NO328160B1 - Baerekonstruksjon for statoren for en ringgenerator i en vindturbin - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et vindkraftanlegg med en bærekonstruksjon for statoren i en ringgenerator, hvor bærekonstruksjonen har flere bærearmer.

Slike vindkraftanlegg har vært kjent i lang tid og blir fremstilt og markedsført for eksempel av firmaet Enercon under typebetegnelsen E40, E-58 eller E-66.

Ved drift av slike vindkraftanlegg inntreffer det alltid lydutsendelser som i det minste i den nærmeste omgivelse av vindkraftanlegget kan føles forstyrrende.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor å redusere lydutsendelsene som kommer ut fra et vindkraftanlegg ifølge krav 1.

Dette formål oppnås med et vindkraftanlegg med trekkene angitt i krav 1. For-delaktige utførelsesformer er angitt i de uselvstendige krav.

Mens det ved en bærekonstruksjon med et like antall bærearmer som kan danne bestemte frekvenser jevnt i ringgeneratorens omkretsretning, som da kan merkes som lydbølger som føles som forstyrrende, blir slike lydutsendelser ved et ulike antall bærearmer og/eller ujevnt avstand mellom bærearmene fullstendig undertrykket eller redusert.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegn-ingene, der fig. 1 viser en forenklet fremstilling av den kjente teknikk, fig. 2 viser en alternativ fremstilling fra den kjente teknikk, fig. 3 viser et utførelseseksempel av en bærekonstruksjon ifølge oppfinnelsen og fig. 4 viser en alternativ fremstilling av forhold-ene ved utførelsesformen ifølge oppfinnelsen vist på fig. 3.

Fig. 1 viser en bærekonstruksjon med seks radialt forløpende bærearmer 12 hvor de ytre avsnitt er anordnet med lik avstand fra hverandre. På disse ytre avsnitt er statoren 10 av en ringgenerator festet. Denne stator 10 er antydet med stiplede linjer.

Ved denne utforming av en bærekonstruksjon kan det bli dannet svingninger 20 langs omkretsen fordelt mellom bærearmene 12. Ved den jevne avstand mellom bærearmene 12 og svingningenes 20 bølgelengde som overensstemmer med den, kan det skje en virkning betegnet som "trommeeffekt". Avgjørende for lydutsendelsen er imidlertid dannelsen av egenformer (Eigenmoden) som kan dannes ved eksitering med en bestemt svingning. Disse egenformer er regelmessig avhengig hhv. bestemt av geometrien av hele gjenstanden.

Fig. 2 viser i en alternativ fremstilling situasjonen ved en kjent bærekonstruksjon. På denne tegningen er svingningene 20 fremstilt sammenhengende langs bærekonstruksjonens omkrets med bærearmene 12. Forskjøvet med en halv periode er svingningene vist med en stiplet linje og forsynt med henvisningstall 20a.

Når man betrakter et vilkårlig punkt på bærekonstruksjonens omkrets (hhv. et luftmolekyl på dette sted), så erkjenner man at alt etter sviningenes 20, 20a fasestilling endrer dens posisjon seg der langs en linje antydet med pilen 30. Her oppstår det altså for dette punkt en toveis svingning, som ved en trommehinne.

På denne tegning er det vist tre fullstendige perioder av en svingning fordelt langs omkretsen, slik at det alltid svinger tre faselike punkter med lik størrelse og lik retning. Disse svingninger fører til en regelrett "pumpebevegelse" i generatorens stator, som merkes som lyd. Fig. 3 viser forenklet en bærekonstruksjon ifølge oppfinnelsen. Denne har et ulikt antall av bærearmer 12 (i dette tilfellet syv). Naturligvis kan formålet med den foreliggende oppfinnelse også oppnås med fem bærearmer, men på grunn av den nødvendige fast-het i bærekonstruksjonen foretrekkes det at det anvendes minst syv bærearmer 12. På denne tegning er igjen ringgeneratorens stator 10 antydet med stiplede linjer. Fig. 4 viser, analogt med fig. 2, en fremstilling av svingningene som er forbundet med hverandre langs bærekonstruksjonens omkrets. Her er det igjen med henvisningstall 20 vist en følge av svingningsforløp, mens henvisningstall 20a likedeles viser disse sving-ningsforløp, imidlertid forskjøvet med halv periode i forhold til svingningene 20.

Svingningene 20 viser i avsnittene 21, 22, 23 tre fullstendige svingningsperioder, mens det i avsnittet 24 bare inntreffer en halv periode.

Dette svingningsforløp er to positive halvbølger (halv-perioder) direkte nærligg-ende hverandre, nemlig ved begynnelsen av avsnittet 21 og i avsnittet 24, slik at tromme-hinnevirkningen i det minste på dette sted ikke kan inntreffe, således reduseres i det minste i dens totale virkning.

Når en mekanisk konstruksjon, som for eksempel bærekonstruksjonen for en generator tilveiebringer en uønsket lydutsendelse, så lar dette seg stort sett forklare ved at hele bærekonstruksjonen danner såkalte resonanser eller også egenformer ("Eigenmoden") ved innvirkning fra svingninger. Disse egenformer er først og fremst avhengig av hele konstruksjonens geometri, og videre består det også en bestemt frekvensavhengig-het mellom forskjellig egenformer.

Med utformingen av statorens bærearmer ifølge oppfinnelsen blir frekvensfor-løpet for denne konstruksjon beregnet på en slik måte at frekvenser hvor det kan dannes spesielle lydemitterende egenformer (Eigenmoden) mest mulig unngås.

Claims (3)

1. Vindkraftanlegg med en generator, foretrukket en ringgenerator, bestående av en rotor og en stator, som har et opptak for statorviklinger, idet statoren holdes av en bærekonstruksjon som har flere bærearmer, og hvor det er dannet et ulike antall bærearmer (12), og/eller bærearmene er anordnet med i det minste delvis ujevn avstand.

2. Vindkraftanlegg ifølge krav 1,karakterisert vedat bærekonstruksjonen for statoren har syv bærearmer.

3. Vindkraftanlegg med en generator, foretrukket en ringgenerator, bestående av en rotor og stator, som har et opptak for statorviklingen, hvor statoren holdes av en bærekonstruksjon, idet bærekonstruksjonen er utformet slik at den i det vesentlige ikke danner eller bare danner små lydutsendende egenformer (Eigenmoden) i det normale driftsom-råde.