JP6062957B2 - ギアレス型風力発電装置の発電機 - Google Patents

Description

本発明は、ギアレス型風力発電装置の発電機、並びに、整流器及び風力発電装置に関する。

風力発電装置は一般的に知られている。風力発電装置は風のエネルギを電気エネルギに変換する。その際、空気力学的ロータが風によって駆動され、このロータによって発電機が駆動される。これに関し、とりわけ２つの一般的タイプの風力発電装置、即ち、空気力学的ロータと発電機の間に（ギア）伝動機構（ないし変速機構）が存在するタイプの風力発電装置とギアレスで作動する風力発電装置の間には相違があり得る。

ギアレス型風力発電装置は、原理的にも大きな径、とりわけ大きなエアギャップ径を有する、低速回転型多ポール発電機、とりわけリングジェネレータ（Ringgenerator）を使用することを特徴としている。現代のギアレス型風力発電装置は、現在、１０ｍまでのエアギャップ径を有し得る。少なくとも、凡そ４．５ｍのエアギャップ径が、現在、通常である。とりわけそのような発電機は本発明にも該当する。

そのような発電機は、運転時、通常は少なくとも３相交流電流システムを生成するが、しばしば、２つの３相システムが形成される。各相のコイルないし部分コイル（Teilwicklungen）がそれぞれ直列に接続されていると、各相のコイルはこれらの相の全電流を流さなければならない。これに応じて、この電流を流すことができるためには、極めて太い導体（Leiter）ないし導体巻線（Leiterstraenge）を使用する必要がある。これを回避するためには、各相のコイルを、互いに対し並列に接続される複数の部分コイルに分割することができる。これは、型（特定形状）巻枠（Formspulen）を使用することができ、以て、とりわけ充填率（Fuellfaktor）を向上することができるという利点を有する。そのような部分コイルは発電機の全周に亘って相応に分散配置され、各相に対し周に延在する電流バーによって並列接続が実行される。この場合、この周に延在する電流バーは当該相の電流を収集する。この場合、そのようなバスバーの電流は、１つの相のすべての部分コイルが直列に接続されている変形形態の巻線に生成する電流に実質的に相応する。この場合、これらの電流は、整流器によって整流されると共に電気ネットへの給電のためにインバータに供給されることによって、更なる処理即ち電気ネットへの給電のために２つの変形形態において原理的に同じ態様で使用されることができる。

ＤＥ １９７ ２９ ０３４ Ａ１ ＤＥ ２０ ５２ ８０８ Ａ ＵＳ ８，８９４，４１１ Ｂ２ ＵＳ ２００９／０２１２５６８ Ａ１ ＵＳ ２０１０／００７２８３４ Ａ１ ＥＰ ２ ４７２ ７１４ Ａ１ ＷＯ ２００６／１００４２０ Ａ１

複数の部分コイルの並列接続は、夫々のコイル巻線の断面を直列接続の場合よりも小さくすることは可能であるが、複数のバスバーの使用は同様に問題を引き起こし得る。とりわけ、２つの３相システムは６つのバスバーを必要とする。これらのバスバーは、相互間で相応に絶縁された６つの円形リングとして、ほぼシリンダ状のバスバーボディに結合され得るが、これは、空間的要求に関する問題を引き起こす大きさを有し得る。これらの問題は、とりわけ、発電機の固定（設置）、より詳しくは発電機の固定子の固定（設置）を妨害ないし困難化し得る。

なお、ドイツ特許商標庁は、本願の優先権の基礎出願において、先行技術として上記特許文献１〜７をサーチした。

それゆえ、本発明の課題は、上記の問題の少なくとも１つに対処すること、とりわけギアレス型風力発電装置の発電機を生成電流の電流分配について改善すること、とりわけ更に空間要求が可及的に小さい解決策を提案することである。少なくとも、代替的方策を見出すことが望まれる。

