MX2014006985A - Generador de una instalacion de energia eolica sin engranajes. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un generador (1) de una instalación de energía eólica sin engranaje (100), con un estator (4) y un rotor (2), que comprende: bobinados de estator (8) para generar varias corrientes alternas, en especial por lo menos tres corrientes alternas desplazadas entre sí en fase, medios rectificadores (10) para rectificar las corrientes alternas y por lo menos dos rieles recolectores de corriente continua (12, 14) para recolectar las corrientes alternas rectificadas.

Description

GENERADOR DE UNA INSTALACION DE ENERGIA EOLICA SIN ENGRANAJES Campo de la Invención La presente invención se refiere a un generador de una instalación de energía eólica sin engranajes, así como también a un rectificador y a una instalación de energía eólica .

Antecedentes de la Invención Las instalaciones de energía eólica son generalmente conocidas. Convierten la energía del viento en energía eléctrica. En este caso, el viento acciona un rotor aerodinámico, que a su vez acciona un generador eléctrico. Al respecto es posible diferenciar, entre otros, entre dos tipos generales de instalaciones de energía eólica, es decir, aquellas en las que entre el rotor aerodinámico y el generador se ha proporcionado un engranaje, y aquellas instalaciones de energía eólica que funcionan sin engranajes.

Las instalaciones de energía eólica sin engranajes se destacan por el hecho de que emplean un generador multipolar, de rotación lenta, en especial un generador anular, que debido al principio de su funcionamiento también presentan un gran diámetro, en especial un diámetro de separación de aire o entrehierro de gran diámetro. En la actualidad, las instalaciones de energía eólica sin engranajes modernas pueden presentar un diámetro de Ref. 248804 separación de aire de hasta 10 m. Por lo menos, actualmente son por demás usuales los diámetros de separación de aire con un diámetro de aproximadamente 4.5 m. En especial, la presente invención se refiere también a generadores de este tipo.

En operación, los generadores de este tipo generan usualmente por lo menos un sistema de corriente alterna trifásica; frecuentemente se proporcionan dos sistemas trifásicos. Cuando los bobinados o bien bobinados parciales de cada fase están, cada uno de ellos, conectados en serie, es necesario que el bobinado de cada fase conduzca la totalidad de la corriente de esta fase. De manera correspondiente, deben proporcionarse conductores o tiras de conductores muy gruesos, a efectos de poder conducir esta corriente. A efectos de evitar esto, es posible dividir el bobinado de cada fase en bobinados parciales, que se conectan paralelamente entre sí. Esto tiene la ventaja de que es posible utilizar bobinas de moldeo, con lo cual es posible aumentar en especial el factor de llenado. Tales bobinados parciales están distribuidos de manera correspondiente sobre la totalidad del perímetro del generador, y la conexión en paralelo puede tener lugar por intermedio de un riel o barra de corriente perimetral para cada fase. En este caso, este riel de corriente perimetral recolecta la corriente de la fase. La corriente de un riel recolector de este tipo corresponde en tal caso esencialmente a la corriente que resulta en la tira de bobinado de la variante en la que todos los bobinados parciales de una fase están conectados en serie. En tal caso, estas corrientes pueden utilizarse fundamentalmente en ambas variantes de la misma manera y modalidad para su procesamiento ulterior, es decir, su introducción en una red eléctrica, para lo cual se las rectifica con un rectificador y con ello se las pone a disposición en un convertidor para su introducción en la red.

Si bien la conexión en paralelo de varios bobinados parciales permite en cada caso tiras de bobinado de menor sección transversal que, en el caso de la conexión en serie, la utilización de rieles recolectores puede también ser una fuente de problemas. En especial, para dos sistemas trifásicos se requieren seis rieles recolectores. Estos rieles recolectores pueden combinarse en forma de seis anillos circulares con un correspondiente aislamiento entre ellos, en forma de un cuerpo de riel recolector aproximadamente cilindrico que, sin embargo, puede adoptar cualquier amplitud física, lo que acarrea un problema en cuanto al espacio físico necesario. En especial, pueden impedir o dificultar la fijación del generador, a saber del estator del generador.

