TW201505326A - 同步發電機極組件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種同步發電機轉子極組件，其具有：複數個極組件疊層，其相對於彼此偏移；一極柄(410)；一極頭(420)，其具有至少三個極頭區段(423a、423b)。該至少三個極頭區段(423a、423b)中之每一者之一前部邊緣相對於該極柄(410)成一角度而配置。

Description

同步發電機極組件
本發明係關於一種同步發電機極組件且係關於一種同步發電機。
DE 197 29 034 A1揭示一種用於一風力發電廠之同步發電機。該同步發電機具有一發電機定子及一可移動發電機電樞或發電機轉子。 複數個極組件提供於發電機電樞上。該等極組件具有一極頭，該極頭具有相對於彼此成一角度配置之邊緣區段。該極頭在平面視圖中具有箭頭形組態。
DE 199 23 925 A1揭示一種具有一發電機定子及一發電機電樞或發電機轉子之同步發電機。複數個極或極組件提供於該發電機轉子上，該等極組件之極頭具有箭頭形組態。
DE 11 2007 000 219 T5揭示一種用於一同步馬達之轉子之極組件。該極組件在平面視圖中具有箭頭形或傾斜組態。換言之，極組件之在運行方向上之前部邊緣或在運行方向上之前部末端傾斜地配置。前部邊緣與一極柄之間距因而係不恆定的。
GB 2 389 241揭示一種用於一同步發電機之極組件，複數個極組件提供於該同步發電機之發電機電樞上。該等極組件之極頭在平面視圖中具有箭頭形組態。
在確立優先權之德國申請案中，德國專利商標局研討了以下文件：DE 199 23 925 A1、US 4,616,151、DE 10 2009 019 555 A1及DE 32 45 033 C2。
本發明之一目標係提供一同步發電機，此使減小同步發電機中之雜訊發射成為可能。
藉助於如技術方案1之一同步發電機極組件達成此目標。
因而提供一種同步發電機轉子極組件，其具有：複數個極組件疊層，其相對於彼此偏移；一極柄；及一極頭，其具有至少三個極頭區段。該至少三個極頭區段中之每一者之一前部邊緣相對於該極柄成一角度而配置。
根據本發明之一項態樣，該極頭具有四個極頭區段。
根據發明之另一態樣本，該四個極頭區段之該前部邊緣之長度係相同的。
根據發明之另一態樣本，該第一及第四區段之該前部邊緣之該長度係相同的且該第二及第三區段之該長度係相同的。該第一及第四區段之該長度與該第二及第三區段之該長度係不相同的。
本發明同樣地係關於一種具有複數個同步發電機轉子極組件之同步發電機。
此外，本發明係關於一種具有一同步發電機之風能廠，該同步發電機具有根據本發明之複數個極組件。
根據本發明之另一態樣，該極頭可具有平行於該極柄之一凹槽。
本發明係關於提供用於一同步發電機轉子之具有一極頭之一極組件之一概念，該極頭不再以一V形狀或箭頭形狀提供，而是，舉例而言，提供為一雙V或提供為具有不相等長度之區段之一雙V。
進一步態樣係附屬技術方案之標的物。
將參考圖式以以下文字進一步詳細地闡述本發明之優點及例示性實施例。
圖1展示根據本發明之一風能廠之一圖解性說明。風能廠100具有一塔102及一機艙104。在機艙104上，提供具有三個轉子葉片108及一旋轉器110之一轉子106。在操作期間，以藉由風之一旋轉移動設定轉子106且因此，在機艙104內側驅動一發電機200。發電機200具有一靜止發電機定子及一旋轉發電機轉子。轉子106直接或間接地(經由一齒輪機構)連接至發電機轉子。
可藉助於在各別轉子葉片108之轉子葉片根部處之俯仰馬達改變轉子葉片108之攻角或俯仰角。
圖2展示一同步發電機之一圖解性剖視圖。圖2展示發電機200之一細節。發電機具有一發電機定子300及一發電機電樞或發電機轉子400。接收一定子繞組500之複數個凹槽310提供於發電機定子300中。發電機轉子或發電機電樞400具有複數個極靴405。一極靴405具有一極柄410及一極頭420。極靴405通常由(舉例而言)疊層(極組件疊層)形式之複數個極組件分段組成。
圖3A至圖3E在每一情形中展示根據本發明之一同步發電機(特定而言，一同步發電機轉子)一極組件之一圖解性平面視圖。圖3A展示具有一極柄410及一極頭420之一極組件或極靴之一圖解性平面視圖。極頭420具有相對於彼此傾斜地配置之兩個前部邊緣421。前部邊緣421處於相對於極柄410成一第一角度處。此外，極頭可視情況具有一凹槽422。凹槽422係筆直的且視情況平行於極柄410而配置。
圖3A展示一項實施例，極頭具有一箭頭形狀且另外還具有一凹槽。以此方式，可增加發電機之標定頻率。
同步發電機轉子之極組件由複數個極組件分段組成，極頭420之組件之深度係相同的，結果係後部邊緣421a同樣傾斜地漸細。極頭420之分段相對於毗鄰分段偏移配置，而極柄之分段不相對於彼此偏移配置。
視情況，一凹槽422可實質上平行於極柄410而提供。
