CN108475981B - 具有改进隔热结构超导发电机的风力涡轮机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有发电机的风力涡轮机和一种组装其发电机的方法，其中该发电机包括相对定子可转动设置的转子。该转子包括设置在护铁上的多个超导极单元，护铁与转子结构通过多个隔热板或隔热梁隔开。所述板或梁位于转子的两端之间，并相对转子的旋转方向定向。每个板具有牢固地连接至在轴向方向延伸的另一个第一梁的第一端，和牢固地连接至也在轴向方向延伸的另一个第二梁的第二端。第一梁进一步牢固地连接至护铁，同时第二梁进一步牢固地连接至转子结构。隔热板或隔热梁提供柔性、廉价的支撑接口，能够适用于各个部件的公差。

Description

具有改进隔热结构超导发电机的风力涡轮机

技术领域

本发明涉及具有超导发电机的风力涡轮机及其超导发电机的组装，其中该发电机包括相对定子可转动地设置的转子，该转子包括与转子结构隔热的护铁，该转子还包括相对护铁设置的多个极单元每个极单元包括由超导材料制成的转子线圈，该定子包括具有定子线圈的多个极单元，其中该转子线圈设置为在转子相对定子转动时，与定子线圈经由电磁场相互作用。

背景技术

已知超导发电机将暖的转子结构与冷的超导极单元热分离，以便使需要冷却至低温工作温度的总量最小化。这又使得冷却系统的冷却能力能够降低。

EP 2521252A1通过将超导极单元设置在单独的阶梯状低温恒温器解决了此问题，该低温恒温器又直接设置在连接至转子结构的支撑护铁上。此配置提供了复杂且昂贵的解决方案，增加了总组装时间。此设计还需要将超导线圈可支撑地设置在每个低温恒温器中，这进一步增加了此解决方案的复杂度。

US 2008/0079323A1公开了一种替代方案，其中超导线圈可支撑地设置在支架状护铁内。此护铁还保持在超导材料的临界温度以下。冷的护铁与暖的转子结构借助多个热支撑块分隔开。冷护铁还借助隔热螺栓连接至转子结构。各个螺栓和支撑块增加了此解决方案的复杂度和成本。此配置还需要将各个支撑块精确对齐，以使得能够将护铁正确放置，从而螺栓能够安装至转子结构。

因此，需要改进的隔热支撑结构，其允许简单且低廉地安装护铁。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的在于提供一种支撑结构，其解决上述问题。

本发明的一个目的在于提供一种支撑结构，其能够适应各个部件的公差。

本发明的一个目的在于提供一种支撑结构，其在转子结构和护铁之间提供改进的隔热。

本发明的一个目的在于提供一种组装方法，其允许快速、简单地安装护铁。

发明内容

本发明的一个目的通过一种风力涡轮机实现，该风力涡轮机包括：

-风力涡轮机塔架，

-设置在风力涡轮机塔架顶部的机舱，

-相对机舱设置的可转动轮毂，该轮毂连接至至少两个风力涡轮机叶片，

-可转动地连接至轮毂的发电机，其中该发电机包括相对定子可转动设置的转子，该转子包括护铁和转子结构，该转子还包括相对护铁设置的至少一个极单元，该至少一个极单元包括由超导材料制成的至少一个转子线圈，该定子包括具有至少一个定子线圈的至少一个极单元，

其中该至少一个转子线圈设置为在转子相对定子转动时，与至少一个定子线圈经由电磁场相互作用，其中该转子还包括设置在护铁和转子结构之间的至少一个支撑元件，该至少一个支撑元件包括连接至护铁的第一端和连接至转子结构的第二端，其中该至少一个支撑元件由隔热材料制成，其特点在于，护铁包括面向转子结构的侧表面，转子结构包括面向护铁的对应侧表面，其中第一端连接至该侧表面，第二端连接至对应侧表面，其中第一端和第二端在转子限定的轴向方向延伸。

术语“板”和“板状元件”定义为长度和宽度至少是该板厚度的四倍的板。该板形成具有任意合适的表面轮廓的两个大的侧表面，包括平面轮廓、曲面轮廓、波纹面轮廓或者任何其他合适的表面轮廓。术语“梁”和“梁状元件”定义为具有长度和宽度的梁，其中该宽度不超过梁的厚度的四倍。

这提供了护铁和转子结构简单且廉价的安装，且也改善了冷护铁和暖转子结构之间的隔热。该隔热板也提供了柔性安装接口，能够适应各个组件的公差，从而允许更简单和更快速的组装过程。与使用拉杆的常规安装方案相比，不需要活动的球窝装置，因此没有活动部件位于真空腔室内。

该转子结构和连接至转子结构的外壳形成密闭腔室，其中腔室中设有护铁和超导极单元。外壳可由前壁或外壁、端壁以及可选地，中间后壁或内壁部分。转子结构，例如其轭，可形成至少外壳的后壁或内壁的一部分。各壁部可牢固地连接起来，例如通过粘合或焊接，或者安装在一起，例如通过螺栓或螺钉。密封装置例如可变形橡胶元件或焊接可用于形成相应壁部之间的气密密封。因此，外壳形成能够被抽空以形成真空腔室的密闭腔室。在实例中，外壳的厚度如其壁部的厚度可为1mm到20mm之间，例如为5mm到10mm之间。

本配置适合于任何类型的包括发电机的风力涡轮机，其中转子和可选的定子包括超导线圈。隔热板的使用降低了冷侧，即超导极单元和护铁的总量，这又降低了冷却系统所需的冷却能力。相比常规隔热拉杆，该板还允许廉价且简单的制造工艺。

转子和定子在由发电机的中央旋转轴定义的轴向方向延伸。转子和定子还在垂直于轴向方向的径向方向延伸。护铁具有面向相反轴向方向的两端和面向转子结构的侧表面。同样地，转子结构具有面向相反轴向方向的两端和面向护铁的侧表面。转子的护铁与转子结构通过位于该转子的两端之间的多个，即至少两个支撑元件间隔开。支撑元件的数量可基于发电机具体的配置和尺寸选择。在实例中，此支撑元件的数量可为3个至20个之间，例如在5个至12个之间、例如8个或10个。在实例中，护铁和转子结构之间的间隔可具有任何适合的径向长度，例如长至500mm，例如在100mm至300mm之间。这允许冷护铁与暖转子结构隔热。此间隔可抽空以进一步将冷部件与周围的暖部件隔离。

根据一个实施例，至少一个支撑元件相对转子的旋转方向定向，其中至少一个支撑元件从其第一端朝其第二端大致在与转子的旋转方向相同的方向延伸。

每个支撑元件具有面向护铁的侧表面的第一端和面向转子结构侧表面的第二端，其中，第一端和第二端在轴向方向延伸。支撑元件相对护铁侧表面的切向方向置于第一角度位置。支撑元件还相对护铁侧表面的切向方向置于第二角度位置，例如平行于切向方向。第一角度和第二角度沿延伸穿过相应支撑元件的第一端和第二端的线测量。在实例中，第一角度可为20度至80度之间，例如25度和60度，例如30度至40度之间。在实例中，第二角度可为0度至80度之间，例如20度和60度。这允许支撑元件大致定向为转子旋转方向的相同或相反方向。这也允许从护铁传递扭矩和其他力，并由此从超导极单元传递至转子结构。

支撑元件可围绕转子结构的圆周沿转子结构的侧表面分布。可选地，这些支撑元件中的一个或多个可由在轴向方向对齐的一组支撑元件定义。每组可包括多个单独的支撑元件，即至少两个，其中他们相应端部在轴向方向彼此对齐。这允许各支撑元件形成为单个连续支撑元件或一组单独的支撑元件。这使得在组装过程中，支撑元件能够更易于处理。