上記の課題を解決するために、本発明に応じ、請求項１の発電機が提案される。即ち、上記の課題を解決するために、本発明の第１の視点により、固定子及び回転子を有するギアレス型風力発電装置の発電機が提供される。この発電機は、
・複数の交流電流、とりわけ互いに対し位相がずらされた少なくとも３つの交流電流、を生成するための固定子コイル、
・前記交流電流を整流するための整流手段、及び
・前記整流された交流電流を収集するための少なくとも２つの直流電流バスバー
を含み、
・前記バスバーはリング状に構成されかつ前記固定子にほぼ沿って延在し、及び、前記整流手段及び前記直流電流バスバーは、前記固定子に固定され、前記整流手段及び／又は前記直流電流バスバーは、それらが前記発電機の冷却手段（Kuehlung）と熱的に結合されるよう、前記固定子に固定される（形態１・第１基本構成）。
更に、上記形態１の発電機において、発電機は同期発電機として、とりわけ他励式同期発電機として、及び／又はアウターロータとして構成されることが好ましい（形態２）。
更に、上記形態１の発電機において、前記整流手段及び／又は前記直流電流バスバーは、全体として機械的に安定な構造のリング式整流器を提供するよう、前記発電機と独立に製造された構成要素であることが好ましい（形態３）。
更に、上記形態１の発電機において、前記整流手段及び交流電流接続部は複数の直流電流バスバーの間に配され、前記整流手段は該交流電流接続部によって固定子コイルと相互接続されることが好ましい（形態４）。
更に、上記形態１の発電機において、前記整流手段は、発電機の周方向において、前記固定子に沿って及び／又は前記バスバーに沿って分散配置されることが好ましい（形態５）。
更に、上記形態１の発電機において、６つの整流手段が設けられかつ発電機の周方向において分散配置されること、とりわけバスバーの少なくとも６倍の整流手段が設けられることが好ましい（形態６）。
更に、上記形態１又は２の発電機において、定格出力は少なくとも１ＭＷであること、とりわけ少なくとも２ＭＷであることが好ましい（形態７）。
更に、上記形態１又は２の発電機において、発電機は、低速回転型発電機として及び／又は少なくとも４８の、少なくとも７２の、少なくとも９６の、とりわけ少なくとも１９２の固定子ポールを有する多ポール発電機として構成され、及び／又は６相発電機として構成されることが好ましい（形態８）。
更に、上記の課題を解決するために、本発明の第２の視点により、固定子及び回転子を有する発電機によって生成される複数の交流電流を整流するためのリング状整流器が提供される。このリング状整流器は、
・前記生成された複数の交流電流の夫々１つの整流のための少なくとも３つの整流手段、及び
・前記整流された交流電流の受容のための、リング状に配置されかつその寸法形状が前記発電機に適合された少なくとも２つの直流電流バスバー
を含み、
前記バスバーはリング状に構成されかつ前記固定子にほぼ沿って延在し、及び、前記整流手段及び前記バスバーは前記固定子に固定され、前記整流手段及び／又は前記直流電流バスバーは、それらが前記発電機の冷却手段（Kuehlung）と熱的に結合されるよう、前記固定子に固定される（形態９・第２基本構成）。
更に、上記形態９のリング状整流器において、前記整流手段は制御され、及び、当該整流手段の制御のための制御ラインと接続されることが好ましい（形態１０）。
更に、上記形態１〜８の何れかの発電機及び／又は上記形態９又は１０のリング状整流器を有する風力発電装置も好ましい（形態１１）。

本発明によれば、発電機は固定子と回転子を有する。固定子は、複数の交流電流、とりわけ互いに対し位相がずらされた少なくとも３つの交流電流、を生成するための固定子コイル（複数）を有する。更に、交流電流を整流するための整流手段（複数）を備える。従って、整流手段は発電機の一部である。固定子に又は固定子のすぐ近くに、直流電流に整流された交流電流を収集するための直流電流バス（複数）、とりわけ直流電流バスバー（複数）、を備える。従って、直流電流バスバーも同様に発電機の一部であり、整流手段は固定子コイルとバスバーの間に配置される、とりわけそれらの間に接続されかつ空間的にもそこに配置される。従って、直流電流バスバーは、生成され整流されたすべての電流を取り入れる。とりわけ直流電流バスバーが２つ、即ち正電位用に１つと負電位用に１つ、しか設けられていない場合、整流された電流はすべて各直流電流バスバーを介して流れる。この理由のため、直流電流バスは直流電流バスバーとして構成されると好都合である。固定子における固定的空間的配置もまた（１つの）バーによって実現されると好都合であるが、他の形態の直流電流バスを排除すべきではない。

