JP2019506827A

JP2019506827A - 同期発電機

Info

Publication number: JP2019506827A
Application number: JP2018537492A
Authority: JP
Inventors: ピスコルズ，ヴァルデマル
Original assignee: ピスコルズ，ヴァルデマル; ピスコルズ，トマシュタデュズ; ピスコルズ，イレーヌシュ
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2019-03-07
Also published as: EP3406022B1; PL229549B1; EP3406022A1; CN109075685A; PL415826A1; US11258317B2; AU2017208818A1; US20190052133A1; WO2017125814A1; CA3011660A1; ES2875623T3

Abstract

本発明は、発電機の冷却の問題をそのボディの改変により解決する。本発明によれば、発電機は、クランプ（２４）で取り外し可能に接続される好ましくは中空プロファイルで作製される多角形ベースをもつオープンフレーム構造の形態のボディ（１）を有し、第１のステータセグメント（１８）が、第１のロータプレート（１５）及びさらなるロータプレート（２２）の直径よりも大きい円上に設けられる、ベースのアーム（２）及びクランプ（２４）のアーム（２）に取り外し可能に接続される、ねじ付きピン（９）上に設置される。【選択図】図１

Description

本発明の主題は、特に風力タービンのための、マルチセグメント同期発電機である。

ロータ及びステータが発電機のシャフトに対して長手方向に交互に配置されるマルチプレート発電機が、特許文献ＵＳ２００８２３１１３２から公知である。シャフト上に固定されるロータのプレート内に、永久磁石が取り付けられる。ボディに固定されるステータのプレートは、永久磁石に対向して配置されるコイルを備える。

環状構造をもつボディを有する発電機も、文献ＣＮ２０２５３５１８３から公知である。このボディはＣ字形の凹部を有し、したがって、作製されたベーンが内向きに傾斜され、発電機の内部への気流を助長する。

本発明によれば、発電機は、クランプで取り外し可能に接続される好ましくは中空プロファイルから作製される多角形ベースのオープンフレーム構造の形態のボディを有する。ステータの第１のセグメント及びさらなるセグメントは、メインシャフトと同軸に、ロータのプレートの直径よりも大きい円上に設けられる、ベースのアーム及びクランプのアームに取り外し可能に接続される、ねじ付きピン上に固定される。ステータの第１のセグメントは、ナットで固定される。ステータの第１のセグメントは、１つの外部出力をもつセグメントの内部に配置される巻線を有する。

ステータの第１のセグメント間に配置されるロータの第２のプレートは、前述の第２のプレートの両側に固定される永久磁石を有する。

代替的に、第３のロータプレート及び第４のロータプレートは、永久磁石の少なくとも２つのリングを有する。加えて、第２のセグメント間に配置される第４のロータプレートは、両側に固定される永久磁石の少なくとも２つのリングを有する。

第２のロータセグメントは、相巻線の少なくとも２つのリングを有し、巻線の数は、３で割ることができる。加えて、第２のステータセグメントは、第３のベアリングによりメインシャフト上で安定化される。相巻線の各リングは、個々の電流出力を有する。

ステータのすべてのセグメントの第１のリングの巻線の第１の３相出口は、直列に及び／又は並列に相互接続される。それぞれ第２の及びさらなるリングの相巻線の第２の及びさらなる出口は、直列及び／又は並列系に別々に接続される。各さらなる巻線リングの相出口は、別個の電力回路である。

好ましくは、オープンフレームハウジングにおけるロータのプレート及びステータのセグメントは、複合材料で作製される。

ロータプレート及びステータセグメントのすべてをオープンフレームハウジング内に置くことは、冷却空気がステータセグメントへのすべての側からのアクセスを有するので、発電機の稼働状態を顕著に改善する。この発電機の動作中にステータの巻線の過熱は存在しない。さらに、この構成は、セグメント又はロータプレートの故障時に発電機の部品の容易な分解を可能にする。