可选地，转子可进一步包括相对上述支撑元件设置的一个或多个支撑元件。在实例中，这些进一步的支撑元件相对上述支撑元件对称地确定位置，这样他们相对上述支撑元件在大致相反方向延伸。进一步的支撑元件和上述支撑元件可形成单个V形支撑元件，其中第一端由位于两个第二端之间的中间区域限定，反之亦然。或者，该进一步的支撑元件和上述支撑元件可为分别的支撑元件。这些进一步的支撑元件还允许扭矩和其他力从护铁以及因此超导极单元传递至转子结构。

根据一个实施例，至少一个梁状元件设置在第一端和第二端中至少一端，其中该至少一个梁状元件在轴向方向延伸。

在实例中，支撑元件可成形为板，并且多个梁，即至少一个可进一步设置在转子结构和护铁的一侧表面或两个侧表面上。所述梁的数量可对应板的数量。

可选地，这些梁中的一个或多个可由在轴向方向对齐的一组单个梁限定。每组中梁的数量可对应每组中板的数量。第一梁设置在板的第一端，第二梁设置在板的第二端。每个梁设置为将相应的板连接至护铁或转子结构。

在安装时，每个梁在轴向方向延伸，并具有面向相应板的第一端和背向相应板的相对端。每个梁还具有面向护铁或转子结构的至少一个侧表面(在轴向方向)。可选地，每个梁还具有面向相反方向的另一个侧表面，其作为接触表面，用于与护铁或转子结构的对应侧表面接触。

梁具有在轴向方向测量的长度和在第一、二端之间测量的宽度，例如在切向方向。该切向方向垂直于转子和定子的轴向和径向方向。梁的厚度在两个侧表面之间或在护铁或转子结构的侧表面与梁的侧表面之间测量。在实例中，梁的厚度和/或长度等于或大于该板或该组板的相应厚度和/或长度。

根据一个实施例，第一端和第二端中至少一个和至少一个梁状元件通过安装装置或粘合装置牢固地连接。

梁可形成转子结构和/或护铁的一部分，例如转子结构的轭，且梁由此可从转子结构或护铁的侧表面向外凸起。这允许梁与转子结构或护铁在同一制造工艺中形成。这减少了总组装时间和所需组装步骤的数量。或者，梁可以形成独立元件，其可牢固地连接至转子结构或护铁。在此配置中，转子结构和/或护铁的侧表面也作为接触表面，用于与各梁的相应侧表面相接触。可选地，转子结构和/或护铁的侧表面可包括多个预设区域，其准备接收和固定相应梁。在实例中，这些区域中的一个或多个可包括用于安装如下所述的梁的凹口和/或孔，该凹口设置为遵循相应梁的形状。每个区域限定连接点，其允许梁选择性位于一个或多个区域内。

可使用安装装置，例如螺栓和可选的螺母、螺钉、或其他合适的安装装置将梁安装至转子结构和/或护铁。梁可包括第一组通孔，设置为接收这些安装装置。同样地，转子结构和/或护铁可包括多个相应的孔，例如通孔，设置为接收如上所述的安装装置。可替换地或附加地，可使用粘合装置，例如胶或其他合适的粘合装置将梁粘合至转子结构和/或护铁。可选择具体的粘合装置/胶使得其对转子结构、护铁和/或梁的材料具有高的粘合性能。在实例中，粘合装置/胶可为双组份环氧基树脂，例如

2015。这允许相应梁牢固地连接至转子结构和/或护铁。梁也可通过其他方式，例如焊接，牢固地连接。

每个梁还可包括第二组孔，例如通孔，设置为接收用于将相应板安装至梁的其他安装装置。这些安装装置可为螺栓和可选的螺母、螺钉、销或其他合适的安装装置。板的湿层压板在实例中可相对相应梁中的这些孔确定位置，且所述销可在其固化之前推动穿过湿的层压板。这允许层压板中的纤维被推到一旁而不会断裂。这反过来增加了由销形成的孔周围的板强度，特别是当承受拉力时。或者，可在板的孔内插入套管，并可选地粘合至板以增加结构强度。这允许梁和相应板通过使用安装装置牢固地连接。

可替换地或附加地，可使用粘合装置，例如胶或其他合适的粘合装置将梁粘合至相应板。可选择具体的粘合装置/胶，以使得其对转子结构和/或梁的材料具有高的粘合性能。在实例中，粘合装置/胶可为双组份环氧基树脂，例如

2015。粘合装置/胶应用在梁的一个或多个接触表面和/或板的相应数量的接触表面上。这在板和梁之间形成合适的粘合，允许梁和相应板牢固连接。

第一组孔可设置在第一端和第二端的端面上，而第二组孔可设置在前文提到的侧表面上。或者，第一组孔和第二组孔都可设置在侧表面上，例如在不同的两行。

根据一个实施例，第一端和第二端中至少一个和至少一个梁状元件通过安装装置和粘合装置的组合牢固地连接。

可选地，板和梁经由安装装置和粘合装置的组合连接。梁和转子结构可进一步经由安装装置和粘合装置的组合连接。这提供了强连接，能够在护铁和转子结构之间传递负载和力，例如压力和拉力。这也允许各个部件保持牢固连接，即使粘合失效，例如由于龟裂或粘结剂失效。

根据一个实施例，该至少一个梁状元件形成第一端和第二端中至少一个的一部分。

第一和/或第二梁可改为形成相应板的一部分，例如作为加厚的第一和/或第二端。在此配置中，第二组孔可省略且安装装置可插入相应梁的另一第二组孔。套管可插入这些孔且可选地，粘合至相应梁以增加结构强度。或者，通过在固化前推动穿过相应梁的湿层压板的合适的销或螺纹杆，第一和/或第二梁可牢固地连接至护铁和/或转子结构。这允许层压板中的纤维被推到一旁而不会断裂，这又增加了由这些销或螺纹杆形成的孔周围的梁结构强度。

可替换地或附加地，此配置中可使用粘合装置，例如胶或其他合适的粘合装置将相应梁粘合至护铁和/或转子结构。可选择具体的粘合装置/胶，以使得其对相应梁、护铁和/或转子结构的材料具有高的粘合性能。在实例中，粘合装置/胶可为双组份环氧基树脂，例如

2015。粘合装置/胶应用于梁的一个或多个接触表面和/或转子结构或护铁的相应数量的接触表面上。这在相应梁和护铁之间或相应梁和转子结构之间形成合适的粘合。

根据一个实施例，至少一个梁状元件包括至少一个应力释放元件，例如应力释放槽，设置为减少至少一个梁状元件中的应力。

可选地，第一和/或第二梁可包括多个应力释放元件，即至少一个，设置为减少相应梁中由梁的热变形引起的应力。应力释放元件可设置为应力释放槽，在相应梁的一个或两个侧表面中形成。可使用其他形状释放梁的热应力。每个应力释放元件可在轴向方向延伸并可设置为一行或多行。这降低了梁中由梁的热变形引起的应力。

根据一个实施例，第一端和第二端中至少一个和至少一个梁状元件中的一个具有楔形端部，其面向第一端和第二端中至少一个和至少一个梁状元件中的另一个，其中第一端和第二端中至少一个和至少一个梁状元件中的另一个具有成形为接收该楔形端部的对应端部。

