JP2022140305A - 発電機補剛リング - Google Patents

Abstract

【課題】ロータおよびステータのメンテナンスおよび修理を容易にする。【解決手段】本開示は、ロータ（１３）と、ステータ（１２）と、ロータ（１３）とステータ（１２）との間の半径方向エアギャップ（３９）とを備える電気機械に関し、ロータおよびステータの一方は、電気機械の一方の側で駆動されるエンドプレートと、ロータ（１３）およびステータ（１２）の他方を半径方向に取り囲む中央支持体（３２）と、電気機械の反対側の補剛リング（３３）とを備える。補剛リングは、中央支持体（３２）に接続された外側リング（３４）と、外側リング（３４）に接続された内側リング（３５）とを備える。外側リング（３４）は、取り外し可能に装着された複数の外側セグメント（４４）を備える。本開示はさらに、風力タービンおよび電気機械の部品を修理するための方法に関する。【選択図】図３

Description

本開示は、電気機械に関し、より具体的には、風力タービン用の発電機、およびそのような発電機を備える風力タービンに関する。本開示はさらに、電気機械、より具体的には風力タービン発電機の能動部品にアクセスするための方法に関する。

モータおよび発電機などの電気機械は、一般に、ロータ構造およびステータ構造を備える。大型発電機は、例えば、永久磁石励起発電機（ＰＭＧ）であってもよい。

そのような発電機は、例えば風力タービンで使用することができる。風力タービンは、一般に、ロータハブおよび複数のブレードを有するロータを備える。ロータは、ブレードへの風の影響下で回転するように設定される。ロータシャフトの回転は、発電機ロータを直接駆動する（「直接駆動型」）か、またはギアボックスを使用して駆動する。そのような直接駆動型風力タービン発電機は、例えば６～１０メートル（２３６～３２８インチ）の直径、例えば２～３メートル（７９～１１８インチ）の長さを有することができ、例えば２～２０ｒｐｍ（回転毎分）の範囲の低速で回転することができる。あるいは、永久磁石発電機はまた、発電機の回転速度を例えば５０～５００ｒｐｍまたはそれ以上に増加させるギアボックスに結合されてもよい。

電気機械は、ステータに対して回転するロータを備える。ロータは内側構造であってもよく、ステータは外側構造であってもよい。したがって、この場合のステータはロータを取り囲む。あるいは、構成はこれとは反対、すなわちロータがステータを半径方向に取り囲んでもよい。

永久磁石励起発電機（ＰＭＧ）の場合、永久磁石（ＰＭ）は一般にロータに備えられる（ただし、ステータ構造に交互に配置することもできる）が、巻線要素（例えばコイル）は通常ステータに含まれる（ただし、ロータ構造に交互に配置することもできる）。永久磁石発電機は、一般に、信頼性があると考えられ、他の発電機の類型よりも必要とするメンテナンスが少ない。これは、永久磁石発電機が海上風力タービン、特に直接駆動型海上風力タービンに採用される重要な理由である。

複数の永久磁石が永久磁石モジュールに設けられてもよく、これらは単一の部品としてロータに取り付けられてもよい。永久磁石モジュールは、複数の永久磁石を有するユニットとして定義されてもよく、複数の磁石は共に装着され、かつ共に装着解除することができる。そのようなモジュールは、基部に固定され得る複数の永久磁石を収容または担持するのに適した形状を有するモジュール基部を有してもよい。基部は、複数の磁石がモジュール基部を通してロータリムに共に固定されるように、ロータリムなどのロータ構造に固定されるように構成されてもよい。永久磁石モジュールの使用は、ロータの製造を容易にすることができる。同様に、ステータコイルは、コイルモジュール内で共にグループ化されてもよい。コイルモジュールは、ステータリムなどの発電機構造に固定されてもよい。

直接駆動型風力タービンなどのより大きな電気機械では、電気機械の一方の側はエンドプレートによって閉じられている場合がある。電気機械の他方の側は、補剛フランジによって部分的に閉じられている場合がある。そのような補剛フランジは、半径方向に部分的に内側に延びるが、全体的に支持されていない。補剛フランジは、メンテナンスまたは修理のためにフランジのセグメントを一時的に取り外して、能動部品（永久磁石および／またはコイル）にアクセスできるようにセグメント化することができる。