本発明の主題が、例示的な実施形態に示される。

発電機の軸方向の断面を示す図である。発電機の横方向の断面を示す図である。オープンフレームハウジングの片側断面図である。クランプの一部を伴う支柱の端の拡大詳細図である。２つの巻線リングをもつセグメントを伴う発電機の軸方向の断面を示す図である。２つの磁石リングをもつ、オープンフレームハウジングなしの発電機の横方向の断面を示す図である。

発電機のボディは、オープンワークフレーム１であり、そのベースは、半径方向に配置されるスチールの中空プロファイルから作製される８つのアーム２である。アーム２の一端は、ベアリングケーシング３に溶接され、アーム２の第２の端は、周方向に配置され八角形をなすクロスバー４と溶接される。アーム２は、基礎５を備える。ベースの角部に、アーム２及びクロスバー４に垂直に溶接される支柱６が存在し、前記支柱も中空プロファイルから作製される。支柱６の端は、それらの前部に、ねじ付きの第１の穴７ａをもつオーバーレイ７を有する。アーム２の周辺部に設けられる第２の穴８が存在する。第２の穴８の中にねじ付きピン９が入れられ、前記ピン９はアーム２に垂直である。カバー１１をもつ底部に取り付けられるケーシング３内に第１のボールベアリング１０が存在する。メイン発電機シャフト１２が第１のベアリング１０内に設置され、前記シャフト１２は、一様に間隔をあけて冠状多突起リング１３を有する。ベアリング１２よりも上に、パッド１４が存在し、その上に第１のロータプレート１５が置かれ、前記プレート１５は、その周辺部に永久磁石１６を備え、多突起リング１３上に固定される。穴８が、プレート１５の直径よりも大きい円上に設けられる。シャフト１２に被せられるスペーサスリーブ１７が存在する。

第１のロータプレート１５よりも上に、周辺部に平らに嵌め込まれる、３で割ることができる量の分離された相巻線１９をもつ、複合材料から作製された第１のステータセグメント１８が存在する。巻線１９は、第１のロータプレート１５上の永久磁石１６の直径に対応する直径上に配置される。第１のステータセグメント１８に第３の穴２０が存在し、これらは、第１の穴８及びピン９の位置に対応して設けられる。第１のステータセグメント１８は、ねじ付きピン９の上に重ねられ、ナット２１で両側を固定される。シャフト１２の多突起リング１３の上に重ねられた第１のステータセグメント１８よりも上に、パッド１４と共にスペーサスリーブ１７上に置かれる第２のロータプレート２２が存在する。第２のプレート２２は、両側に永久磁石１６を備える。別のパッド１４が、第２のプレート２２の上に重ねられ、第２のスペーサスリーブ２３でプレスされる。第２のロータプレート２２よりも上で、第１のステータセグメント１８が、ピン９上に設けられ、ナット２１で両側を固定される。クランプ２４が、支柱６の前部のオーバーレイ７上に配置され、前記クランプ２４は、アーム２及びクロスバー４をもつフレーム１のベースの構造と類似した構造を有する。クランプ２４の角部に第４の穴２５が存在し、該穴を通してクランプ２４が支柱６のオーバーレイ７にねじ２６で留められる。クランプ２４のアーム２上に第２の穴８も存在し、該穴内でねじ付きピン９の端がナット２１で両側を固定される。クランプ２４の第２のケーシング２８内に、シャフト１２の第２のベアリング２９が存在する。好ましくは、ロータプレート１５及び２２は、複合材料で作製される。