La Oficina de Patentes y Marcas Alemana ha investigado el siguiente estado de la técnica de la solicitud de prioridad correspondiente a la presente solicitud: DE 197 29 034 Al, DE 20 52 808 A, US 6,894,411 B2 , US 2009/0212568 Al, US 2010/0072834 Al, EP 2 472 714 Al y WO 2006/100420 Al.

Breve Descripción de la Invención Por ello, el objeto de la presente invención es enfrentar uno de los problemas mencionados con anterioridad, en especial el de mejorar un generador de una instalación de energía eólica sin engranajes, en cuanto a la distribución de corriente de la corriente generada, y en especial también proponer una solución con la menor necesidad posible de espacio físico necesario. Por lo menos, debería hallarse una solución alternativa.

Por lo tanto y de conformidad con la invención, se propone un generador de conformidad con la reivindicación 1. De conformidad con ella, el generador presenta un estator y un rotor. El estator soporta bobinados de estator para generar varias corrientes alternas, en especial por las tres corrientes alternas desplazadas en fase entre sí. Además se han proporcionado medios rectificadores para rectificar las corrientes alternas. Con ello los medios rectificadores forman parte del generador. A tal efecto, en el estator o bien en la vecindad inmediata del mismo, se han proporcionado conductores recolectores de corriente continua, en especial rieles recolectores de corriente continua para recolectar las corrientes alternas que han sido rectificadas en forma de corriente continua. Con ello, los rieles recolectores de corriente continua son también parte del generador y los medios rectificadores están dispuestos entre los bobinados de estator y los rieles recolectores, en especial conectados y también dispuestos localmente allí. Por lo tanto, los rieles recolectores de corriente continua recogen la totalidad de las corrientes generadas y rectificadas. En especial en el caso de la provisión de solamente dos rieles recolectores de corriente continua, a saber uno para potencial positivo y otro para potencial negativo, la totalidad de la corriente rectificada fluye sobre cada uno de los rieles recolectores de corriente continua. Por estas razones, es conveniente que los conductores recolectores de corriente continua estén configurados como rieles recolectores de corriente continua. También es conveniente realizar una disposición local fija en el estator con un riel o barra, no pudiéndose excluir un conjunto de conductores de corriente continua de otro tipo.

Con ello, la solución proporciona rectificar la corriente alterna generada ya en el generador, es decir, en el estator, y seguir conduciendo las corrientes rectificadas, que se añaden hasta obtener una corriente continua de una magnitud correspondiente, recién desde el lugar de su formación. Esto se basa fundamentalmente en el concepto de que los generadores de una instalación de energía eólica sin engranajes presentan una gran extensión local. En el caso del generador con un diámetro de 5 m, resulta un perímetro superior a 15 m, a lo largo del cual es necesario conducir una parte de la corriente con los correspondientes conductores. Aún en el caso de una corriente trifásica es necesario proporcionar a tal efecto por lo menos tres conductores. En el caso de un sistema de seis fases, también es necesario proporcionar seis conductores, cada uno de los cuales también puede proporcionarse como rieles recolectores en función de la magnitud de la corriente. Mediante la rectificación in sifcu sólo es necesario proporcionar dos rieles recolectores de corriente continua.

Además de lo anterior, es posible prescindir de un rectificador por separado cuando la rectificación tiene lugar directamente en el generador. Los medios rectificadores del generador pueden estar formados en cada caso de por lo menos un par de diodos o de por lo menos un par de tiristores, en donde en cada caso un diodo o bien un tiristor está dispuesto en cada caso entre una conexión de corriente alterna de los bobinados de estator y un riel recolector de corriente continua y otro diodo o bien otro tiristor entre esta conexión de corriente alterna y el segundo riel recolector de corriente continua. La rectificación tiene fundamentalmente lugar de manera y modo conocidos bajo la utilización de medios rectificadores conocidos, cuyo dimensionamiento está especialmente adaptado a la estructura concreta de este generador .