かくして、本発明の解決策においては、生成された交流電流（複数）は発電機即ち固定子において既に整流され、そして、整流された電流（複数）は、これらは合流して相応に大きな１つの直流電流となるが、その発生の部位から更に導かれる。これは、とりわけ、ギアレス型風力発電装置の発電機は大きな空間的広がりを有するという思想に基づく。例えば直径５ｍの発電機の場合、周囲の長さは１５ｍを超えるが、これに沿って、電流（複数）の一部が相応のライン（バス）によって導かれる必要がある。このため、１つの３相電流の場合ですら、少なくとも３つのライン（バス）を備える必要がある。６相システムの場合ともなれば、６つのライン（バス）を備える必要があるが、これらは、電流の大きさに応じてバスバーとしても構成され得る。現場での整流のため、必要となる直流電流バスバーは２つだけで十分である。

更に、発電機において直接的に整流を実行する場合、別個の整流器を不要とすることができる。発電機の整流手段は夫々少なくとも１つのダイオードペア又は少なくとも１つのサイリスタペアで構成することができるが、夫々一方のダイオードないしサイリスタは夫々固定子コイルの１つの交流電流接続部と１つの（第１の）直流電流バスバーとの間に配置され、他方のダイオードないしサイリスタはこの交流電流接続部と第２の直流電流バスバーとの間に配置される。整流は、基本的に、既知の整流手段を用いて既知の態様で実行されるが、その際、整流手段は、とりわけその寸法形状において、この発電機の具体的構造に適合される。

一実施形態に応じ、発電機は同期発電機として、とりわけ他励式（fremderregt）同期発電機として構成され、この場合有利にはアウターロータとして構成される。同期発電機では、固定的な（一定の）磁界を有する回転子が回転するが、この磁界は、他励式同期発電機の場合、励起電流としての複数の相応の直流電流ないし１つの相応の直流電流によって生成され、その回転によって、回転子は固定子内従って固定子コイル（複数）内に相応の回転磁界を生成し、それによって、複数の交流電流を生成する。アウターロータとして構成される場合、固定子は回転子に対し相対的に内側に配置されるため、固定子の構築のために、内方に多くの空間が残っている。従って、整流手段及び直流電流バスバーの配置のための空間と、同様に、場合によっては整流手段の冷却のためにも使用され得る冷却手段（Kuehlung）の構成のための空間が存在する。

一実施形態に応じ、バスバー（複数）がリング状に構成されかつ固定子にほぼ沿って延在すること、及び／又は、整流手段（複数）及び／又は直流電流バス（複数）とりわけ直流電流バスバー（複数）が、とりわけそれら（整流手段及び／又は直流電流バス）が発電機と一緒に冷却されるように、発電機、とりわけ固定子に固定されることが提案される。この場合、発電機のために設けた冷却手段が直流電流バスバー及び／又は整流手段のためにも作用するよう、固定子又は冷却装置及び／又は固定子又は発電機の冷却体の脇又は際に配置される。とりわけ、発電機の冷却のための空気流が直流電流バスバー及び／又は整流手段についても冷却を実行するように、配置が選択される。かくして、固定子は、とりわけ整流手段に対する冷却が一緒に実行されることができる。

一実施形態に応じ、交流電流が、少なくとも３つの相を有するシステム、即ち３相システムを構成すること、とりわけ６相システムを構成することが提案される。この場合、６相システムは、とりわけ、２つの３相システムからなる１つのシステムである。３相システムの相（複数）は互いに対し１２０°ずらされており、２つの３相システムは互いに対し凡そ３０°ずらされている。そのため、この場合、隣り合う２つの相が夫々３０°ずらされている６つの相が形成されている。固定子コイル（複数）は夫々１つの各相のための相コイルを有する。

