相对术语可以适应于在使用中不同于附图中所描绘的取向的取向。显然，所有这些空间相对术语指附图中所示出的取向，仅仅是为了易于描述并且不必具有限制性，因为根据本发明的实施例的设备当在使用中时可以采取不同于附图中所图示的那些取向的取向。

图1示出了根据本发明的示例性实施例的发电机100。该发电机包括定子101和转子102，其中，两者均围绕旋转轴线108在周向方向上延伸。转子102和定子101由气隙110隔开。尤其，气隙110形成在转子102的内圆周与定子101的外圆周之间。定子101包括定子部段103、定子端部绕组106、以及定子线圈，其中转子102引起时变磁通量。在该示例中，发电机是内定子-外转子配置的发电机，其中，至少转子102的相关功能元件位于定子101外部并且围绕定子101旋转。发电机100还包括具有传感器装置111的测量系统120，传感器装置111包括印刷电路板104。

线圈（图1中未显示）和附接构件105附接在印刷电路板104处。印刷电路板104借助附接构件105附接在发电机100的定子101处。如可以看到的，印刷电路板104附接至定子101的外侧（即，外表面），尤其是定子部段103。附接构件105用于将印刷电路板104附接至定子101。

根据该实施例，附接构件105是永磁铁。如可以在图1中看到的，多于一个磁铁105（尤其是六个磁铁105）附接在印刷电路板104处，印刷电路板104通过该多于一个磁铁105附接至定子101。

传感器装置111检测由附接在转子102处的磁场产生器109的移动所产生的磁通量的时间变化。通过评估单元112对磁通量的检测到的时间变化进行分析，该评估单元112通过线圈端子107电气地联接至线圈221。为此，评估单元112通过电气连接联接至线圈端子107。

根据在此描述的实施例，发电机100包括多个磁场产生器109，该多个磁场产生器109围绕旋转轴线108周向地布置。另外，发电机100包括四个另外的多个磁场产生器109，其围绕旋转轴线108周向地布置。所有多个磁场产生器布置在特定轴向位置处，从而使得存在五个不同的轴向位置，将每个轴向位置分配至一个组，相应地一个多个磁场产生器。换言之，根据该实施例，转子102分别包括布置在排中的五个磁场产生器109，其中，每个磁场产生器109布置在旋转轴线108处的不同轴向位置处。

图2示出了传感器装置111的示例性实施例，如可以从图2中看到的，传感器装置111包括印刷电路板104、线圈221、线圈端子107、以及附接构件105。线圈端子107从印刷电路板104处延伸出去，以便能够连接至测量系统120的评估单元112。

图3示出了图2的传感器装置111的俯视图。线圈221具有用于形成回路的矩形形状。其它形状（如圆形或者卵圆形形状）也可以是可能的。印刷电路板104包括八个附接构件105。附接构件105是永磁铁。附接构件105布置在印刷电路板104的纵向边缘处。然而，附接构件也可以布置在印刷电路板的中间处或者它们可以布置在沿着印刷电路板的轴向方向的对称排中或者不对称排中。

图4示出了配备有传感器装置111的发电机400的另一个示例性实施例。此类发电机包括或者建立有所谓的内转子-外定子配置。该发电机配置的定子401还包括定子部段403和定子端部绕组406。根据该实施例的转子402包括磁场产生器409。如可以从图4中看到的，转子402包括四个磁场产生器409。

定子401和转子402围绕旋转轴线408周向地延伸。传感器装置111附接在定子401处。传感器装置111可以具有与图1中描述的传感器装置111相同的类型。根据图1中示出的实施例，评估单元112电气地连接至线圈端子107，从而传感器装置111和评估单元112形成测量系统120，该测量系统120用于检测由转子402的磁场产生器409的移动所引起的磁通量的时间变化。通过适当地分析该时间变化，可以辨别出有故障的或者退化的磁场产生器409。

图5示出了传感器装置511的另一示例性实施例。传感器装置511包括印刷电路板104，其中，在印刷电路板104处附接有另一线圈521。该另一线圈521包括待连接至评估单元112的另一线圈端子507。评估单元112可以联接至线圈221且联接至另一线圈521，从而使得除了线圈221的电量之外，评估单元112还适应于测量至少一个另一线圈521的另一电量。因此，评估单元112还适应于将至少一个另一线圈521的另一电量与另一相应参考量作比较。然而，提到了在印刷电路板104处不只是该线圈和该另一线圈可以附接。尤其，三个、四个、或者甚至更多个线圈可以附接在印刷电路板104处。在印刷电路板104处附接的线圈的数量应该尤其等于在转子处在轴向方向上布置成排的磁场产生器409的数量。

图6示出了根据本发明的示例性实施例的风力涡轮机650。该风力涡轮机650包括塔651，该塔651安装在未描绘的基部上。在塔651的顶部上布置有舱652。在塔651与舱652之间设有偏航角调节装置657，该偏航角调节装置657能够使舱652围绕未描绘的垂直轴线旋转，该垂直轴线与塔651的纵向延伸对齐。通过按照适当方式控制偏航角调节装置657，可以确保在风力涡轮机650的正常操作期间舱652总是与当前风向适当地对齐。风力涡轮机650还包括具有三个叶片654的风力转子653。在图6的透视图中，仅仅两个叶片654可见。风力转子653可围绕旋转轴线108旋转。安装在毂658处的叶片654相对于旋转轴线108径向地延伸。旋转轴线108与定子102的中心轴线相同。

在舱652处设有发电机100。根据电气工程的基本原理，发电机100包括定子101和转子102。如可以从图6中看到的，发电机100位于舱652的前端与毂658之间。风力转子653借助传动系655与转子101旋转地联接。