De conformidad con una modalidad, el generador está configurado como generador síncrono, en especial como generador síncrono de excitación externa, y, en este caso, preferentemente como rotor externo. En el caso de un generador síncrono, un rotor rota con campo magnético fijo que, en el caso del generador síncrono de excitación externa, es generado por correspondientes corrientes continuas o bien corriente continua como corriente excitatriz, y por medio de la rotación del rotor genera en el estator y con ello en los bobinados de estator un correspondido campo giratorio y con ello las varias corrientes alternas. En la realización de un rotor exterior, el estator se encuentra interiormente con respecto al rotor, con lo cual queda mucho lugar para la configuración del estator. De esta manera, se dispone de lugar para la disposición de los medios rectificadores y de los rieles recolectores de corriente continua, y también se dispone de espacio para proporcionar una refrigeración, que eventualmente también puede servir para la refrigeración de los medios rectificadores.

De conformidad con una modalidad, se propone que los rieles recolectores tengan una configuración anular y que se extiendan aproximadamente a la longitud del estator y/o de los medios rectificadores y/o conductores recolectores de corriente continua, en especial los rieles recolectores de corriente continua, estén fijados en el generador, en especial en el estator, especialmente de manera tal que puedan ser refrigerados conjuntamente con el generador. En este caso los rieles recolectores de corriente continua se hallan cerca o en el estator o de un equipo de refrigeración y/o de un cuerpo de refrigeración del estator o del generador, de manera tal que la refrigeración prevista para el generador también trabaje para los rieles recolectores de corriente continua y/o los medios rectificadores. En especial se elige la disposición de manera tal que una corriente de aire para la refrigeración del generador también tome a su cargo la refrigeración para los rieles recolectores de corriente continua y/o los medios rectificadores. De esta manera, el estator puede tomar a su cargo la refrigeración en especial para los medios rectificadores.

De conformidad con una modalidad, se propone que las corrientes alternas formen un sistema con por lo menos tres fases, es decir un sistema trifásico, en especial un sistema de seis fases. En este caso, un sistema de seis fases es en especial un sistema consistente en dos sistemas de tres fases. Las fases de un sistema trifásico están desplazados entre sí en 120°, y dos sistemas trifásicos están desplazados entre sí en aproximadamente 30°, de manera tal que hay seis fases, de las cuales dos fases adyacentes están desplazadas de manera correspondiente en 30° . Los bobinados de estator presentan en cada caso un bobinado de fase para cada fase .

Es preferible que los bobinados de fase estén subdivididos en bobinados de fase parciales. De esta manera, resulta para el ejemplo de seis fases fundamentalmente un juego o conjunto de bobinados estatóricos, a saber la totalidad de todos los bobinados del estator, seis bobinados de fase y en total para la totalidad del estator por lo menos 12 bobinados de fase parciales, es decir, por lo menos dos para cada fase para el ejemplo mencionado.

Cada bobinado de fase parcial está conectado por medio de uno de los medios rectificadores con por lo menos dos rieles recolectores. De esta manera, para cada bobinado de fase parcial se lleva a cabo una rectificación y la correspondiente corriente alterna del bobinado de fase parcial es introducida como corriente continua en ambos rieles recolectores. En base a ello, en el ejemplo precedente se proporcionarían por lo menos 12 medios rectificadores y de manera correspondiente en 12 lugares divididos en el generador se introduciría corriente continua en los rieles recolectores.

En especial, en cada caso hay tres fases conectadas por medio de un punto neutro o estrella en común. En el ejemplo anteriormente mencionado, para seis fases, seis bobinados de fase y 12 bobinados de fase parcial, en cada caso seis bobinados de fase parcial presentarían un punto neutro en común. De esta manera, se dispone de dos puntos neutros en común, a saber uno para cada uno de ambos sistemas trifásicos .

De esta manera, es posible una conexión en paralelo de bobinados de fase parcial, lo que es suficiente para el generador en su conjunto con dos rieles recolectores de corriente continua. Gracias a la conexión fundamentalmente usual en el punto neutro, para la rectificación solamente debe tenerse en cuenta en cada caso solamente un punto de conexión por cada bobinado de fase parcial.