相应梁和板可设置为形成至少一个搭接接头，由梁的至少第一端和板的相应端限定。梁的第一端和板的相应端中的至少一个可包括至少一个凸起部，朝相反面向端延伸。板的相应端和梁的第一端的至少另一个可包括至少一个相应凹槽或凹口，设置为接收此凸起部。或者，梁和板的两端可包括至少一个凸起部和至少相应的凹槽或凹口。所述凸起部和相应的凹槽或凹口都形成至少两个相反面向的接触表面。上述粘合装置/胶可应用于这些接触表面中的一个或多个。这增加了两端之间的总表面面积，从而允许相应梁与板之间更强的粘合。

梁的第一端可为楔形，其中此楔形端的厚度朝其端部表面递减。或者，上述凸起部中的一个或多个可为楔形，其中其厚度朝其端部表面递减。相应的凹槽或凹口可因此遵循此楔形部的轮廓成形。这使梁和板中的应力更均匀地分布，并防止应力集中在搭接接头。

可选地，相应的梁可进一步形成由梁的第二端和另外的板的相应端限定的另一个搭接接头。这允许两个板的端连接至同一个梁。或者，可以省略凹槽或凹口，且板的区域或板的端可夹在梁和护铁之间或改为夹在梁和转子结构之间。梁和板区域/板端随后安装且/或粘合至护铁或至转子结构。可选地，如果没有使用单独的梁，那么板区域和搭接板端可直接安装且/或粘合至护铁或至转子结构。

根据一个实施例，该至少一个支撑元件包括至少一个增强元件，在第一端和第二端之间延伸。

板中的一个或多个可包括多个增强元件，即至少一个，设置为在运行中增加相应板的刚度。增强元件从第一端向第二端延伸，反之亦然。增强元件可形成板的一部分，或通过安装、粘合、焊接或其他技术牢固地连接至板。在实例中，增强元件可为波纹状、锯齿状、梯形元件，加强件或其他合适的增强元件。增强元件可在板的一个或两个侧表面上向外凸起。这增加了板的结构强度并防止其由于压力弯曲。

根据一个实施例，该至少一个支撑元件由纤维增强材料例如纤维增强塑料制成。

支撑元件为具有低导热性能的任何隔热材料或复合材料。在实例中，支撑元件由纤维增强材料制成，如纤维增强塑料(FRP)。纤维可为有机纤维、碳纤维、玻璃纤维或其他合适的纤维。上述梁可由与支撑元件相同的材料或复合材料制成，或者由不同的材料或复合材料制成。梁可由金属如铝或钢、或复合材料如纤维增强塑料、或其他合适的材料或其复合材料制成。在实例中，可选择支撑元件、梁和可选的粘合装置/胶的材料，使得他们在一个或多个方向具有相同的或至少大致相同的热变形性能。

选择支撑元件，例如板的材料或复合材料，使得其具有足够的结构强度，同时其能够适应例如弯曲到各个单独部件的公差以及冷护铁相对于暖转子结构的热收缩。与使用绝热杆的传统解决方案相比，这允许制造和组装过程更加便宜和简单。

支撑元件的长度在轴向方向测量，宽度在第一端和第二端之间测量，例如在组合径向和切向方向。支撑元件的厚度在面向护铁和转子结构的侧表面之间测量。在实例中，长度可达1500mm，例如在800mm-1200mm之间。在实例中，宽度可达3800mm，例如在500mm-2500mm之间。在实例中，厚度可在10mm-50mm之间，例如20mm-40mm，或者甚至大于50mm，如下文所述。厚度可在位于两端之间的中央部或者所述端之一处测量。

护铁和转子结构可由任何合适的材料或合金如钢、铁(例如FeNi)或其他合适的材料或合金制成。

根据一个实施例，该至少一个支撑元件由夹在至少两个第二层之间的第一层制成，其中第一层和该至少第二层中的一个比其他层具有更强的结构强度。

支撑元件，例如板，可具有包括第一层和至少第二层的夹层结构。在实例中，板可以包括中央/第一层和位于中央/第一层的两侧的至少外/第二层。第一层可以被设置成为板提供隔热，而第二层被设置成为板提供结构强度，反之亦然。第一层和第二层可以具有相同或不同的隔热性能。这使得板具有合适的结构强度，同时充当暖梁和冷梁之间的热障。

根据一个实施例，多个支撑元件沿转子限定的轴向方向相对彼此设置。

取代使用单个连续支撑元件的是，使用多个支撑元件可沿护铁和转子结构之间的轴向方向设置，并相对彼此对齐。每个单独支撑元件具有面向护铁的第一端和面向转子结构的第二端。这将相应支撑元件和护铁之间或各个相应支撑元件与转子结构之间的总接触区域分成多个单独的接触区域。这也为每个支撑元件提供了具有减小的表面面积的强有力的支撑结构。

根据一个实施例，至少一个安装元件设置在多个支撑元件中的每一个的第一端和第二端中的至少一个上，其中该至少一个安装元件牢固地连接至护铁和转子结构中的至少一个。

一个或多个安装元件可设置在单个板而不是梁的第一端和/或第二端上。在实例中，第一安装元件可设置在每个板的第一端，第二安装元件可设置在每个板的第二端。安装元件由金属如铝或钢、或复合材料如纤维增强塑料、或其他合适材料或其复合材料制成。这允许单个板牢固地连接至护铁和/或转子结构。

或者，第一和/或第二安装元件可形成相应板的一部分，例如作为加厚第一端和/或第二端。这允许安装元件以与板相同的工艺制造。

当安装时，每个安装元件在轴向方向延伸并具有面向相应板的第一端和背向相应板的相反端。每个安装元件还具有面向护铁或转子结构的至少一个侧表面(径向方向)。可选地，每个安装元件还具有面向相反方向的另一个侧表面，其作为接触表面用于与护铁或转子结构的相应表面接触。

根据一个实施例，多个支撑元件包括至少一个第一支撑元件和至少一个第二支撑元件，其中至少一个第一支撑元件从其第一端朝其第二端大致在相对转子的旋转方向的一个方向延伸，且该至少一个第二支撑元件从其第一端朝其第二端大致在相反方向延伸。

单个支撑元件，如板，可相对转子的旋转方向定向，这样他们都大致在旋转方向的相同或相反方向延伸。或者，第一支撑元件可大致在旋转方向的相同方向延伸，而第二支撑元件可大致在旋转方向的相反方向延伸。第一、二支撑元件可位于相同的切向平面或相对彼此在径向平面成角度。在实例中，第一支撑元件相对第二支撑元件可位于0度至180度之间的任意角度。

第一、二支撑元件的一端或两端可切向对齐，这样使得其相应的第一和/或第二安装元件沿公共轴线对齐。这减少了护铁和/或转子结构的加工总量。或者，第一、二支撑元件的一端或两端可相对彼此在切向方向偏移，这样使得其相应第一安装元件沿一个轴线对齐而其相应第二安装元件沿另一个平行轴线对齐。这允许第一、二支撑元件的长度以及因此支撑元件的隔热被优化。

第一、二支撑元件可进一步相对彼此在轴向方向偏移或者在径向平面上彼此对齐。第一、二支撑元件的相应第一或第二安装元件可形成为单个安装元件或独立的安装元件。如果他们径向对齐，第一、二支撑元件可形成单个支撑元件，延伸穿过作为第一或第二安装元件的中间安装元件。

根据一个实施例，多个支撑元件包括第一组支撑元件和至少第二组支撑元件，其中第一组的支撑元件中的至少一个与至少第二组的支撑元件中的至少一个交叉。

单个支撑元件，例如板，可进一步沿转子结构的圆周设置成组。单个组可相对彼此设置，这样使得它们彼此交叉。在实例中，一组的第一板和相邻组的第二板可设置为使它们在交点彼此交叉，反之亦然。这也允许单个板的长度被优化，以实现最小的热传导并由此提高隔热。这进一步允许板相对转子结构被置于最佳角度，这允许最佳的力传递并节约转子材料。