根据在此描述的实施例，发电机100实现为所谓的内定子-外转子配置。充当附接至转子102的磁场产生器的永磁铁围绕定子101行进。在定子101（其包括用于拾取时间交变磁通量的线圈或者绕组）与永磁铁之间中，形成有气隙。另外，风力涡轮机650配备有测量系统，该测量系统用于检测由布置在转子102处的（多个）永磁铁产生的磁通量的时间变化。

还提到了风力涡轮机650是所谓的直接驱动风力涡轮机，其中，在风力转子653与在发电机100处的转子102之间，没有设置齿轮箱。然而，提到了发电机100也可以经由齿轮箱来间接地驱动，该齿轮箱可以用于将风力转子653的转数通常转变为转子102的更高的转数。

为了提供与电力网相匹配的AC功率信号，定子101的电力输出电气地连接至功率转换器656（例如，借助三相电缆组件）。

应注意，术语“包括”并不排除其它元件或者步骤，并且冠词“一（a）”或者“一（an）”的使用不会排除多个。与不同的实施例联合描述的元件也可以进行组合。还应注意，权利要求书中的附图标记不应解释为限制权利要求书的范围。

Claims (15)

1.一种用于分析磁通量的时间变化的测量系统，该磁通量的时间变化由布置在发电机（100）的可移动转子（102）处的磁场产生器（109）产生，所述测量系统包括：

传感器装置（111），所述传感器装置（111）包括：

印刷电路板（104）；

布置在所述印刷电路板（104）处的线圈（221）；以及

附接构件（105），所述附接构件（105）布置在所述印刷电路板（104）处并且配置用于在所述发电机（100）的定子（101）处附接所述印刷电路板（104），从而使得所述印刷电路板（104）位于所述发电机（100）的气隙（110）内；

评估单元（112），所述评估单元（112）电气地联接至所述线圈（221）并且适应于：

测量通过所述磁场产生器（109）的移动在所述线圈（221）中引起的电量，以及

将所述测量电量与参考电量作比较。

2.根据权利要求1所述的测量系统，

其中，

所述电量是至少两个电气值的时间进程。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的测量系统，其中，所述传感器装置（111）还包括：

布置在所述印刷电路板（104）处的至少一个另一线圈（521）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的测量系统，其中，

所述评估单元（112）还联接至所述至少一个另一线圈（521），以及其中，

所述评估单元（112）还适应于：

测量所述至少一个另一线圈（521）的另一电量，以及

将所述至少另一线圈（521）的所述另一电量与相应参考电量作比较。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量系统，其中，

所述附接构件（105）包括布置在所述印刷电路板（104）处的至少一个磁铁。

6.一种发电机（100），所述发电机（100）包括：

定子（101）；

转子（102），所述转子（102）按照使其可围绕旋转轴线（108）旋转的方式可旋转地安装在所述定子（101）处，

其中，所述转子（102）包括多个磁场产生器（109），所述多个磁场产生器（109）围绕所述旋转轴线（108）周向地布置，以及

其中，在所述定子（101）与所述转子（102）之间中形成有气隙（110），

其中，所述气隙（110）围绕所述旋转轴线（108）周向地延伸，以及

根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，所述测量系统布置在所述气隙（110）中。

7.根据权利要求6所述的发电机（100），其中，

所述转子（102）还包括：

至少一个另一多个另外磁场产生器（109），所述至少一个另一多个另外磁场产生器（109）围绕所述旋转轴线（108）周向地布置，

其中，尤其，所述多个磁场产生器（109）布置在第一轴向位置中，并且所述另一多个另外磁场产生器布置在不同于所述第一轴向位置的第二轴向位置中。

8.根据权利要求7所述的发电机（100），其中，

所述磁场产生器（109）中的一个以及所述另外磁场产生器中的一个布置在沿着轴向方向延伸的排中。

9.根据权利要求8所述的发电机（100），

其中，

所述线圈（221）布置在与所述磁场产生器（109）中的一个相同的轴向位置处，并且布置在所述印刷电路板（104）处的另一线圈（521）布置在与所述另外磁场产生器中的一个相同的轴向位置处。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的发电机（100），其中，

所述磁场产生器（109）和/或所述另外磁场产生器是永磁铁。

11.一种风力涡轮机（650），所述风力涡轮机（650）包括：

风力转子（653），所述风力转子（653）具有至少两个叶片（654）；

机械传动系（655），所述机械传动系（655）连接至所述风力转子（653）；以及

根据权利要求7至10中任一项所述的发电机（100），其中，所述转子（102）机械地连接至所述传动系（655）。

12.一种用于分析磁通量的时间变化的方法，该磁通量的时间变化由布置在发电机（100）的可移动转子（102）处的磁场产生器产生，所述方法包括：

检测所述时间变化；

借助根据权利要求1至5中任一项所述的测量系统来分析由所述磁场产生器的移动所引起的电量。

13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：

使所述测量电量与从多个磁场产生器（109）中的相应磁场产生器（109）相关联，所述多个磁场产生器（109）在周向方向上布置在所述发电机（100）的转子（102）处。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法，所述方法还包括：

将所述测量电量与参考电量作比较，并且如果所述测量电量不同于所述参考电量，

则将所述相应磁场产生器辨别为有故障。

15.一种用于更换发电机（100）的磁场产生器的方法，所述方法包括：

执行根据权利要求14所述的方法；

从所述转子（102）上移除已经辨别为有故障或者退化的所述磁场产生器；以及

将无故障的磁场产生器安装在所述转子（102）处。