Es favorable que se hayan proporcionado por lo menos seis medios rectificadores, con preferencia por lo menos 12, por lo menos 24 o por lo menos 48 medios rectificadores, y que ellos estén distribuidos en la dirección perimetral a través del generador. En este caso, es favorable emplear como cantidad de medios rectificadores un múltiplo de la cantidad de fases, de manera tal que para cada fase se disponga en cada caso durante el día varios medios rectificadores, es decir, en especial también de manera correspondiente muchos bobinados de fase parcial. Es fundamentalmente ventajoso proporcionar muchísimos medios rectificadores, los que en cada caso pueden presentarse de un tamaño correspondientemente pequeño. Con ello, por una parte una fuente de calor se subdivide en varias fuentes de calor pequeñas, de manera tal que la fuente de calor esté distribuido especialmente . Por otra parte, pequeños elementos constructivos semiconductores, tales como diodos o tiristores, configuran fundamentalmente más bien un producto masivo, por lo que son económicos y pueden obtenerse con eficiencia comprobada, aún si los elementos constructivos semiconductores han sido configurados de gran magnitud. Además, y para terminar, es finalmente posible evitar una carcasa propia para los agentes rectificadores. Específicamente, gracias a esta variante es posible evitar un rectificador compacto, que rectifique la totalidad de la corriente del generador. Un rectificador separado de este tipo puede resultar con grandes dimensiones, necesarias para los elementos constructivos semiconductores dimensionados para la corriente correspondientemente grande y para la refrigeración necesaria para el mismo. En lugar de ello se propone rectificar las corrientes alternas directamente allí donde se originan, y con ello rectificarlas antes de que se los adicione a una gran corriente alterna.

Es preferible que el generador presente una potencia nominal de por lo menos 500 kW, de por lo menos 1 MW, en especial de por lo menos 2 MW. Esto subraya que se emplea un generador grande y moderno, en el que los problemas mencionados desempeñan un papel importante. En especial, un generador de este tamaño requiere también, para el procesamiento ulterior de la corriente generada, un rectificador correspondientemente grande, que representa un aparato especial y por lo tanto costoso y productor de calor. Como resultado de ello, es aún posible prescindir de un correspondiente gabinete de conexiones para el rectificador, en la góndola de una instalación de energía eólica.

De conformidad con otra modalidad se propone que el generador esté configurado como generador de rotación lenta y/o como generador multipolar con por lo menos 48, 72, 96, en especial por lo menos 192, polos estatóricos, y/o que esté configurado como generador trifásico o de seis fases. En especial en el caso de tales generadores multipolares la solución propuesta puede aplicarse de manera eficiente, por cuanto en este caso es posible distribuir muchos medios rectificadores sobre el generador, a efectos de rectificar en cada caso una parte pequeña de la corriente con la potencia generada. En lo fundamental también puede emplearse un generador trifásico o de seis fases, conocido, que haya sido modificado mediante la provisión de los medios rectificadores y de los rieles recolectores de corriente continua.

De conformidad con la invención, se propone, además, un rectificador anular para rectificar varias corrientes alternas generadas por un generador. Un rectificador anular de este tipo abarca por lo menos tres medios rectificadores para rectificar en cada caso una de las corrientes alternas generadas, y abarca por lo menos dos conductores recolectores de corriente continua dispuestos anularmente y cuya magnitud ha sido adoptada al generador, en especial rieles recolectores de corriente continua, para recibir las corrientes alternas rectificadas. En especial el rectificador anular está configurado como se describe anteriormente para ambos rieles recolectores conjuntamente con los medios rectificadores, estando para ello los medios rectificadores preparados para ser acoplados en cada caso a un bobinado de fase o bien a un bobinado de fase parcial, a efectos de allí recibir la corriente alterna generada y rectificarla. A tal efecto y en especial el rectificador anular está adaptado para ser unido a un generador de manera tal que el rectificador anular y el generador formen conjuntamente un nuevo generador, es decir, cómo se explicó en por lo menos una de las modalidades anteriormente descritas .