本開示の一態様では、電気機械が提供される。電気機械は、ロータと、ステータと、ロータとステータとの間の半径方向エアギャップとを備える。ロータおよびステータの一方は、発電機の一方の側にエンドプレート、ならびにロータおよびステータの他方を取り囲む中央支持体を備え、発電機の反対側に補剛フランジをさらに備える。補剛フランジは、中央支持体に接続された外側リングと、外側リングに接続された内側リングとを備える。外側リングは、取り外し可能に装着された複数の外側環状セグメントを備える。

本態様による電気機械を用いることで、ロータおよびステータのメンテナンスおよび修理を容易にすることができる。ロータおよび／またはステータへのアクセスを提供するために、取り外し可能な外側セグメントを取り外すことができる。内側リングは、そのような動作中にロータが変形せず、ステータとロータとの間のエアギャップが損なわれないように、十分な剛性を提供することができる。また、剛性を高めるための補剛リングの、例えば厚さまたは幅の増加を伴う解決策を回避することができるので、構造の重量を最適化することができる。

本開示を通して、「取り外し可能に装着された」とは、取り外し可能に装着された構成要素またはセグメントが、構成要素もしくはセグメントまたは周囲の構造を損傷することなく、装着解除または取り外すことを可能にするように装着されることを意味するものとする。構成要素またはセグメントは、締結具の取り外しを可能にし、それによって構成要素またはセグメントの分解または取り外しを可能にする、ボルトまたはねじなどの適切な締結具を用いて装着または取り付けることができる。

さらなる態様では、ロータ、ステータ、およびロータとステータとの間の半径方向エアギャップを有する電気機械の部品を修理するための方法が提供される。本方法は、補剛リングに開口部を形成するために発電機の一方の側にある補剛リングのセグメントを取り外すステップと、補剛リングの開口部を通してロータおよび／またはステータにアクセスするステップとを含み、補剛リングは、補剛リングの半径方向内側端部で支持されない。補剛リングは、外側リングおよび内側リングを備え、補剛リングのセグメントを取り外すステップは、内側リングが分解されない一方で、外側リングのセグメントを取り外すステップを含む。

この態様による方法では、修理を実行するために発電機ロータおよび／またはステータへのアクセスを提供することができる。例では、ロータおよび／またはステータの能動部品を取り外して置き換えることができる。

さらに別の態様では、複数のブレードを含む風力タービンロータと、風力タービンロータに動作可能に接続された発電機ロータと、発電機ロータ内に半径方向に配置された発電機ステータとを備える風力タービンが提供される。発電機ロータは、前側にメインフレームに回転可能に装着された半径方向支持体と、ロータリムと、後側に発電機ロータの補剛リングとを備える。補剛リングは、外側リングおよび内側リングを備え、外側リングは、取り外し可能に装着された複数の外側リングセグメントを備える。

風力タービンの一例の斜視図を概略的に示す図である。 直接駆動型風力タービンの一例を示す図である。 直接駆動型風力タービンの発電機の一例を概略的に示す図である。 発電機の一例の軸方向図を概略的に示す図である。 図４の発電機の例の詳細を概略的に示す図である。 図４の発電機の能動部品の修理方法の例を概略的に示す図である。 図４の発電機の能動部品の修理方法の例を概略的に示す図である。 本開示による電気機械のさらなる例を概略的に示す図である。

以下、本発明の実施形態を詳細に参照するが、その１つまたは複数の例が図面に示されている。各例は、本発明を説明するものとして提示されており、本発明を限定するものではない。実際、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、本発明において様々な修正および変更が行われ得ることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または記載された特徴は、またさらなる実施形態をもたらすために、別の実施形態と共に使用することができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に入るそのような修正および変更を包含することが意図される。

図１は、風力タービン１の一例の斜視図を示す。図示するように、風力タービン１は、支持面３から延びるタワー２と、タワー２に装着されたナセル４と、ナセル４に結合されたロータ５とを含む。ロータ５は、回転可能なハブ６と、ハブ６に結合され、ハブ６から外側に延びる少なくとも１つのロータブレード７とを含む。例えば、図示する例では、ロータ５は３つのロータブレード７を含む。しかしながら、代替的な実施形態では、ロータ５は、３つより多いか、または少ないロータブレード７を含んでもよい。各ロータブレード７は、ロータ５の回転を容易にし、運動エネルギーが、風から、使用可能な機械的エネルギー、続いて電気エネルギーに変換され得るように、ハブ６から間隔を置いて配置されてもよい。例えば、ハブ６は、ナセル４内に位置決めされるか、またはナセルの部分を形成する発電機１０（図２）に回転可能に結合されて、電気エネルギーの生成を可能にすることができる。ロータの回転は、例えば直接駆動型風力タービンに、またはギアボックスの使用によって発電機に伝達されてもよい。