相コイル（複数）は、有利には部分相コイル（複数）に分割されている。そのため、６相の例の場合、原理的に、一組の固定子コイル、即ち固定子のすべてのコイルの総体、６つの相コイルが存在し、全体としては、この例の場合、固定子全体に対し少なくとも１２の部分相コイル、即ち、各相に対し少なくとも２つの部分相コイルが存在する。

各部分相コイルは、整流手段（複数）の１つを介して少なくとも２つのバスバーに接続される。かくして、各部分相コイルについて整流が実行され、部分相コイルの夫々の交流電流は整流されて直流電流として２つのバスバーに供給される。従って、上記の例では、少なくとも１２の整流手段が設けられ、それに応じて、発電機に関して分割された１２の部位において直流電流がバスバー（複数）に導かれるであろう。

とりわけ、夫々３つの相が１つの共通の星型結線点において接続される。６つの相と６つの相コイルと１２の部分相コイルを有する上述の例では、夫々６つの部分相コイルが１つの共通の星型結線点を有するであろう。従って、２つの共通の星型結線点、即ち２つの３相システムの各々に対し１つの星型結線点が存在する。

発電機全体に対し２つの直流電流バスバーで対処する、複数の部分相コイルの並列接続（回路）が可能になる。星型結線点における原理的に通常の接続によって、整流の際には、部分相コイル当たり夫々１つの接続点を考慮すれば十分である。

少なくとも６つの整流手段、有利には少なくとも１２、少なくとも２４又は少なくとも４８の整流手段が設けられ、かつ、発電機の周方向において分散配置されると、好都合である。これに関し、整流手段の数として、相の数の倍数を使用し、かくして、各相に対し夫々複数の整流手段が設けられると、即ち、とりわけ相応に多数の部分相コイルが設けられると好都合である。この場合、夫々相応に小型化可能な非常に多数の整流手段を設けることは原理的に有利である。このため、一方では、１つの熱源が多数の小型の熱源に分割され、その結果、熱源が空間的に分散される。他方では、ダイオード又はサイリスタのような比較的に小型の複数の半導体素子は基本的には寧ろ量産品であり、従って、半導体素子が特に大型に構成されている場合よりも、コスト的に有利でありかつ信頼性のあるものとして利用可能である。更に、最終的には、整流手段（複数）のための（１つの）独自のハウジングを回避することができる。すなわち、この変形形態によって、発電機の全電流を整流する（１つの）コンパクトな（集積的な）整流器を回避することができる。そのような（１つの）独立の整流器は非常に大型になることがあり、相応に大きな電流に対して設計された半導体素子（複数）及びそれに要する冷却手段を必要とする。その代わりに、複数の交流電流をそれらが生成するところで直ちに（直接的に）整流すること、即ち、複数の交流電流が合流して１つの大きな交流電流が生成される前にそれらを整流することが提案される。

有利には、発電機は、少なくとも５００ｋＷ、少なくとも１ＭＷ、とりわけ少なくとも２ＭＷの定格出力を有する。これは、上述の問題点が大きな影響を及ぼし得る現代の大型発電機が使用されることを強調している。とりわけ、そのような大型発電機も、生成された電流の更なる処理のために、特殊で、そのため高価で、かつ、熱を生成する装置である相応に大型の整流器を必要とする。結局のところ、風力発電装置のゴンドラ（ナセル）の中においても、整流器のための相応のスイッチキャビネット（Schaltschrank）を削減することができる。

更なる一実施形態に応じ、発電機が低速回転型発電機として及び／又は少なくとも４８、７２、９６の、とりわけ少なくとも１９２の固定子ポールを有する多ポール発電機として構成され、及び／又は３相又は６相発電機として構成されることが提案される。とりわけそのような多ポール発電機の場合、提案した解決策は効率的に使用可能である。なぜなら、この場合、多数の整流手段が発電機に対し分散配置され、夫々、生成された出力の電流の小さな部分を整流することができるからである。原理的に、既知の３相又は６相発電機を使用することも可能であるが、これらは複数の整流手段及び複数の直流電流バスバーによって修正される。