Es preferible que el rectificador anular se caracterice porque los medios rectificadores son controlados o comandados y están unidos mediante conductores de control para el control de los medios rectificadores. Una configuración de este tipo se refiere en especial a medios rectificadores que están formados por tiristores y/o IGBTs, que deben ser controlados o comandados. Por lo demás, tal conductores de control también pueden proporcionarse para el generador descrito, a efectos de allí controlar los medios rectificadores. Mediante medios rectificadores total o parcialmente controlados es ocasionalmente posible mejorar la rectificación, por ejemplo, en cuanto a pérdidas en los correspondientes elementos constructivos semiconductores. Además de ello, puede ser ocasionalmente ventajoso para el control del generador, actuar por intermedio del rectificador, es decir, en este caso, a través de los medios rectificadores, sobre la corriente extraída del generador, y con ello influir sobre el generador, a efectos de eventualmente controlar el mismo parcialmente.

Por otra parte se proporciona una instalación de energía eólica con un generador como el descrito en por lo menos una de las modalidades anteriormente descritas. Tiene preferentemente un rectificador anular como el anteriormente descrito.

Breve Descripción de las Figuras Seguidamente, se explica la invención con ayuda de ejemplos de modalidades y haciéndose referencia a las Figuras adjuntas, en las que: la Figura 1 muestra un instalación de energía eólica en una vista en perspectiva; la Figura 2 muestra esquemáticamente un generador, con rotor, estator, rieles recolectores de corriente continua y medios rectificadores; la Figura 3 muestra esquemáticamente en una vista en corte, una parte del generador anular con rieles recolectores de corriente continua y medios rectificadores; la Figura 4 muestra los rieles de recolección de corriente continua con medios rectificadores de la Figura 3, en una representación ampliada; la Figura 5 muestra un recorte de dos rieles de recolección de corriente continua en una vista en perspectiva ; la Figura 6 muestra esquemáticamente un recorte de un generador de conformidad con el estado de la técnica, con seis rieles de recolección de corriente alterna.

A continuación, es posible que se empleen signos de referencia idénticos para elementos similares o eventualmente no idénticos, o para elementos representados de manera no idéntica debido a la representación esquemática. Para elementos idénticos o similares es posible que se utilicen diferentes escalas.

Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 muestra una instalación de energía eólica 100 con una torre 102 y una góndola 104. En la góndola 104 se ha dispuesto un rotor 106 con tres paletas de rotor 108 y un cubo (cubo perfilado) 110. En operación, el rotor 106 es puesto en un movimiento de rotación por el viento y con ello acciona un generador situado en la góndola 104.

La Figura 2 muestra esquemáticamente un generador 1 con un rotor 2 representado de manera muy simplificada o bien un rotor 2 y un estator 4. El rotor 2 rota de conformidad con su función con respecto al estator 4, que de conformidad con su función está estacionario, por lo menos en cuanto al movimiento de rotación del rotor. El estator 4 representado a título ilustrativo presenta 24 polos 6. La representación con 24 polos se eligió solamente para fines de ilustración. En cambio, la invención está preferentemente prevista para una cantidad esencialmente mayor de polos. En cuanto a la distancia entre los polos 6, que en este caso es esencialmente mayor que en un sistema real comparable, la misma no interesa y es solamente resultado de la representación esquemática. En cambio, la Figura 2 debería servir para ilustrar el sistema de conexiones y su distribución local sobre el perímetro del generador.

De conformidad con la Figura 2 cada polo 6 representa un bobinado de fase parcial 8. En la representación de la Figura 2, cada bobinado de fase parcial 8 está asociado a un polo 6. Sin embargo se trata solamente de un ejemplo ilustrativo. De la misma manera, un bobinado de fase parcial 8 puede ser la conexión en serie de bobinados de varios polos de estator.

De conformidad con el ejemplo ilustrado en el Ejemplo 2, en cada caso, se han proporcionado en total 24 bobinados de fase parcial 8, específicamente en cada caso cuatro para cada fase. En la Figura 2, las fases se han designado como Pi a P6. Dos fases adyacentes están desplazadas entre sí en cada caso 30°. Con ello se han proporcionado dos sistemas trifásicos, a saber un primer sistema trifásico con las fases Pi, Pj y P5 y un segundo sistema trifásico con las fases P2, P4 y ?d· En este caso, las fases de un sistema trifásico, es decir Plf P3 y P5 por una parte y P2, P4 y ?ß por otra parte, están conectados por intermedio de un punto neutro en común que, sin embargo, no ha sido representado en la Figura 2.