図２は、直接駆動型風力タービン１のナセル４の一例の簡略化された内部図を示している。図示するように、発電機１０は、ナセル４内に、またはナセル４とロータ５との間に配設されてもよい。一般に、発電機１０は、ロータ５によって生成された回転エネルギーから電力を生成するために、風力タービン１のロータ５に結合されてもよい。例えば、風力タービンのロータ５は、発電機１０のロータ９と共に回転するために発電機１０のロータ９に結合されたハブ６を含んでもよい。したがって、ハブ６の回転は、発電機１０のロータ１２を駆動することができる。

図２において、風力タービンロータ５は、結合領域または前側においてロータ軸受８を介して支持フレーム９に回転可能に装着されてもよい。発電機１０は、ロータ１２およびステータ１３を備えてもよい。ステータは、支持フレーム９に堅固に装着されてもよい。ロータは、ロータが軸を中心としてステータに対して回転することができるように、発電機軸受１４を介してステータに回転可能に装着されてもよい。

発電機１０は、変換器に電気的に結合されてもよい。風力タービン変換器は、発電機の出力電力を送電網の要件に適合させることができる。いくつかの例では、変換器は、ナセル４の内側に設置されてもよい。しかしながら、他の例では、風力タービンの他の場所に設置されてもよい。

風力タービンのロータ５および発電機１０は、風力タービンタワー２の頂上に位置決めされたベッドプレートまたは支持フレーム９によって支持されてもよいことを理解されたい。

ナセル４は、ヨーシステム２０を介してタワー２に回転可能に結合される。ヨーシステムは、他方に対して回転するように構成された２つの軸受構成要素を有するヨー軸受（図２では見えない）を備える。タワー２は、第１の軸受構成要素に結合され、ナセル４、例えば、ベッドプレートまたは支持フレーム９は、第２の軸受構成要素に結合される。

図３は、風力タービンの発電機の一例を概略的に示す。本開示の一態様では、複数のブレード７（図１および図２参照）を含む風力タービンロータ５を備える風力タービンが提供される。風力タービンはまた、風力タービンロータ５に動作可能に接続された発電機ロータ１３と、発電機ロータ１３内に半径方向に配置された発電機ステータ１２とを備える。発電機ロータ１３は、前側にメインフレーム９に回転可能に装着された半径方向支持体３１と、ロータリム３２と、発電機ロータの後側に補剛リング３３とを備える。補剛リング３３は、外側リング３４と内側リング３５とを備え、外側リング３４は、取り外し可能に装着された複数の外側リングセグメント４４を備える（図４参照）。

図３の例では、内側リング３５は内側では支持されていない。この例では、ステータを半径方向に取り囲むロータは、片持ち式に装着され、発電機の片側でのみ支持される。図３の例では、発電機ロータは、風力タービンロータ５によって直接駆動することができ、すなわち、ロータ（シャフト）と発電機ロータとの間に配置されたギアボックスは存在しない。図３の例では、ロータシャフト３６は、風力タービンのハブ６に直接結合されてもよく、またはロータシャフト３６は、風力タービンのハブの延長部であってもよい。

例（例えば図４に見られるように）では、外側リングは、１０～５０個のセグメント、具体的には２０～４０個のセグメントを含んでもよい。最適なセグメントの数は、発電機ロータの直径に応じて決定されてもよい。セグメントのサイズは、発電機のロータまたはステータにアクセスできるように単一のセグメントを取り外すことができるように選択されてもよい。特に、セグメントは、セグメントの取り外しによって形成された開口部を通して能動部品を取り外すことができるような形状およびサイズであってもよい。能動部品は、単一のコイル、単一の永久磁石、またはコイルモジュールもしくは永久磁石モジュールであってもよい。
例では、異なる外側セグメントは異なるサイズを有してもよい。しかしながら、製造および物流を最適化するために、すべての外側セグメントが、同じサイズおよび同じ構成を有してもよい。