根据一个实施例，多个支撑元件包括第一组支撑元件和至少第二组支撑元件，其中，第一组的至少一个安装元件和至少第二组的至少一个安装元件沿公共轴线对齐。

或者，单个支撑元件，如板，可相对彼此设置，这样它们不会彼此交叉。在实例中，一组的第一板和相邻组的第二板相对彼此确定位置，使得他们相应的第一和/或第二端大致沿公共轴线对齐，例如相应安装元件限定的公共轴线。这也允许使用较短的板，且护铁和/或转子结构需要更少的加工。由于板不相互交叉，这还使得能够更快更简单地将隔热层压板安装在板以及可选地，安装元件周围，例如将隔热层压板缠绕。

隔热层压板可包括至少一层聚乙烯、聚酯或其他合适支撑材料以及至少一层反射材料，例如铝，作为抵抗热辐射的反射镜。在实例中，可使用商业可购得的超隔热膜或层压板。

根据一个实施例，该至少一个安装元件通过安装装置或粘合装置或其组合牢固地连接至护铁和转子结构中的至少一个。

相应的安装元件可使用如上所述的安装装置和/或粘合装置，牢固地连接至支撑元件、护铁和/或转子结构。在实例中，安装元件可具有一组孔或通孔，设置为接收安装装置，如螺栓或螺钉。护铁和/或转子结构也可设置为接收安装装置。可选地，该安装装置可为预张紧的，以确保相应的安装元件和护铁之间或者相应的安装元件和转子结构之间的牢固的连接。

护铁和/或转子结构可包括位于相应侧表面上的多个突起，即至少一个突起。每个突起可在轴向方向延伸并可从相应侧表面向外突出。每个突起可具有至少一个接触表面用于与单个安装元件上的相应接触表面接触。单个安装元件随后能够牢固地连接至相应突起。或者，相应安装元件的第一端可置于相对护铁或转子结构的对应侧表面的切向方向成角度的位置，例如20度至80度之间。该单个安装元件能够随后牢固地直接连接至护铁或转子结构的侧表面，而不使用突起。

根据一个实施例，该至少一个安装元件通过至少一个销连接牢固地连接至该至少一个支撑元件。

或者，安装元件或者可通过一个或多个销连接牢固地连接至相应支撑元件。支撑元件，例如第一和/或第二支撑元件，可包括至少一个通孔，例如两个或更多，在轴向方向延伸，用于接收和固定销。支撑元件的第一和/或第二端可包括一个或多个凸起元件，通孔位于凸起元件中。安装元件，例如第一和/第二安装元件可包括至少一个，例如两个或多个朝支撑元件延伸的互补凸起元件。凸起元件和互补凸起元件可成形为关节或板元件。销可包括用于将销锁定就位的装置，例如用于接收锁定销、螺栓头、用于安装螺母的螺纹耦合件或者其他合适的锁定装置的孔。这使得在运行中，第一、二支撑元件能够旋转，同时在径向和切向方向向护铁或转子结构传递剪切负载。

该安装元件可进一步包括一个或多个挖空部，用于节约材料和重量。在实例中，一个挖空部可相对销设置，这样使得销耦合的高度，即旋转轴能够朝护铁或转子结构的侧表面降低。这减少了力臂并需要更少的材料用于分别向护铁或转子结构传递负载。

在安装时，预拉力可应用于单个销连接，以限制冷部件冷却时的收缩。第一安装元件可设置为用于第一、二板的公共安装元件，其中两个板的凸起元件连接至同一销。这减少了安装元件的总数量。

安装元件的形状可优化，使得负载能够向护铁或转子结构最佳地传递。这可通过提供具有一个或多个指状元件的安装元件实现，指状元件随后可通过在单独安装/粘合点或区域之间增加粘合表面面积或通过增加距离，安装或粘合至护铁或转子结构。在实例中，安装元件可包括至少四个指或指状元件，从安装元件沿切向和/或轴向方向向外延伸。这减少了安装元件的重量，节约了材料。

根据一个特定的实施例，该至少一个支撑元件的厚度在80mm至120mm之间。

相比中央部的厚度，支撑元件在第一端和/或第二端可具有增加的厚度。这增加了围绕通孔的结构强度。这也降低了支撑元件分层的风险，分层可导致销连接失效。或者，支撑元件沿其整个长度可具有不变的厚度，即端部和中央部的厚度是相同的。可选地，支撑元件可具有设置在侧表面中的一个或多个挖空部，用于节约材料和重量。这防止运行过程中，支撑元件由于压缩力而弯曲。

或者，支撑元件可成形为梁，其中梁可牢固地连接至相应安装元件，例如通过上述销连接。在实例中，梁的厚度，例如在一端测量，为80至120mm之间。在实例中，梁的长度为180mm至220mm之间。这允许减少支撑元件的数量，同时增加每个支撑元件的接触面积。

层压板在第一和/或第二端所需的结构强度可通过在临时销或杆周围设置单独纤维铺层实现，临时销或杆限定通孔。在固化后移除销或杆。或者，在固化后，通孔可在第一端和/或第二端上钻出。可选地，通孔中可设置套管，以增加结构强度。可使用其他已知技术提供所需的结构强度。

本发明的一个目的通过组装如上所述风力涡轮机发电机的方法实现，其中该方法包括步骤：

提供发电机转子，其中转子至少包括转子结构，

相对转子结构设置转子护铁，

相对转子结构和护铁确定至少一个支撑元件位置，

将所述至少一个支撑元件的第一端安装至护铁，并进一步将所述至少一个支撑元件的第二端安装至转子结构。

本配置允许转子的简单廉价的组装工艺，其将需要冷却的总量最小化。本组装方法还提供了护铁和转子结构的柔性安装，其不需要各个部件的非常精确的对准并且能够适应各个部件的公差。与传统方法不同，在真空腔室中不需要球窝装置来将冷护铁安装到转子结构上。

使用板将护铁与转子结构隔热允许冷部件和暖部件之间更好的热隔离。不需要隔热块或隔热螺栓及相应的凹槽。冷部件，例如护铁和超导极单元，能够与暖部件分开制造及可选地组装，暖部件例如转子结构、壳体和驱动轴。

根据一个实施例，至少一个支撑元件设置在护铁的侧表面和转子结构的对应侧表面之间，其中该至少一个支撑元件相对侧表面和对应侧表面中至少一个的切向方向成角度。

支撑元件，例如板或梁，位于转子两端之间，并关于转子的旋转方向定向，这样使得第一端和第二端平行于转子的轴向方向延伸。支撑元件可由此在组合的径向和切向方向延伸。单个支撑元件或支撑元件组置于成角度的位置，这样使得第一端和第二端相对彼此径向偏移。支撑元件由此作为辐条并允许扭矩和其他力从护铁传递，以及因此从超导极单元传递至转子结构。从超导极单元传递的负载，例如在超导极单元短路的情况下，也经由这些板传递至转子结构。护铁可具有2000mm至4000mm的外径，例如在2500mm至3500mm之间。

转子结构可形成驱动轴的一部分或安装至驱动轴。转子结构可包括面向护铁的轭和面向驱动轴的内支撑部。轭和内支撑部可形成为单片或通过使用安装装置(例如螺栓和螺母)、焊接或其他合适的技术连接。内支撑部可包括一个或多个增强元件以及可选地，一个或多个挖空部。这降低了转子的重量，节约了转子的材料。