Cada bobinado de fase parcial 8 está unido por intermedio de un medio rectificador 10 con dos rieles recolectores de corriente continua 12, 14, a saber del riel de recolección de corriente continua positiva 12 y del riel de recolección de corriente continua negativa 14. Cada medio rectificador 10 presenta para la rectificación dos diodos 16. En este caso, para la ilustración se utilizan diodos como elementos clásicos para rectificar. En lugar de diodos podrían utilizarse también por ejemplo tiristores o IGBTs.

Con ello, en el ejemplo presente se han dividido 24 medios rectificadores 10 sobre el perímetro del generador 1, en especial sobre el perímetro del estator 4. En este ejemplo, cada fase está dividida en cada caso cuatro bobinados de fase parcial 8, y con ello se lleva a cabo también la rectificación para cada fase en cuatro posiciones diferentes, a saber separados entre sí en aproximadamente 90° distribuidos sobre el generador. Por lo tanto el ejemplo representado se rectifican 24 corrientes alternas mediante 24 medios rectificadores 10, y seguidamente las corrientes continuas parciales resultantes, acumuladas en forma de una corriente continua o bien en forma de una corriente continua positiva y una corriente continua negativa, se hallan presentes en ambos rieles de corriente continua 12 y 14. Ambos rieles recolectores de corriente continua 12, 14 conducen con ello la totalidad de la potencia eléctrica generada por el generador 1 y la ponen a disposición en una salida de corriente continua 18 con una correspondiente tensión continua UDC. El medio rectificador 10, que en el ejemplo mostrado ha de rectificar en cada caso solamente 1/24 de la potencia que, en última instancia, es conducida por los rieles recolectores de corriente continua 12, 14, puede realizarse de una manera correspondientemente pequeña. De manera correspondiente, se llega a considerar el empleo de partes constructivas estandarizadas comparables, que son económicas y de probada eficacia.

La Figura 2 muestra los rieles recolectores de corriente continua 12 y 14 con diferentes diámetros entre sí y con diámetros mayores con respecto al estator 4. Sin embargo, la representación de la Figura 2 es solamente una ilustración y es preferible que el estator 4, el riel recolector de corriente continua positiva 12 y el riel recolector de corriente continua negativa 14 no estén separados entre si radial sino axialmente.

La Figura 3 muestra un recorte de un generador en una vista en la dirección perimetral del generador 1. En este caso, el generador 1 presenta un rotor 2 y un estator 4, con cabeza de bobinado 20. De conformidad con la Figura 3, en el lado izquierdo del estator 4 y con ello en dirección axial se ha representado un riel recolector de corriente continua positiva 12 y un riel de recolección de corriente continua negativa, 14. Entre estos dos rieles de recolección de corriente continua 12,14, se ha dispuesto el medio rectificador 10 y por intermedio de una conexión de corriente alterna 22 está conectado con un bobinado correspondiente, en especial un bobinado de fase parcial, que sin embargo no ha sido representado con mayor detenimiento en la Figura 3.

De esta manera, el generador 1 mostrado funciona de manera tal que el rotor 2 rota con respecto al estator 4, y en el estator 4 se genera con ello una pluralidad de corrientes alternas, que en cada caso son rectificadas mediante medios rectificadores 10 y son transferidas a ambos rieles recolectores de corriente continua 12, 14. Por lo tanto, se ha proporcionado un rotor 2 y un estator 4; de igual manera se ha proporcionado un riel de corriente continua positiva 12 y un riel de recolección de corriente continua negativa 14, pero muchísimos medios rectificadores 10, de los cuales en la Figura 3 se ha representado uno solo.