代替的な実施形態によれば、第３のロータプレート３０が、フレーム１のベースにより設けられ、前記プレート３０は、少なくとも２つの円３１及び３２上に設けられる永久磁石１６を有する。ケーシングの内部に設けられる第４のロータプレート３３は、同じく２つの円３１及び３２上にある、両側に固定される永久磁石１６を有する。第２のステータセグメント３４は、ロータプレート３０及び３３上のリング３１及び３２の永久磁石１６に対応する２つのリング３５及び３６上に設けられる相巻線１９を有する。円３５及び３６上の巻線１９の数は、３で割ることができる。第２のステータセグメント３４は、ベアリング１０及び２９間のその全長上に多突起を有する第２のシャフト３７上に設置され、前記第２のシャフト３７に固定される第３のベアリング３９の台座３８が存在する。第２のステータセグメント３４における第３のベアリング３９のための中央穴４０の周辺部が、金属インサート４１で補強される。第３の穴２０も有する第２のセグメント３４は、ねじ付きピン９の上に重ねられ、ナット２１で両側を固定される。ステータセグメント３４とロータプレート３０及び３３との間の第２の多突起シャフト３７上に、スペーサスリーブ４２が存在する。各ステータセグメント３４の第１のリング３５の巻線１９の第１の３相出口４３が、直列に及び／又は並列に相互接続される。第２のリング３６の巻線１９の第２の３相出口４４が、直列に及び／又は並列に相互接続される。

Claims

メインシャフト上に設置される永久磁石をもつ複数のロータプレートと、前記ロータプレート間に設けられる相巻線をもつ複数のステータセグメントとを有するマルチセグメント同期発電機であって、クランプ（２４）で取り外し可能に接続される好ましくは中空プロファイルで作製される多角形ベースをもつオープンフレーム構造の形態のボディ（１）を有し、第１のステータセグメント（１８）及びさらなるステータセグメント（３４）が、前記メインシャフト（１２）と同軸に、第１のロータプレート（１５）及びさらなるロータプレート（２２）の直径よりも大きい円上に設けられる、前記ベースの前記アーム（２）及び前記クランプ（２４）の前記アーム（２）に取り外し可能に接続される、ねじ付きピン（９）上に設置され、前記第１のステータセグメント（１８）がナット（２１）で固定されることを特徴とする、マルチセグメント同期発電機。
前記第１のステータセグメント（１８）間に配置される前記第２のロータプレート（２２）が、前記第２のロータプレート（２２）の両側に固定される永久磁石（１６）を有することを特徴とする、請求項１に記載のマルチセグメント同期発電機。
前記第１のステータセグメント（１８）の内部に相巻線（１９）が配置されることを特徴とする、請求項１及び請求項２に記載のマルチセグメント同期発電機。
第３のロータプレート（３０）及び第４のロータプレート（３３）が前記永久磁石（１６）の少なくとも２つの円を有することを特徴とする、請求項１に記載のマルチセグメント同期発電機。
前記第４のロータプレート（３３）が、両側に固定される永久磁石（１６）の少なくとも２つのリングを有することを特徴とする、請求項１に記載のマルチセグメント同期発電機。
前記第２のステータセグメント（３４）が、前記相巻線（１９）の少なくとも２つのリング（３５）及び（３６）を有し、前記各リング（３５）及び（３６）の巻線の数を３で割ることができ、さらに、前記第２のステータセグメント（３４）が、第３のベアリング（３９）により第２のメインシャフト（３７）上で安定化されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチセグメント同期発電機。
前記相巻線（１９）のどのリング（３５）及び（３６）も、別個の電流出口（４３）及び（４４）を有することを特徴とする、請求項４に記載のマルチセグメント同期発電機。
すべての前記第２のステータセグメント（３４）の前記第１のリング（３５）の巻線の前記第１の３相出口（４３）が直列に及び／又は並列に相互接続され、前記さらなるリング（３６）の相巻線の前記第２の出口（４４）が直列に及び／又は並列に相互接続されることを特徴とする、請求項７に記載のマルチセグメント同期発電機。
各後続のリング（３５）及び（３６）の巻線の相出口（４３）及び（４４）が別個の電力回路であることを特徴とする、請求項４に記載のマルチセグメント同期発電機。
前記ロータプレート（１５）、（２２）、（３０）、及び（３３）と、前記ステータセグメント（１８）及び（３４）が、複合材料で作製されることを特徴とする、請求項４に記載のマルチセグメント同期発電機。