在径向方向测量到的护铁和/或轭的厚度可达120mm，例如在50mm至100mm之间，例如在70mm至80mm之间。

根据一个实施例，在相对转子结构设置护铁之前，第一或第二端安装至护铁或转子结构。

支撑元件中的一个或多个可相对于相应转子结构或护铁确定位置并牢固地连接至相应转子结构或护铁。护铁可随后位于其安装位置，且任何剩余支撑元件可随后相对护铁或转子结构确定位置，并最终牢固地连接至护铁或转子结构。这允许支撑元件被用于引导护铁与转子结构对齐。

护铁和超导极单元安装之后，剩余外壳可安装至转子结构。该转子结构，例如其轭，可作为壳体的后壁，其安装至端壁的任一端，例如经由中间后壁部。端壁可进一步安装至位于护铁和定子之间的前壁。能够使用真空系统抽空外壳体限定的密闭腔室。这形成了真空腔室，超导极单元位于其中，其中真空空间也提供冷部件与围绕冷部件的暖部件之间的热绝缘，例如外壳体和转子结构。

最终，电连接和冷连接可耦合至超导极单元，这样使得超导线圈能够冷却至低温工作温度。超导线圈设置为当转子相对定子转动时，与位于定子中的极单元的多个相应定子线圈经由电磁场相互作用。冷部件，例如超导线圈，可在10K至70K之间的低温工作温度下工作。暖部件，例如转子结构，可在环境温度例如250K至350K之间工作。

根据一个实施例，该方法还包括步骤：

-将至少一个梁状元件设置在侧表面和对应侧表面中的至少一个上，且相对所述至少一个梁状元件确定第一、二端中的至少一个的位置。

一组第一梁可例如设置在护铁的侧表面上多个预设区域中，且/或另一组第二梁可设置在转子结构的对应侧表面上。第一、二梁可平行于轴向方向对齐。这可在护铁确定位置并与转子结构对齐之前或之后进行。

各个板可随后相对各个第一、二梁确定位置，以使得护铁能够连接至转子结构。这可在护铁置于其安装位置之后完成。梁和/或板可在轴向方向或切向方向滑动就位。护铁可相对转子结构置于预安装位置，其中梁和板可用于引导护铁进入其最终安装位置。相比其他常规组装方法，由于不需要非常精确的对准护铁来安装隔热支撑元件，这降低了组装工艺的复杂度，也减少了总组装时间。

一个或多个进一步的板可相对上述板设置，并经由单独的第一、二梁连接至护铁和转子结构。在实例中，这些进一步的板相对上述板对称地确定位置，这样使得他们大致在相反方向延伸。或者，这些进一步的板可连接至与上述板相同的第一梁和/或第二梁。这些进一步的板也可作为辐条，并允许扭矩和其他力从护铁以及由此超导极单元传递至转子结构。

根据一个实施例，该至少一个梁状元件和第一、二端中的至少一个通过使用安装装置和/或粘合装置牢固地连接。

第一、二梁可通过使用合适的安装和/或粘合装置牢固地连接至护铁和转子结构，例如其轭。这可在护铁置于其安装位置之前或之后完成。第一、二梁可在将护铁相对转子结构移动就位之前安装，因为这允许容易地接近梁以及，可选地，其安装装置。

通过使用合适的安装和/粘合装置，第一、二梁可进一步牢固地连接至相应板。这可在护铁移至其最终安装位置之前、期间以及之后完成。该板可通过使用粘合装置安装，这样使得相应梁和板形成搭接接头。

或者，该方法进一步包括步骤：

将至少一个梁状元件牢固地连接至第一端和第二端中至少一个，并在将所述至少一个支撑元件安装至护铁和转子结构之前，将所述至少一个梁状元件相对侧表面和对应侧表面中的至少一个放置在适当位置。

在此配置中，在这些板的制造过程中或制造过程后，第一、二梁可牢固地连接至单个板。护铁随后可相对转子结构置于其安装位置。之后，安装有这些梁的板可相对护铁及转子结构确定位置并牢固地连接至护铁及转子结构。这允许板和第一、二梁在安装之前预组装。

根据一个实施例，确定至少一个支撑元件的位置的步骤包括沿转子限定的轴向方向设置多个支撑元件。

在组装过程中，多个支撑元件可沿轴向方向设置，并相对转子的旋转方向定向。在实例中，2至15个，例如5个板至10个，例如3或4个支撑元件沿轴向方向设置。这些支撑元件可如上所述，相对护铁和转子结构的侧表面的切向方向成角度放置。这允许快速简单地处理和确定单个支撑元件的位置。这也提供了具有减少的总表面面积的强有力的支撑结构，减少的总表面面积降低了转子结构和护铁之间的热传递。

根据一个实施例，该方法进一步包括步骤：

-将至少一个安装元件设置在多个支撑元件中的每一个的第一端和第二端中的至少一个上。

该单个板，例如，支撑元件，在实例中可配备有一个或多个安装元件，例如在这些板制造时或制造后。该安装元件可使用如上所述的安装装置和/或粘合装置牢固地连接至板。相应板的第一安装元件随后相对护铁的侧表面确定位置，例如在其突起上，并牢固地连接至护铁。相应板的第二安装元件随后相对转子结构的侧表面确定位置，例如在其突起上，并牢固地连接至转子结构。

根据一个特定实施例，通过至少一个销连接，该至少一个安装元件牢固地连接至所述第一端和第二端中的至少一个。

或者，安装元件或者可使用如上所述的销连接牢固地连接至支撑元件，例如板。这允许更早地安装，因为安装元件和支撑元件能够分别确定位置并牢固地连接。这也允许隔热层压板或膜更早地安装，因为支撑元件在连接至安装元件之前或之后，支撑元件能够至少部分地被此层压板或膜覆盖。

第一、二安装元件可牢固地分别连接至护铁和转子结构。随后移动护铁，例如在轴向方向，相对转子结构移动至其最终位置。单个支撑元件，例如第一和第二支撑元件，随后可相对第一和第二支撑元件确定位置，且销可插入安装元件和板的端部的通孔中。

或者，第一安装元件牢固地连接至护铁或第二安装元件牢固地连接至转子结构。单个支撑元件随后确定位置并经由销连接至这些安装元件。其他安装元件进一步经由销牢固地连接至单个支撑元件。随后移动护铁，例如在轴向方向，相对转子结构移动至其最终位置。其他安装元件随后牢固地连接至护铁或转子结构。

在另一种选择中，第一安装元件牢固地连接至护铁或者第二安装元件牢固地连接至转子结构。随后移动护铁，例如在轴向方向，相对转子结构移动至其最终位置。单个支撑元件随后经由销连接至其他安装元件。具有其他安装元件的板随后相对护铁或转子结构确定位置，并牢固地连接至护铁或转子结构以及已经牢固连接的安装元件。

根据一个实施例，该方法还包括步骤：

-相对转子的旋转方向确定至少一个第一支撑元件的位置，这样使得其大致在一个方向延伸，

以及，

-相对至少一个第一支撑元件确定至少一个第二支撑元件的位置，这样使得其大致在相反方向延伸。

每个单个支撑元件，例如板或梁，相对转子的旋转方向定向，例如在相同或相反方向。在实例中，第一支撑元件相对护铁或转子结构的切向方向成角度设置，这样使得其大致沿旋转方向延伸。第二支撑元件进一步相对护铁或转子结构的切向方向成角度设置，这样使得其大致在相反方向延伸。该第一、二支撑元件可沿轴向方向以交替次序设置或成组设置。第一支撑元件可进一步置于相对径向平面或同样的切向平面中的第二支撑元件成角度的位置。这允许根据转子的特定配置选取第一、二支撑元件的设置和位置。