Al respecto, la Figura 2 muestra esquemáticamente la distribución de tales medios de corriente continua 10 sobre el perímetro del generador 1. Por lo demás, los rieles recolectores de corriente continua positiva 12 y los rieles de recolección de corriente continua negativa 14 y la pluralidad de medios rectificadores 10 y, finalmente, las conexiones de corriente continua 18 pueden ser considerados como rectificadores de anillo. Las conexiones de corriente alterna 22 pueden considerarse parcialmente como elemento de un rectificador de anillo de ese tipo. De manera correspondiente, es posible preparar un rectificador anular este tipo por separado del resto del generador 1, y durante el ensamble con este generador restante 1 sólo es necesario unirlo en sus conexiones de corriente alterna 22 con los correspondientes bobinado de fase parcial elípticamente unido 8.

En este caso, mediante la provisión de rieles recolectores de corriente continua 12, 14 es posible crear una estructura que en su conjunto es mecánicamente estable.

La Figura 4 muestra un recorte de la Figura 3, es decir, el riel de recolección de corriente continua positiva 12, el riel de recolección de corriente continua negativa, 14, el medio rectificador 10, del cual la representación de la Figura 4 sólo muestra uno, y las conexiones de corriente alterna 22, de las cuales la Figura 4 sólo muestra uno debido a la representación elegida. El medio rectificador 10 puede presentar dos tiristores 16' en cada caso como elemento constructivo rectificador. Entre dos tiristores 16', se halla dispuesta la conexión de corriente alterna 22. Los tiristores 16' pueden ser controlados mediante conductores 24. También en el caso de utilizarse IGBTs habría que controlar éstos, lo que puede efectuarse mediante el conductor de control 24 o bien mediante conductores de control correspondientes adaptados .

Con ello este recorte de la Figura 3, que ha sido representado en la Figura 4, muestra un rectificador anular 26. Si el mismo se une al generador 1, en especial con el estator 4, como se muestra en la Figura 3, dicho rectificador anular 26 forma parte del generador 1. Además de ello, en la Figura 4 se ha indicado también esquemáticamente las conexiones de corriente continua 18.

La Figura 5 muestra un recorte de un rectificador anular 26 en una representación en perspectiva. En este caso se ilustra la disposición del riel de recolección de corriente continua positiva 12 con respecto al riel de recolección de corriente continua negativa 14 que de conformidad con la Figura 5 está situado por detrás de él. Entre estos dos rieles recolectores de corriente continua 12, 14, se ha indicado el medio rectificador 10 con la conexión de corriente alterna 22, para explicación. Del medio rectificador 10, se ha representado un tiristor 16' en forma de una parte constructiva fundamentalmente redonda. De hecho, lo natural es que el riel de recolección de corriente continua positiva 12 situado por delante en la Figura 5 recubra dicho tiristor 161 , que en este caso ha sido representado solamente con fines ilustrativos.

En derivación a la vista en perspectiva elegida en la Figura 3, la Figura 6 muestra un generador 601 con un rotor 602 y un estator 604. También en este caso se han proporcionado varios bobinados de fase parcial para una conexión en paralelo que están acoplados de a fases en cada caso a un riel de corriente alterna Ll a L6. Los rieles de corriente alterna Ll a L6 están dispuestos desde el estator 604 de conformidad con la representación hacia la izquierda y con ello en dirección axial. Puede reconocerse que en este caso existe una necesidad espacial muy considerable, a pesar de que ni siquiera haya elementos constructivos semiconductores contenidos. Sin embargo, de conformidad con la solución conocida mostrada, para cada fase debe proporcionarse un riel recolector de corriente alterna por separado, y que ha de ser aislado eléctricamente con respecto a los otros rieles recolectores de corriente alterna. También es necesario que la totalidad de los seis rieles recolectores de corriente alterna Ll a L6 estén fijados con suficiente firmeza mecánica, lo que puede presentar problemas debido a la configuración espacial mostrada.