例では、風力タービンは、取り外し可能に装着された外側リングセグメント間に封止を備えてもよい。

さらに図３および図４を参照すると、さらなる態様では、本開示は、ロータ１３、ステータ１２、およびロータ１３とステータ１２との間の半径方向エアギャップ３９を備える電気機械１０を提供する。この態様によれば、ロータおよびステータの一方は、発電機１０の一方の側にあるエンドプレート３１、中央支持体３２、および発電機１０の反対側にある補剛フランジ３３を備える。中央支持体３２は、ロータおよびステータの他方の半径方向外側にあるか、またはロータおよびステータの他方を半径方向に取り囲む。補剛リングまたは補剛フランジ３３は、中央支持体３２に接続された外側リング（「環状フランジ」）３４と、外側リング３４に接続された内側リング（「内側環状フランジ」）３５とを備える。外側リング３４は、取り外し可能に装着された複数の外側環状セグメント４４を備える。

図示の例では、ロータはステータを半径方向に取り囲み、ロータはオーバーハング構造を形成することができる。他の例では、ステータはロータを半径方向に取り囲んでもよい。そのような場合、ステータは片持ち式に装着されてもよく、一方の側にリング状エンドプレートを備え、他方の側に補剛リングを備える。

エンドプレートは、実質的にリング状または環状であってもよい。

図示の例では、電気機械は発電機、より具体的には風力タービンの発電機である。この例では、ロータは風力タービンロータによって駆動される。他の例では、電気機械はモータであってもよい。

リング状エンドプレート３１は、発電機の一方の側、図３の例では、発電機の前側、すなわち上流の風力タービンのロータハブが装着されている発電機の側を閉じることができる。エンドプレート３１は、適切な締結具３７を用いてロータシャフトのフランジに取り付けられてもよい。ロータシャフト３６は、メインフレーム９上で支持されている。図３の例では、ロータシャフト３６は、前方軸受８および後方軸受１４を用いてメインフレーム９に回転可能に装着されてもよい。図３の例では、前方軸受８および後方軸受１４は、単一の円錐ころ軸受であってもよい。

ステータは、メインフレーム９に装着されてもよい。内側支持体２２は、メインフレーム９と一体的に形成されてもよい。内側支持体２２は、半径方向外側に延びる。ステータリムは、内側支持体２２に装着されてもよい。この特定の例では、ステータリムは、中央ステータ構造の一部を形成する。ステータリムは、ステータコイル２６を担持することができる。ステータコイルのセットは、コイルモジュール内でグループ化されてもよい。

エンドプレート３１および中央支持構造３２は、図に示すように一体的に形成されてもよい。中央支持構造は、永久磁石３７を担持する外部ロータリムを形成してもよい。永久磁石３７のセットは、永久磁石モジュール内で共にグループ化されてもよい。

補剛リング３３の半径方向内側において、冷却システムの要素は、冷却空気を発電機に向けて供給し、能動部品を冷却したことによって加熱された後にその空気を抽出する冷却空気ダクトのように配置されてもよい。さらなる空間は、発電機に接続された電気ケーブルによって占められる。発電機内部の雰囲気を制御し、発電機をナセルの残りの部分から分離するために、適切な封止を設けてもよい。

発電機１０は、発電機（図３には示されていない）を保護して閉じるための適切なカバーをさらに備えてもよい。

図４には、発電機１０の例の背面図が示されている。図４において、内側支持体２２およびステータリムを確認することができる。リムを有するステータ中央構造体の一部および発電機の能動部品は、外側リングまたは外側フランジ３４および内側リングまたは内側フランジ３５を備える補剛リングによって閉じられる。

図４および図５に見られるように、取り外し可能に装着された外側環状セグメント４４、４４’は、中央支持体３２および内側環状フランジ３５に装着されてもよい。取り外し可能に装着された環状セグメント４４、４４’は、ボルトまたはねじなどの取り外し可能な締結具を用いて装着されてもよい。中央支持体またはロータリム３２は、適切な締結孔を備えてもよい。

内側リング３５は、複数の内側環状セグメント４９、４９’、および接合プレート４５を備え、接合プレート４５は、内側環状セグメント４９、４９’に接続されている。内側リングは、いくつかのセグメントから構築されてもよい。内側環状フランジのセグメント化された構築を使用して、人間工学、製造性、および輸送を改善することができる。