在确定第一、二支撑元件位置的过程中，这些支撑元件中的第二安装元件可相对彼此在轴向和/或径向方向偏移。这允许第一和第二支撑元件单独安装或拆卸。或者，这些支撑元件中的第二安装元件可在轴向和/或径向方向彼此对齐。这允许第一、二支撑元件成对安装和拆卸。

根据一个实施例，所述多个支撑元件中的至少一个与至少一个其他支撑元件交叉。

第一、二支撑元件可形成一组沿轴向方向延伸的支撑元件。可沿转子结构的圆周设置多个组。在实例中，组的数量可为3组至20组之间，例如在6组至16组之间，例如在9组至12组之间。在实例中，可确定一组的第一板的位置，这样使得其与相邻组的第二板交叉。可进一步确定这一组的第二板的位置，这样使得他们与另一相邻组的第一板交叉。第一板和第二板之间的该交叉点可位于相应板的第一端和第二端之间。这允许第一板和第二板的第一端之间的距离，例如弦，相比如上所述的使用单个连续板增加。

这又提供了护铁和转子结构之间的最佳力传递，并节约了转子结构的材料。

第一和第二板可间隔开，这样使得他们不会意外地相互摩擦并因此在转子旋转期间引起加速磨损。

根据一个实施例，通过使用拉挤或挤压制造支撑元件、至少一个梁状元件和至少一个安装元件中的至少一个。

上文所述的各种支撑元件可通过挤压、拉挤或其他合适的制造工艺制造。这减少了修整工作的量，例如磨削和抛光。这也减少了支撑元件的层压板中断裂纤维的量。或者，可使用较大的支撑元件将单个支撑元件剪切至所需尺寸。

同样地，用于牢固地将支撑元件连接至护铁或转子结构的梁和/或安装元件可由挤压、拉挤或其他合适的制造工艺制造。随后可使用各种机械工具将梁和/或安装元件加工至他们的完工配置。或者可在板的制造过程中形成梁和/或安装元件。

本发明不限于此处描述的实施例，并且因此所述实施例能够以任意方式组合而不偏离本发明的目的。

附图说明

参照附图并仅通过实例对本发明进行说明，其中：

图1示出了风力涡轮机的示范性实施例；

图2示出了风力涡轮机中发电机的示范性实施例；

图3示出了图2中示出的发电机的转子的第一实施例；

图4示出了护铁和转子结构的剖视图；

图5示出了第一梁的第一实施例；

图6示出了第二梁的第一实施例；

图7示出了相应梁的第二实施例；

图8示出了相应梁的第三实施例；

图9示出了相应梁的第四实施例；

图10示出了相应梁与板之间的搭接接头的三个实施例；

图11示出了图10中示出的搭接接头的其他三个实施例；

图12示出了发电机的转子的第二实施例；

图13示出了图12中示出的板和安装元件；

图14示出了图12中示出的转子的剖视图；

图15示出了在轴向方向观察的图12中示出的转子；

图16示出了组装发电机转子的第一实施例；

图17示出了组装发电机转子的第二实施例；

图18示出了图16-17中示出的转子的板和安装元件的第三实施例；

图19示出了发电机转子的第四实施例。

在下文中，将逐一描述附图，且附图中示出的不同部件和位置在不同附图中将使用相同数字标号。特定附图中示出的所有部件和位置并非必须与该附图一起讨论。

位置标号列表

1风力涡轮机

2塔架

3地基

4机舱

5轮毂

6风力涡轮机叶片

7发电机

8定子

9转子

10具有超导线圈的极单元

11护铁

12转子结构

13转子结构的侧表面

14护铁的侧表面

15支撑元件、板

16板的第一端

17板的第二端

18旋转方向

19第一梁

20第二梁

21梁的第一端

22梁的第二端

23梁的侧表面

24安装装置

25梁中凹槽

26黏合装置

27销

28套管

29凸起元件

30接纳凸起元件的凹槽

31支撑元件、板

32第一安装元件

33第二安装元件

34第一安装元件的通孔

35第二安装元件的通孔

36护铁突出部

37转子结构突出部

38第一板

39第二板

40凸起元件、板元件

41通孔

42销

43指

44第一梁，支撑元件

45第二梁，支撑元件

具体实施方式

图1示出了风力涡轮机1的示范性实施例。风力涡轮机1包括设置在地基3上的风力涡轮机塔架2。机舱4设置在风力涡轮机塔架2顶部并设置为相对风力涡轮机塔架2通过偏航系统(未示出)偏航。轮毂5相对机舱4可转动地设置，其中至少两个风力涡轮机叶片6安装至轮毂5，此处示出了三个风力涡轮机叶片。轮毂5连接至发电机形式(图2所示)的旋转机械，其通过驱动轴设置在机舱4中，用于产生功率输出。

图2示出了连接至轮毂5的发电机7的示范性实施例。此处，为了说明的目的，仅示出了驱动轴的中央旋转轴(点线示出)。发电机7包括定子8和相对定子8可转动设置的转子9。定子8包括多个极单元(点线示出)，极单元具有设置为与位于多个极单元10中的转子线圈相互作用的定子线圈。

至少转子线圈由在其临界温度以下工作的超导材料制成。因此，至少极单元10作为超导极单元。定子线圈由导电材料制成，如铜，在环境温度工作。

图3示出了转子9的第一实施例，其中极单元10设置在护铁11上，面向定子8，例如设置在外侧表面上(图3所示)。冷却系统(未示出)用于将极单元10冷却至10K至70K之间的低温工作温度。

转子9还包括具有内支撑部和轭的转子结构12，内支撑部面向驱动轴，轭面向护铁11。内支撑部此处成形为具有一个或多个挖空部的圆盘，如图2所示。内支撑部使用安装装置安装至驱动轴。轭在此处成形为具有面向护铁11的侧表面13的环或管状元件。护铁11还成形为具有面向转子结构12的侧表面14的环或管状元件。

护铁11通过多个设置在侧表面13、14之间的支撑元件15与转子结构12分隔开。支撑元件成形为由隔热材料制成的板15，例如纤维增强塑料(FRP)，这样使得护铁11与转子结构12隔热。转子结构12在250K至350K之间的环境温度下工作。每个板15具有面向护铁11的第一端16和面向转子结构12的第二端17。

图4示出了转子结构12和护铁11的剖视图。此处，为了说明的目的，略去极单元10。板15定位为使第一、二端16、17在轴向方向延伸，如图2、3所示。板15进一步取向为使他们在径向和切向方向的组合方向延伸，从而，大致在与转子9的旋转方向18的相同的方向上延伸，如图4所示。

第一梁19设置在板15的第一端16，第二梁20设置在板15的第二端17。第一梁19和第二梁20沿侧表面13、14在轴向方向延伸，如图3、4所示。第一梁19牢固地连接至护铁11和板15的第一端16。第二梁20牢固地连接至转子结构12和板15的第二端17。

图5示出了第一梁19的第一实施例，其具有面向板15的第一端21和面向相反方向的第二端22。第一梁19还具有在径向方向相反面向的两个侧表面23，其中一个还作为用于与侧表面14接触的接触表面，例如在其预设区域中。此处，第一端21相对侧表面14的切向方向置于第一角度位置，例如在20至80度之间。

第一梁19包括第一组通孔，用于接收形式为螺栓和螺母的安装装置24，以将第一梁19牢固地连接至护铁11。护铁11包括相应组通孔，用于安装装置24，如图4所示。

图6示出了第二梁20的第一实施例，其具有面向板15的第一端21’和面向相反方向的第二端22。第二梁20还具有在径向方向相反面向的两个侧表面23，其中一个还作为用于与侧表面13接触的接触表面，例如在其预设区域中。此处，第一端21’置于第二角度位置，例如平行于侧表面13的切向方向。