本発明に応じ、更に、発電機によって生成される複数の交流電流を整流するためのリング状整流器が提案される。そのようなリング状整流器は、生成された複数の交流電流の夫々１つの整流のための少なくとも３つの整流手段を有し、及び、整流された交流電流の受容のための、リング状に配置されかつその寸法形状が発電機に適合された少なくとも２つの直流電流バス、とりわけ直流電流バスバーを含む。とりわけ、リング状整流器は、既に２つのバスバーと整流手段（複数）とについて一緒に説明した如くに構成されるが、この場合、整流手段（複数）は、夫々（１つの）相コイルないし部分相コイルに接続され、そこで生成された電流を受け取って整流するよう構成される。リング状整流器は、とりわけ、リング状整流器と発電機が一緒に１つの新たな発電機を構成するように、即ち上述の実施形態の少なくとも１つにおいて説明したように、発電機と接続されるよう適合される。

有利には、リング状整流器は、整流手段（複数）が制御されかつ当該整流手段の制御のための制御ラインと接続されることによって特徴付けられる。そのような構成は、とりわけ、制御されることが必要なサイリスタ及び／又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）から構成されている整流手段に関する。その他の点では、そのような制御ラインは、既述の発電機のためにも、そこで整流手段を制御するために、構成することが可能である。完全に又は部分的に制御される整流手段によって、例えば相応の半導体素子の損傷に関し、整流を改善することができる。更に、発電機の制御のために、整流器によって即ちこの場合整流手段（複数）によって、発電機から取り出される電流に対し影響を及ぼすこと、及び、それと共に、発電機を場合により部分的に制御するために発電機に対し影響を及ぼすことは、有利であり得る。

更に、上記実施形態の少なくとも１つにおいて説明したような発電機を有する風力発電装置が提供される。発電機は有利には上述したようなリング状整流器を有する。

以下に、本発明の実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、特許請求の範囲に付した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図しない。

風力発電装置の一例の斜視図。 回転子、固定子、直流電流バスバー及び整流手段を有する発電機の一例の模式図。 直流電流バスバー及び整流手段を有するリングジェネレータの一例の断面の模式図。 図３の整流手段と直流電流バスバーの拡大図。 ２つの直流電流バスバーの一部分の斜視図。 ６つの交流電流バスバーを備えた従来技術の発電機の一部分の模式図。

以下においては、類似するが、場合によっては同一ではないか模式図であるが故に同一には記載されていない構成要素に対し、同一の図面参照符号を使用することがある。また、同一又は類似の構成要素に対し、異なる寸法比率を使用することもある。

図１は、タワー１０２とゴンドラ（ナセル）１０４を有する風力発電装置の一例を示す。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０とを有するロータ１０６が配される。ロータ１０６は、運転時、風によって回転運動し、それによって、ナセル１０４内の発電機を駆動する。

図２は、極めて単純化して記載した回転子２ないしロータ２と固定子４を備えた発電機１の一例を模式的に示す。回転子２は、規定通り（文字通り）、固定子４に対し相対的に回転し、固定子４は、規定通り（文字通り）、少なくとも回転子の回転運動に関して静止している。具体的に示した固定子４は、２４のポール６を有する。２４ポールの構成は単に具体例を示すために選択されたものである。本発明は、寧ろ、遥かにより多くのポールを備えるのが有利である。更に、対比可能な実際のシステムのものより著しくより大きく図示されている各ポール６間の距離もまた本来的なものではなく、単に模式的に図示した結果、このような大きな距離になったに過ぎない。寧ろ、図２は、回路の接続の具体例の提示と発電機の周に亘るポールの空間的分散配置状態の提示に資するものである。

図２に応じ、個々のポール６は夫々１つの部分相コイル８を有する。図２に記載されたものでは、個々の部分相コイル８は夫々１つのポール６に割り当てられている。尤も、これは単なる一具体例に過ぎない。同様に、１つの部分相コイル８が複数の固定子ポールのコイル（複数）の直列接続（回路）として構成されることも可能である。