個々のセグメント４９、４９’は、両端に凹状領域を有してもよい。接合プレート４５は、これらの凹状領域に配置されてもよく、ボルトまたは同様の締結具を介して隣接する内側環状セグメント４９、４９’に固定されてもよい。

図３および図４の例では、内側リングは半径方向内側端部で支持されていない。すなわち、発電機ロータの非駆動側では、補剛材は軸受などによって支持されない。見て取れるように、発電機の他方の側のエンドプレートは、その半径方向内側端部において支持されている。これらの例における補剛材の主な機能は、剛性を提供しながら、修理のためのアクセスを可能にし、発電機の内部を外部環境から保護することを含む。

外側環状セグメント４４’のうちの１つが取り外された図６に見られるように、外側環状セグメント４４、４４’は、内側環状セグメント４９の外側端部において凹部または凹状領域４７の上部に位置決めされてもよい。図４～図６には示されていないが、外側環状セグメント４４、４４’間の空間は、発電機内部の保護された環境を維持するために封止されてもよい。シリコーンを使用して、そのような空間を封止してもよい。

いくつかの例では、外側環状セグメント４４、４４’は、環状外側セグメントを取り外すためのツールを装着するように構成されてもよい。同様に、内側リングは、外側環状セグメントを取り外すためのツールを装着するように構成されてもよい。

ロボットまたは他のツールを使用して、支持体３２および内側環状フランジ３５から環状外側セグメントを取り外してもよい。この目的のために、外側環状セグメントおよび／または内側リングもしくはフランジ３５には、ロボットまたは他のツールを取り付けることができるように、適切な装着孔４９または継手を設けてもよい。取り付けられると、ロボットまたは他のツールは、ねじまたはボルトなどの締結具を取り外して外側環状セグメントを解放し、外側リングを分解することができる。

特に図６および図７を参照すると、本開示は、ロータ１３、ステータ１２、およびロータ１３とステータ１２との間の半径方向エアギャップ３９を有する電気機械１０の部品を修理するための方法１００をさらに提供する。本方法は、補剛リング３３に開口部を形成するために、発電機１０の一方の側にある補剛リング３３のセグメント４４’を取り外すステップを含む。補剛リングは、補剛リングの半径方向内側端部では支持されない。

本方法は、補剛リング３３の開口部を通してロータ１３および／またはステータ１２にアクセスするステップを含む。補剛リング３３は、外側リング３４および内側リング３５を備え、補剛リング３３のセグメント４４’を取り外すステップは、内側リング３５が分解されない一方で、外側リング３４のセグメントを取り外すステップを含む。したがって、内側リングによって少なくとも部分的に区切られた開口部が補剛リングに形成される。この例では、開口部は、リム３２または中央支持体、内側リングの部品、および隣接する外側環状セグメントによって区切られている。

この例では、電気機械１０は発電機である。

いくつかの例では、発電機１０の１つまたは複数の能動部品は、補剛リング３３の開口部を通して取り外されてもよい。ステータコイルもしくはコイルモジュール、または永久磁石もしくは永久磁石モジュールは、開口部を通して取り外されてもよい。これらの能動部品は、新たな能動部品に置き換えられてもよい。

いくつかの例では、内側リングが分解されない一方で、外側リングの２つ以上のセグメントが取り外されてもよい。例では、複数のセグメントを取り外して、発電機の異なるセクションが同時にアクセスされてもよい。局所的に剛性を損なわないように、具体的には、隣接していないセグメントを同時に取り外してもよい。

いくつかの例では、外側リングのセグメントを取り外すステップは、補剛リングにツールを装着することと、ツールを用いて外側リングのセグメントを外側リングの他のセグメントから分解することとを含むことができる。ツールは、セグメントを分解する、具体的にはセグメントのボルトまたは他の締結具を取り外すために使用することができるロボット、または他の自動化された装置であってもよい。例では、ツールを装着することは、少なくとも部分的にツールを内側リングおよび／または外側リングのセグメントに装着することを含んでもよい。

発電機を修理するための方法１００の一例が、図７のブロック図に示されている。ブロック１１０において、ツールを発電機の補剛リングに取り付けてもよい。ブロック１２０において、補剛リングの外側リングのセグメントは、ツールを使用して取り外されてもよいが、その一方で、補剛材の内側リングは、ブロック１３０で分解される、すなわち、無傷に維持される。したがって、内側リングは、発電機ロータが変形せず、エアギャップが損なわれないように、十分な剛性および強度を提供することができる。