第二梁20包括第一组通孔用于接收螺栓形式的安装装置24以牢固地将第二梁20连接至转子结构12。转子结构12包括相应组通孔，用于安装装置24，如图4所示。

至少一个槽25在第一、二梁19、20的第一端21、21’中形成，以接收板15的第一、二端16、17，如图5、6所示。相应槽25的内表面中的一个或多个可作为接触表面，用于接触板15的相应端16、17上的一个或多个相应表面。胶形式的粘合装置26应用于这些接触表面以将板15牢固地连接至第一、二梁19、20。或者，相应的梁19、20包括第二组通孔，用于接收螺栓和螺母形式的安装装置24，或者相应的梁19、20的第一组通孔还用于将板15牢固地连接至相应梁19、20，如图4所示。

图7示出了相应梁19、20的第二实施例，其中第二组通孔设置为接收销形式的其他安装装置27。推动销通过板15相应端16、17的湿层压板，这样使得层压板中的纤维被推到一旁而不会断裂。这反过来又增强了板15在由销形成的通孔周围的结构强度。

图8示出了相应梁19、20的第三实施例，其中梁形成板15’的一部分。在此配置中，相比板15’的剩余部分，限定梁的相应端16’、17’具有增加的厚度。套管28，例如金属套管，置于第一组通孔中，用于增加板15’在这些通孔周围的结构强度。板15’随后经由安装装置24牢固连接至护铁11或转子结构12。

图9示出了相应梁19、20的第四实施例，其中梁形成板15’的一部分。此配置与图7中的实施例不同，相应端16’、17’与板15’的剩余部分具有相同的厚度。安装装置24随后能够插入这些套管28’，以将板15’牢固地连接至护铁11或转子结构12。

图10示出了相应梁19、20与板15的相应端16、17之间的搭接接头的三个实施例。

在图10A中，在切向方向观察，相应梁19、20具有矩形横截面轮廓。板15的相应端16、17以及因此槽25还具有矩形轮廓。

在图10B中，在切向方向观察，梁19’、20’分子具有楔形横截面轮廓。在侧表面23’之间测量到的厚度从第二端22’向第一端21’递减。板15的相应端16、17以及因此槽25具有矩形轮廓。

在图10C中，在切向方向观察，板15”的相应端16”、17”以及因此槽25’具有楔形横截面轮廓，且槽25’具有相应的反向的楔形横截面轮廓。在板15”的侧表面之间测量到的厚度朝端16”、17”的边缘递减，如图10C所示。

图11示出了相应梁19、20和板15的相应端16、17之间的搭接接头的三个其他实施例。在这些配置中，相应梁19、20和板15各自包括至少一个凸起元件29和设置为接收相反凸起元件29的至少一个槽30。

在图11A中，在切向方向观察，凸起元件29和槽30具有矩形轮廓。同样地，相应的梁19、20具有矩形轮廓。

在图11B中，相应梁19”、20”的凸起元件29’中至少一个具有楔形轮廓，且相应槽30’中至少一个具有反向的楔形轮廓。此楔形凸起元件29’的厚度朝该元件的边缘递减，如图11B所示。相应梁19”、20”具有楔形横截面轮廓，如图10B所示。

图12示出了发电机7的转子9’的第二实施例，其中多个支撑元件31沿轴向方向设置。支撑元件31成形为板31，由隔热材料制成，例如纤维增强塑料(FRP)。每个板31经由第一安装元件32牢固地连接至护铁11’。每个板31还经由第二安装元件33牢固地连接至转子结构12’。此处，示出了轴向方向的五个板31。为了说明的目的，此处仅示出了转子结构12’的轭。

图13示出了板31及其安装元件32、33。板31由隔热材料如纤维增强塑料(FRP)制成，这样使得护铁11’与转子结构12’隔热。

安装元件32、33具有面向板31的第一端和面向相反方向的第二端。安装元件32、33还具有相反面向的两个侧表面，其中一个侧表面还作为接触表面，用于接触护铁11’或转子结构12’的侧表面。

第一、二安装元件32、33设置为将板31牢固地连接至护铁11’和转子结构12’。第一安装元件32包括一组通孔34，用于接收螺栓形式的安装装置，以将第一安装元件32牢固地连接至护铁11’。护铁11’包括相应的一组通孔(未示出)用于接收安装装置。第二安装元件33包括一组孔35用于接收螺栓形式的安装装置，以将第二安装元件33牢固地连接至转子结构12’。转子结构12’包括相应的一组通孔(图14所示)用于接收安装装置。

图14示出了转子9’的剖视图，其中安装元件32、33相对位于护铁11’和转子结构12’的侧表面13’、14’上的突起36、37确定位置。

板31的每个第一安装元件32在轴向方向牢固地连接至护铁11’的侧表面14’上的突起36，如图12、14所示。能够从大致径向方向到达第一安装元件32的安装装置，如图12和14所示。

板31的每个第二安装元件33在轴向方向牢固地连接至转子结构11’的侧表面13’上的突起37，如图12、14所示。能够从大致切向方向到达第二安装元件32的安装装置，如图12和14所示。

图15示出了从轴向方向观察的转子9’，其中第一板38这样确定位置，使得其大致在与转子9’的旋转方向18相同的方向延伸。第二板39这样确定位置，使得其大致在于转子9’的旋转方向18相反的方向延伸。第一、二板38、39相对彼此在轴向方向偏移，如图14所示。第一、二板38、39的第二安装元件33相对彼此在轴向方向进一步偏移，如图14、15所示。

在轴向方向观察，相邻的第一、二板38、39形成位于转子结构12’圆周的一组。此处，示出了沿转子结构12圆周的六组第一、二板38、39。这一组中的第一板38在组装中确定位置，这样使得其与相邻组的第二板39相交叉，如图15所示。

图16示出了根据本发明组装转子9”的方法的第一实施例。首先，提供转子结构12。多个第二安装元件33’设置在侧表面13上并牢固地连接至转子结构12。多个第一、二板38’、39’随后相对第二安装元件33’确定位置，并经由第一销连接(图18所示)牢固地连接。多个第一安装元件32’相对第一、二板38’、39’确定位置，并经由第二销连接(图18所示)牢固地连接。护铁11相对转子结构12对齐并移动就位。第一安装元件32’随后牢固地连接至护铁11。

在护铁11移动就位前或就位后将转子线圈设置在护铁11上。

图17示出了组装转子9”的方法的第二实施例。在此实施例中，第二安装元件33’设置在侧表面13上并牢固地连接至转子结构12。护铁11随后相对转子结构12移动就位。第一、二板38’、39’牢固地连接至与转子9’分开的相应的第一安装元件32’，如图17所示。第一、二板38’、39’以及第一安装元件32’随后设置在侧表面14上并分别牢固地连接至护铁11上和第二安装元件33’上。此处仅示出护铁11的用于接收第一、二板38’、39’及第一安装元件32’的一个预定区域。

图18示出了转子9”的第三实施例，其中第一、二安装元件32’、33’不同于第一、二安装元件32、33。此处，仅示出了转子9”的剖视图。在此实施例中，安装元件32’、33’具有至少两个凸起元件40，从底部径向向外延伸。底部设置为用于安装和/或粘合至护铁11或转子结构12。每个凸起元件40具有在轴向方向延伸的通孔41，用于接收和固定可拆装销42。