図２の具体例に応じ、何れにせよ、全部で２４の、即ち各相に対し夫々４つの、部分相コイル８が設けられている。これらの相は、図２では、Ｐ_１〜Ｐ_６の符号で表されている。隣り合う２つの相は夫々互いに３０°シフトしている。従って、２つの３相システムが構成されている。即ち、相Ｐ_１、Ｐ_３及びＰ_５を有する第１の３相システムと、相Ｐ_２、Ｐ_４及びＰ_６を有する第２の３相システムが構成されている。この場合、１つの３相システムの複数の相、即ち、Ｐ_１、Ｐ_３及びＰ_５と、Ｐ_２、Ｐ_４及びＰ_６は、夫々、図２には図示されていない共通の星型結線点を介して相互接続されている。

個々の部分相コイル８は、１つの整流手段１０を介して２つの直流電流バスバー１２、１４、即ち正の（プラスの）直流電流バスバー１２及び負の（マイナスの）直流電流バスバー１４に接続されている。個々の整流手段１０は、整流のために、２つのダイオード１６を有する。なお、この具体例では、整流のための伝統的な素子としてのダイオードを使用した。尤も、ダイオードの代わりに、例えば、サイリスタ又はＩＧＢＴを使用することも可能である。

かくして、この実施例では、２４の整流手段１０が発電機１の周に亘って、とりわけ固定子４の周に亘って、分散配置されている。各相は、この実施例では、夫々４つの部分相コイル８に分割されているが、そのため、各相についての整流も異なる４つの位置において、即ち発電機の周に凡そ９０°の間隔で分散配置されて、実行される。そのため、図示の実施例では、２４の交流電流が２４の整流手段１０によって整流され、生成する複数の部分直流電流は、最終的に１つの直流電流としてないし１つの正の及び１つの負の電流として合流されて、２つの直流電流バスバー１２及び１４に存在する。従って、この２つの直流電流バスバー１２及び１４は、発電機１によって生成されたすべての電気出力（電力）を案内し、直流電流出力部１８に相応の直流電圧Ｕ_ＤＣを生成する。整流手段１０は、これらは図示の例では最終的に直流電流バスバー１２及び１４によって案内される出力の１／２４しか夫々整流する必要がないため、相応に小型に構成することが可能である。相応に、コスト的に有利でかつ信頼性のある対応する標準構造要素の使用も考慮に入れることができる。

図２は、互いに直径が異なりかつ固定子４と比べてより大きい直径を有する直流電流バスバー１２及び１４を示す。尤も、図２の記載は単なる具体例の説明のためのものに過ぎず、固定子４、正の直流電流バスバー１２及び負の直流電流バスバー１４は、半径方向にではなく、軸方向に相互に離隔するのが有利である。

図３は、発電機の周方向に見た発電機１の一例の１つの（部分）断面（半径方向断面）を示す。この例では、発電機１は、回転子２と、複数のコイル体２０を有する固定子４を有する。固定子４の付近には、図３に応じ、図示左側に、従って軸方向に、正の直流電流バスバー１２と負の直流電流バスバー１４が記載されている。これら２つの直流電流バスバー１２、１４の間には整流手段１０が配置されているが、整流手段１０は交流電流接続部２２を介して相応のコイル、とりわけ部分相コイル（これは図３には詳細には示されていない）に接続されている。

かくして、図示の発電機１は、ロータないし回転子２が固定子４に対し相対的に回転し、その際、固定子４に、夫々整流手段１０によって整流されて２つの直流電流バスバー１２、１４に伝達される複数の交流電流が生成されるよう機能する。このように、（１つの）ロータ２ないし回転子２及び（１つの）固定子４が設けられ、同様に、（１つの）正の直流電流バスバー１２及び（１つの）負の直流電流バスバー１４と、非常に多数の整流手段１０（図３にはそのうちの１つのみが記載されている）が設けられている。

図２は、発電機１の周に亘ってのそのような整流手段１０の分散配置を模式的に示す。その他の点では、正の直流電流バスバー１２は、負の直流電流バスバー１４及び複数の整流手段１０並びに最終的に直流電流接続部１８と共に、リング状整流器と理解することが可能である。交流電流接続部２２は、部分的に、そのようなリング状整流器の構成要素として理解することができる。これに応じて、そのようなリング式整流器は、発電機１の他の部分とは独立に製造することができ、この発電機の他の部分との組み立ての際には、その交流電流接続部２２において夫々の部分相コイル８と電気的に接続されるだけでよい。