外側リングの１つまたは複数のセグメントが取り外された後、ブロック１４０において、発電機の内側へのアクセスが提供される。例では、オペレータは、発電機の部品、具体的には能動部品を検査するために発電機の内部に手を伸ばすことができる。例では、能動部品を取り外す必要なく、小規模な修理を行うことができる。

他の例では、ブロック１５０において、外側リングセグメントの取り外しによって形成された開口部を通して、１つまたは複数の能動部品を取り外してもよい。次に、ブロック１６０において、取り外された能動部品を新しい部品に置き換えてもよい。同じ開口部を使用して、新しい部品を導入し、それらをステータまたはロータに装着してもよい。最後に、ブロック１７０において、外側リングのセグメントを再び取り付けてもよい。セグメントは、内側リングおよびロータリムと共に組み立てられてもよい。セグメントと隣接するセグメントとの間の空間は封止されてもよい。修理または検査が完了すると、風力タービンは通常の動作を再開することができる。

例では、補剛リングは、発電機ロータの直径の２０～６０％を覆ってもよい。すなわち、発電機の直径の内側の４０～８０％は、補剛リングによって覆われていない。

例では、補剛リングの外側セグメントは、内側セグメントの半径方向の幅の５０～１５０％の（半径方向の）幅を有してもよい。具体的には、幅は、内側セグメントの幅の７５～１２５％であってもよい。図４～図６の例では、外側セグメントは、半径方向において内側セグメントとほぼ同じ幅を有するが、外側セグメントは内側セグメントと部分的に重なる。

図８は、電気機械のさらなる例を示す。この例では、電気機械は発電機である。発電機は、ロータ１３およびステータ１２を備える。ステータ１３は、ロータ１２を半径方向に取り囲み、オーバーハング構造を形成する。オーバーハング構造は、ロータの一方の側（発電機ロータ１３の下流側）で支持され、他方の側（発電機ロータ１３の上流側）では支持されていない。

ロータ１２は、風力タービンロータ（図示せず、図８の左側の上流側に配置されている）に動作可能に接続される。ロータ１２は、１つまたは複数の軸受１４を介してステータ１３に支持される。ロータ１２は、ロータ１２のリム上で永久磁石３７を担持してもよい。ステータは、複数の電気コイル２６を含んでもよい。半径方向エアギャップ３９が、ロータとステータとの間に配置される。

ステータ１２の支持されていない側では、補剛リングは、外側リング３４、および内側リング３５を備える。ステータ１２の支持されている側では、エンドプレート２２が発電機を閉じる。ステータ１２は、コイルを担持する中央支持体２４をさらに備える。

図４のロータに関して、補剛リングの外側リング３４は、複数の取り外し可能な外側セグメントを備える。発電機の能動部品を検査、修理、または置換するために発電機の内部にアクセスする必要がある場合、外側リングのセグメントのうちの１つまたは複数を取り外すことができる。したがって、補剛リングに開口部が形成される。内側リング３５は無傷のままであり、開口部を区切って、部分的に分解されたステータの変形を回避するために必要な剛性を提供することができる。

本明細書にはいくつかの例しか開示されていないが、他の代替、修正、使用および／または均等物が可能である。さらに、記載された例のすべての可能な組み合わせも網羅される。したがって、本開示の範囲は、特定の例によって限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲を公正に読むことによってのみ決定されるべきである。

１ 風力タービン
２ 風力タービンタワー
３ 支持面
４ ナセル
５ 風力タービンロータ
６ ハブ
７ ロータブレード
８ 前方軸受、ロータ軸受
９ ベッドプレートまたは支持フレーム、メインフレーム、ロータ
１０ 発電機、電気機械
１２ 発電機ステータ、ロータ
１３ 発電機ロータ
１４ 後方軸受、発電機軸受
２０ ヨーシステム
２２ エンドプレート、内側支持体
２４ 中央支持体
２６ ステータコイル、電気コイル
３１ エンドプレート、半径方向支持体
３２ 中央支持体、中央リム、リム、中央支持構造
３３ 補剛リング、補剛フランジ
３４ 外側リング、外側フランジ
３５ 内側リング、内側フランジ、内側環状フランジ
３６ ロータシャフト
３７ 永久磁石、締結具
３９ 半径方向エアギャップ
４４ 外側リングセグメント、外側環状セグメント
４４’ 外側環状セグメント
４５ 接合プレート
４７ 凹状領域
４９ 内側環状セグメント、装着孔
４９’ 内側環状セグメント
１００ 方法