另一个通孔41设置在各板38’、39’的第一端和第二端。此通孔41也在轴向方向延伸并设置为接收和固定销42。销42连接至第一、二板38’，如图16、17所示。

安装元件32’、33’中的一个或两个，可选地具有在切向方向延伸的多个指43，如图18所示。此处，指43仅在第一安装元件32’上示出。指43设置为安装在和/或粘合至护铁11或转子结构12，用于负载的最佳传递。

图19示出了转子9”’的第四实施例，其中支撑元件不同于板15和板31。在此实施例中，支撑元件成形为梁，由隔热材料例如纤维增强塑料(FRP)制成。每个梁沿其长度具有不变的厚度。

第一支撑元件或梁44与第二支撑元件或梁45包括沿各自的第一端和第二端的宽度分布的多个板元件或关节，例如一个、两个或更多，如图19所示。每个板元件或关节具有通孔41用于接收和固定销42。第一、二安装元件32”、33”可进一步包括至少一个附件凸起元件，例如板元件或关节，用于增加支撑。销42进一步延伸穿过此附加凸起元件。

Claims (31)

1.一种风力涡轮机，包括：

-风力涡轮机塔架，

-设置在所述风力涡轮机塔架顶部的机舱，

-相对机舱设置的可旋转轮毂，所述轮毂连接至至少两个风力涡轮机叶片，

-可转动地连接至轮毂的发电机，其中所述发电机包括相对定子可转动设置的转子，所述转子包括护铁和转子结构，所述转子还包括相对护铁设置的至少一个极单元，所述至少一个极单元包括由超导材料制成的至少一个转子线圈，所述定子包括具有至少一个定子线圈的至少一个极单元，其中所述至少一个转子线圈设置为当转子相对定子转动时，与所述至少一个定子线圈经由电磁场相互作用，其中所述转子还包括设置在护铁和转子结构之间的至少一个支撑元件，该至少一个支撑元件包括连接至护铁的第一端和连接至转子结构的第二端，其中所述至少一个支撑元件由隔热材料制成，其特征在于，所述护铁包括面向转子结构的侧表面，所述转子结构包括面向护铁的对应侧表面，其中所述第一端连接至所述侧表面，所述第二端连接至所述对应侧表面，其中所述第一端和所述第二端在由所述转子限定的轴向方向延伸，其中所述至少一个支撑元件在由所述转子限定的轴向方向延伸，并且所述至少一个支撑元件被布置为相对于侧表面和对应侧表面中至少一个的切向方向成角度。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个支撑元件相对转子的旋转方向定向，其中所述至少一个支撑元件从所述第一端朝所述第二端大致在与所述转子的旋转方向相同方向延伸。

3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机，其特征在于，至少一个梁状元件设置在所述第一端和第二端中的至少一个上，其中所述至少一个梁状元件在轴向方向延伸。

4.根据权利要求3所述的风力涡轮机，其特征在于，所述第一端和第二端中的至少一个与至少一个梁状元件通过安装装置或粘合装置牢固地连接。

5.根据权利要求4所述的风力涡轮机，其特征在于，所述第一端和第二端中的至少一个与至少一个梁状元件通过安装装置和粘合装置的组合牢固地连接。

6.根据权利要求3所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个梁状元件形成所述第一端和第二端中的至少一个的一部分。

7.根据权利要求3所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个梁状元件包括至少一个应力释放元件，设置为减少至少一个梁状元件中的压力。

8.根据权利要求7所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个应力释放元件是应力释放槽。

9.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述第一端和第二端中的至少一个与至少一个梁状元件中的一个具有楔形端部，面向第一端和第二端中的至少一个与至少一个梁状元件中的另一个，其中所述第一端和第二端中的至少一个与至少一个梁状元件中的另一个具有成形为接收所述楔形端部的对应端部。

10.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个支撑元件包括至少一个增强元件，其在所述第一端和第二端之间延伸。

11.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个支撑元件由纤维增强材料制成。

12.根据权利要求11所述的风力涡轮机，其特征在于，所述纤维增强材料是纤维增强塑料。

13.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个支撑元件由夹在至少两个第二层之间的第一层制成，其中所述第一层和所述至少第二层中的一个比其它层具有更强的结构强度。

14.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，多个支撑元件沿转子限定的轴向方向相对彼此设置。

15.根据权利要求14所述的风力涡轮机，其特征在于，至少一个安装元件设置在多个支撑元件中的每个的第一端和第二端中的至少一个上，其中所述至少一个安装元件牢固地连接至护铁和转子结构中的至少一个。

16.根据权利要求14或15所述的风力涡轮机，其特征在于，多个支撑元件包括至少一个第一支撑元件和至少一个第二支撑元件，其中所述至少一个第一支撑元件从其第一端朝其第二端相对转子的旋转方向大致在一个方向延伸，且所述至少一个第二支撑元件从其第一端朝其第二端大致在相反方向延伸。

17.根据权利要求14所述的风力涡轮机，其特征在于，所述多个支撑元件包括至少第一组支撑元件和至少第二组支撑元件，其中第一组支撑元件中的至少一个与至少第二组支撑元件中的至少一个交叉。

18.根据权利要求14所述的风力涡轮机，其特征在于，所述多个支撑元件包括至少第一组支撑元件和至少第二组支撑元件，其中第一组中的至少一个安装元件与至少第二组中的至少一个安装元件沿公共轴线对齐。

19.根据权利要求15所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个安装元件通过安装装置、粘合装置或其组合牢固地连接至护铁和转子结构中的至少一个。

20.根据权利要求15所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个安装元件通过至少一个销连接牢固地连接至所述至少一个支撑元件。

21.根据权利要求20所述的风力涡轮机，其特征在于，所述至少一个支撑元件的厚度为80mm至120mm之间。

22.一种组装根据权利要求1-21任一项所述的风力涡轮机的方法，其中所述方法包括步骤：

-提供发电机转子，其中所述转子至少包括转子结构，

-相对转子结构设置转子护铁，

-相对转子结构和护铁确定至少一个支撑元件的位置，

-将所述至少一个支撑元件的第一端安装至护铁，并进一步将所述至少一个支撑元件的第二端安装至转子结构，其中所述至少一个支撑元件在由所述转子限定的轴向方向延伸，并且所述至少一个支撑元件设置在护铁的侧表面和转子结构的对应侧表面之间，其中所述至少一个支撑元件被布置为相对于侧表面和对应侧表面中至少一个的切向方向成角度。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在相对所述转子结构设置所述护铁之前，所述第一端或第二端安装至护铁或转子结构。

24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

-将至少一个梁状元件设置在所述侧表面和对应侧表面上中的至少一个上，并将第一端和第二端中至少一个相对所述至少一个梁状元件确定位置。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述至少一个梁状元件和所述第一端和第二端中至少一个通过使用安装装置或粘合装置或其组合牢固地连接。

26.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，确定至少一个支撑元件的位置的步骤包括沿转子限定的轴向方向设置多个支撑元件。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

-将至少一个安装元件设置在多个支撑元件中的每一个的第一端和第二端中至少一个上。

28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，通过至少一个销连接，所述至少一个安装元件牢固地连接至所述第一端和第二端中至少一个上。

29.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

-相对转子的旋转方向确定至少一个第一支撑元件的位置，这样使得其大致在一个方向延伸，以及

-相对至少一个第一支撑元件确定至少一个第二支撑元件的位置，这样使得其大致在相反方向延伸。

30.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，多个支撑元件中的至少一个与至少一个其他支撑元件交叉。

31.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述至少一个支撑元件、所述至少一个梁状元件和所述至少一个安装元件中的至少一个通过拉挤或挤压制造。

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