直流電流バスバー１２、１４を備えることによって、全体として機械的に安定な構造物を作成することができる。

図４は、図３の一部分、即ち正の直流電流バスバー１２、負の直流電流バスバー１４、図４には１つのみが記載されている整流手段１０、及び図４にはその選択された状態において１つのみが記載されている交流電流接続部２２、を示す。整流手段１０は、夫々整流作用を行う構成要素として２つのサイリスタ１６’を有することができる。２つのサイリスタ１６’の間には、交流電流接続部２２が設けられている。サイリスタ１６’は、制御ライン２４を介して制御可能である。ＩＧＢＴを使用する場合も、これらのＩＧＢＴは制御可能であろうが、これは制御ライン２４又は相応に適合化された制御ライン（複数）によって達成することができる。

図４に示された図３のこの部分は、従って、リング状整流器２６を示す。このリング状整流器２６が図３に示すように発電機１、とりわけ固定子４に結合（ないし接続）されると、このリング状整流器２６は発電機１の一部分を構成する。図４には、更に、直流電流接続部１８も模式的に示されている。

図５は、リング状整流器２６の一例の一部分を斜視図で示す。この場合、図５に応じて後方に位置する負の直流電流バスバー１４に対する正の直流電流バスバー１２の配置が明確に示される。これらの２つの直流電流バスバー１２、１４の間には、説明のために、整流手段１０が交流電流接続部２２と共に示されている。整流手段１０については、サイリスタ１６’が実質的に丸い構成部材として記載されている。実際には、勿論、図５では前方に位置する正の直流電流バスバー１２がこのサイリスタ１６’（これはここでは単に具体的な説明のために記載されているに過ぎない）を覆っているであろう。

図６は、図３において選択した観察方向に基づき、回転子６０２と固定子６０４を有する発電機６０１を示す。この場合も、並列接続のために対状に夫々１つの交流電流バーＬ１〜Ｌ６に接続されている複数の部分相コイルが設けられている。交流電流バーＬ１〜Ｌ６は、固定子４から図示左側に、従って軸方向に配置されている。この場合、半導体素子が含まれていないにも拘らず、著しく大きな空間的要求があることが理解できる。しかしながら、図示の既知の方策に応じ、各相に対し、他の交流電流バスバーに対し電気的に絶縁され得る１つの孤立の（分離した）交流電流バスバーを設けることができる。更に、６つの交流電流バスバーＬ１〜Ｌ６ごとに機械的に十分に固定されている必要があるが、これは、図示の空間的構成に基づき種々の問題を引き起こし得る。

図６は、従って、大型のリングジェネレータにおいて複数の型（特定形状）巻枠（コイル）（Formspulen）を相互（一緒に）接続するために、複数のバスバーが必要になることを明確に示す。これに応じ、複数の相を有する発電機は、そのようなバスバーの相応に多数のリングを、即ち相当たり１つ（のバスバーのリングないしリング状バスバー）を必要とする。かくして、この問題を回避するために、従ってとりわけリングの数を減少し、その際、現に存在する容積（空間）をよりよく利用するために、リング状整流器を構成することが提案される。この解決策は、２つの直流電流バスバー１２及び１４即ち２つのリングで対処する可能性を提供する。この提案した解決策に対しても、部分相コイル（複数）を型（特定形状）巻枠（コイル）（複数）で構成することが可能である。そのような型（特定形状）巻枠（コイル）は、これに応じて固定子において、例えば図２のポール（複数）６のような、相応の固定子ポール（複数）に亘ってシフト（して分散配置）される。

提示した解決策は、多くの部材、とりわけ多くの整流手段を必要とする。尤も、整流手段それ自体は、その構造形状において、より小さく構成される（ことができる）。従って、各ユニットがより小さくなれば、夫々伝達されるエネルギもより小さくなる。従って、この解決策は、固定子において複数の型（特定形状）巻枠（コイル）を並列接続するための有利な可能性を提供する。