Con ello, la Figura 6 da a entender que para la interconexión de bobinas de moldeo en un gran generador angular son necesarios rieles recolectores. De manera correspondiente, los generadores con varias fases requieren muchos anillos de tales rieles recolectores, es decir, uno por fase. Por lo tanto, se propone construir un rectificador anular a efectos de evitar el problema y con ello en especial reducir la cantidad de anillos y también aprovechar mejor el volumen disponible. La solución crea la posibilidad de arreglárselas con dos rieles recolectores de corriente continua 12 y 14, es decir con dos anillos. También para la solución propuesta es posible realizar los bobinados de fase parcial mediante bobinas de moldeo. Tales bobinas de moldeo son introducidos de manera correspondiente por deslizamiento en el estator a través de los correspondientes polos de estator, como por ejemplo los polos 6 de la Figura 2.

La solución señalada requiere una mayor cantidad de partes, en especial más medios rectificadores. Sin embargo, como tales los medios rectificadores son ahora de una forma constructiva más pequeña. Con ello, mediante unidades más pequeñas se transmiten menos energía en cada caso. De esta manera, la solución crea una posibilidad favorable de conectar en paralelo bobinas de moldeo en el estator.

De manera correspondiente, se propone resolver en un generador en el que los bobinados de estator están conectados en paralelo, el problema de volumen generado por los rieles recolectores, mediante la utilización de un rectificador anular. Este podría estar configurado de manera tal que los bobinados estén dotados con rectificadores pequeños, consistentes en diodos, tiristores o IGBts y sean interconectados en más y menos mediante rieles. De esta manera la cantidad de anillos para tales rieles recolectores puede minimizarse hasta dos, eventualmente hasta tres, cuando se conectan todos los bobinados sobre un anillo sobre un punto neutro. Un rectificador de este tipo puede ser refrigerado con la refrigeración del generador cuando se lo monta sobre el generador. En función de la configuración no es necesario proporcionar ninguna carcasa adicional ni refrigeración adicional. De manera correspondiente la solución propuesta crea la posibilidad de la integración del rectificador con el generador. Se posibilita una utilización de la refrigeración del generador, con lo cual la solución permite ocupar menos espacio físico.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Generador de una instalación de energía eólica sin engranaje, con un estator y un rotor, caracterizado porque comprende : bobinados de estator para generar varias corrientes alternas, en especial por lo menos tres corrientes alternas desplazadas entre sí en fase; medios rectificadores para rectificar las corrientes alternas, y - por lo menos dos rieles recolectores de corriente continua para recolectar las corrientes alternas rectificadas.

2. Generador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque está configurado como generador síncrono, en especial como generador síncrono de excitación externa y/o como rotor exterior.

3. Generador de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los rieles recolectores tienen una configuración anular y se extienden aproximadamente a lo largo del estator y/o porque los medios rectificadores y/o los rieles de recolección de corriente continua están fijados al estator, en especial de manera tal que están unidos térmicamente con una refrigeración del generador.

4. Generador de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios rectificadores están distribuidos en la dirección perimetral del generador a lo largo del estator y/o a lo largo de los rieles de recolección.

5. Generador de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se han proporcionado seis medios rectificadores y los mismos están distribuidos en la dirección perimetral sobre el generador, en especial porque se ha proporcionado una cantidad de medios rectificadores que es de por lo menos 6 veces la cantidad de rieles de recolección.

6. Generador de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque tiene una potencia nominal de por lo menos 1 MW, en especial de por lo menos en dos MW .

7. Generador de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está configurado como generador de rotación lenta y/o porque está configurado como generador multipolar con por lo menos 48, por lo menos 72, por lo menos 96, en especial por lo menos 192 polos de estator, y/o porque está configurado como generador de 6 fases .

8. Rectificador anular para rectificar varias corrientes alternas generadas por un generador, caracterizado porque comprende : por lo menos tres medios rectificadores para rectificar en cada caso una de las corrientes alternas generadas ; y - por lo menos dos rieles recolectores de corriente continua dispuestos anularmente y cuyo tamaño está adaptado al generador, para recibir las corrientes alternas rectificadas .

9. Rectificador anular de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios rectificadores son controlados y están unidos mediante conductores de control para el control de los medios rectificadores .

10. Instalación de energía eólica caracterizada porque tiene un generador de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, y/o con un rectificador anular de conformidad con la reivindicación 8 ó 9.