Claims (15)

1. ロータ（１３）と、ステータ（１２）と、前記ロータ（１３）と前記ステータ（１２）との間の半径方向エアギャップ（３９）とを備える電気機械（１０）であって、
   前記ロータ（１３）および前記ステータ（１２）の一方は、前記電気機械（１０）の一方の側にエンドプレート（３１）を備え、前記ロータ（１３）および前記ステータ（１２）の他方を半径方向に取り囲む中央支持体（３２）を備え、前記電気機械（１０）の反対側に補剛リング（３３）をさらに備え、
   前記補剛リング（３３）は、前記補剛リング（３３）の半径方向内側端部において支持されず、
   前記補剛リング（３３）は、前記中央支持体（３２）に接続された外側リング（３４）と、前記外側リング（３４）に接続された内側リング（３５）とを備え、
   前記外側リング（３４）は、取り外し可能に装着された複数の外側環状セグメント（４４）を備える、
   電気機械（１０）。
2. 前記取り外し可能に装着された外側環状セグメント（４４）は、前記中央支持体（３２）および前記内側リング（３５）に装着される、請求項１に記載の電気機械（１０）。
3. 前記内側リング（３５）は、複数の内側環状セグメント（４９、４９’）と、接合プレート（４５）とを備え、前記接合プレート（４５）は前記内側環状セグメント（４９、４９’）に接続される、請求項１または２に記載の電気機械（１０）。
4. 前記外側環状セグメント（４４）は、前記環状外側セグメント（４４）を取り外すためのツールを装着するように構成される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気機械（１０）。
5. 前記内側リング（３５）は、前記環状外側セグメント（４４）を取り外すためのツールを装着するように構成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気機械（１０）。
6. 発電機（１０）である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電気機械（１０）。
7. 前記エンドプレート（３１）は、ロータシャフト（３６）に接続される、請求項６に記載の発電機（１０）。
8. 前記ロータシャフト（３６）は、メインフレーム（９）上で支持される、請求項７に記載の発電機（１０）。
9. 前記ロータシャフト（３６）は、前方軸受（８）および後方軸受（１４）によって支持される、請求項６または７に記載の発電機（１０）。
10. 前記ステータ（１２）は、前記ロータ（１３）を半径方向に取り囲み、前記ステータ（１２）の前記エンドプレート（２２）は、前記ロータ（１３）の、風力タービンロータ（５）が配置される側に配置される、請求項６に記載の発電機（１０）。
11. 請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の発電機（１０）を備える風力タービン（１）。
12. ロータ（１３）と、ステータ（１２）と、前記ロータ（１３）と前記ステータ（１２）との間の半径方向エアギャップ（３９）とを有する電気機械（１０）の部品を修理するための方法（１００）であって、
    補剛リング（３３）に開口部を形成するために前記電気機械（１０）の一方の側にある前記補剛リング（３３）のセグメント（４４）を取り外すステップであって、前記補剛リング（３３）は前記補剛リング（３３）の半径方向内側端部において支持されていない、ステップと、
    前記補剛リング（３３）の前記開口部を通って前記ロータ（１３）および／または前記ステータ（１２）にアクセスするステップと
    を含み、
    前記補剛リング（３３）は、外側リング（３４）および内側リング（３５）を含み、前記補剛リング（３３）の前記セグメント（４４）を取り外すステップは、前記内側リング（３５）は分解されない一方で、前記外側リング（３４）の前記セグメント（４４）を取り外すステップを含む、方法（１００）。
13. 前記内側リング（３５）は分解されない一方で、前記外側リング（３４）の２つ以上のセグメント（４４）を取り外すステップを含む、請求項１２に記載の方法（１００）。
14. 前記補剛リング（３３）の前記開口部を通して前記発電機（１０）の１つまたは複数の能動部品（２６、３７）を取り外すステップをさらに含む、請求項１２または１３に記載の方法（１００）。
15. 前記外側リング（３４）の前記セグメント（４４）を取り外すステップは、ツールを前記補剛リング（３３）に装着するステップと、前記ツールを用いて前記外側リング（３４）の前記セグメント（４４）を分解するステップとを含む、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法（１００）。

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