相応に、複数の固定子コイルが並列接続されている１つの発電機において複数のバスバーによって引き起こされる空間（容積）問題を、（１つの）リング状整流器の使用によって解決することが提案される。このリング状整流器は、複数のコイルがダイオード、サイリスタ又はＩＧＢＴから構成される複数の小型の整流器を備えかつ複数のバーについてのプラス（正）とマイナス（負）に関し共通に接続されるように、構成可能であろう。このため、１つのリングのすべてのコイルが１つの星型結線点において接続される場合、そのようなバスバーのリングの数は最小で２つにまで減らすことができ、場合によっては３つに減らすことができる。そのような整流器は、発電機に組み込まれる場合、発電機冷却手段によって冷却可能である。構造によっては、付加的なハウジング又は付加的な冷却手段を備える必要はない。相応に、提案した解決策は、整流器と発電機の一体化の可能性を提供する。発電機冷却手段の利用が可能になり、この解決策は場所をとらない（空間的要求が小さい）。

Claims (11)

1. 固定子（４）及び回転子（２）を有するギアレス型風力発電装置（１００）の発電機であって、
   ・複数の交流電流を生成するための固定子コイル（８）、
   ・前記交流電流を整流するための整流手段（１０）、及び
   ・前記整流された交流電流を収集するための少なくとも２つの直流電流バスバー（１２、１４）
   を含み、
   ・前記バスバー（１２、１４）はリング状に構成されかつ前記固定子（４）にほぼ沿って延在し、及び、前記整流手段（１０）及び前記直流電流バスバー（１２、１４）は、前記固定子（４）に固定され、
   前記整流手段（１０）及び／又は前記直流電流バスバー（１２、１４）は、それらが前記発電機の冷却手段と熱的に結合されるよう、前記固定子（４）に固定される、
   発電機。
2. 発電機は同期発電機として、及び／又はアウターロータとして構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の発電機。
3. 前記整流手段（１０）及び／又は前記直流電流バスバー（１２、１４）は、全体として機械的に安定な構造のリング式整流器を提供するよう、前記発電機と独立に製造された構成要素であること
   を特徴とする請求項１に記載の発電機。
4. 前記整流手段（１０）及び交流電流接続部（２２）は複数の直流電流バスバー（１２、１４）の間に配され、前記整流手段（１０）は該交流電流接続部（２２）によって固定子コイル（８）と相互接続されること
   を特徴とする請求項１に記載の発電機。
5. 前記整流手段（１０）は、発電機の周方向において、前記固定子（４）に沿って及び前記バスバー（１２、１４）に沿って分散配置されること
   を特徴とする請求項１に記載の発電機。
6. ６つの整流手段（１０）が設けられかつ発電機の周方向において分散配置されること
   を特徴とする請求項１に記載の発電機。
7. 定格出力は少なくとも１ＭＷであること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の発電機。
8. 発電機は、低速回転型発電機として及び／又は少なくとも４８の固定子ポール（６）を有する多ポール発電機として構成され、及び／又は６相発電機として構成されること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の発電機。
9. 固定子（４）及び回転子（２）を有する発電機によって生成される複数の交流電流を整流するためのリング状整流器であって、
   ・前記生成された複数の交流電流の夫々１つの整流のための少なくとも３つの整流手段（１０）、及び
   ・前記整流された交流電流の受容のための、リング状に配置されかつその寸法形状が前記発電機に適合された少なくとも２つの直流電流バスバー（１２、１４）
   を含み、
   前記バスバー（１２、１４）はリング状に構成されかつ前記固定子（４）にほぼ沿って延在し、及び、前記整流手段（１０）及び前記バスバー（１２、１４）は前記固定子（４）に固定され、
   前記整流手段（１０）及び／又は前記直流電流バスバー（１２、１４）は、それらが前記発電機の冷却手段と熱的に結合されるよう、前記固定子（４）に固定される、
   リング状整流器。
10. 前記整流手段（１０）は制御され、及び、当該整流手段（１０）の制御のための制御ライン（２４）と接続されること
    を特徴とする請求項９に記載のリング状整流器。
11. 請求項１〜８の何れかに記載の発電機及び／又は請求項９又は１０のリング状整流器を有する風力発電装置。

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