圖3B展示具有一雙箭頭形狀或一雙V形狀之一極頭。由於雙箭頭形狀，可使在凹槽通過期間磁力導引之一改變成為可能。視情況，另外，可提供一凹槽422，結果係在凹槽通過期間磁力導引之一改變及標定頻率之一增加係可能的。
圖3B展示具有一極柄410及四個極組件區段423a至423b之一極組件，第一及第三區段423a與第二及第四區段423b具有實質上相同之組態且處於相對於極柄成一相同角度處。如在來自圖3A之實施例中，每一情形中之極組件分段具有相同之深度，結果係極組件分段之四個前部邊緣之組態對應於四個後部邊緣之組態。圖3B因而展示極頭420之一雙V或雙箭頭形狀。
圖3C展示具有一第一、第二、第三及第四極組件區段424a至424d之一極組件。雖然根據圖3B之第一組件區段423a及第二極組件區段423b具有相同長度，但第一極組件分段424a及第二極組件分段424b具有不同長度。此外，第三極組件區段424c之長度對應於第二極組件區段424b之長度。第四極組件區段424d之長度對應於第一極組件區段424a之長度。
圖3C展示不相等長度之一雙V形狀。以此方式，使在凹槽期間通過磁力導引之一改變及標定頻率之一改變成為可能。
視情況，一凹槽422可平行於極柄410而提供。
圖3D展示具有四個極組件區段425a至425d之一極組件。根據圖3D之極組件之組態相對於來自圖3C之極組件之組態係鏡像對稱的。
圖3D展示來自圖3C之旋轉了180°之一極頭。視情況，極頭可具有一凹槽。由於來自圖3D及圖3C之極頭之組態，可使在凹槽通過期間磁力導引之一改變及標定頻率之一改變成為可能。
圖3E展示一階梯形極頭。以此方式，可使標定頻率依據階梯之數目之一倍增成為可能。圖3E因而展示由三個分段426a、426b及426c組成之一極組件。第一分段426a及第三分段426c彼此對應。一階梯在每一情形中提供於第一分段與第二分段以及第二分段與第三分段之間。
經由根據本發明之極組件，亦可實現具有一大軸向寬度之同步發電機且特定而言，同步發電機轉子。經由提供具有兩個尖端(而非僅一個尖端)之一極組件，極組件之前部邊緣具有比在僅一個尖端之情形中大之一俯仰係可能的。可(舉例而言)藉由在極頭中提供一凹槽422改良積極效應。根據本發明，因此可改良同步發電機之齒槽轉矩。根據圖3B、圖3C及圖3D之實施例，可將力引導分佈至兩個點。
根據本發明之同步發電機係用於一風能廠之一同步發電機。該同步發電機被組態為一緩慢旋轉環式發電機。該同步發電機之最大輸出係至少1 MW。該同步發電機之直徑係至少4米。該同步發電機較佳地組態為一單獨激勵式同步發電機。該同步發電機具有內部轉子組態(亦即，發電機之轉子在內側上且至少部分地由定子圍繞)。
100‧‧‧風能廠
102‧‧‧塔
104‧‧‧機艙
106‧‧‧轉子
108‧‧‧轉子葉片
110‧‧‧旋轉器
200‧‧‧發電機
300‧‧‧發電機定子
310‧‧‧凹槽
400‧‧‧發電機電樞或發電機轉子
405‧‧‧極靴
410‧‧‧極柄
420‧‧‧極頭
421‧‧‧前部邊緣
421a‧‧‧後部邊緣
422‧‧‧凹槽
423a‧‧‧極組件區段/第一及第三區段/第一組件區段
423b‧‧‧極組件區段/第二及第四區段/第二極組件區段
424a‧‧‧第一極組件分段/第一極組件區段
424b‧‧‧第二極組件分段/第二極組件區段
424c‧‧‧第三極組件區段
424d‧‧‧第四極組件區段
425a‧‧‧極組件區段
425b‧‧‧極組件區段
425c‧‧‧極組件區段
425d‧‧‧極組件區段
426a‧‧‧分段/第一分段
426b‧‧‧分段
426c‧‧‧分段/第三分段
500‧‧‧定子繞組
圖1展示根據本發明之一風能廠之一圖解性說明，圖2展示一同步發電機之一圖解性剖視圖，及圖3A至圖3E在每一情形中展示根據本發明之一同步發電機之一極組件之一圖解性平面視圖。
410‧‧‧極柄
422‧‧‧凹槽
423a‧‧‧極組件區段/第一及第三區段/第一組件區段
423b‧‧‧極組件區段/第二及第四區段/第二極組件區段

Claims (7)

  1. 一種同步發電機轉子極組件，其具有複數個極組件疊層，其相對於彼此偏移，一極柄(410)，一極頭(420)，其具有至少三個極頭區段(423a、423b)，該至少三個極頭區段中之每一者之一前部邊緣相對於該極柄(410)成一角度而配置。
  2. 如請求項1之同步發電機轉子極組件，該極頭(420)具有四個極頭區段。
  3. 如請求項2之同步發電機轉子極組件，該四個區段(423a、423b)之該等前部邊緣之長度係相同的。
  4. 如請求項2之同步發電機轉子極組件，該第一及第四區段(424a、424c)之該前部邊緣之該長度係相同的，且該第二及第三區段(424b、424d)之該長度係相同的，該第一及第四區段之該長度與該第二及第三區段之該長度係不相同的。
  5. 一種同步發電機轉子極組件，極頭(420)具有特定而言平行於極柄(410)之一凹槽(422)。
  6. 一種同步發電機，其具有如請求項1至5中任一項之複數個同步發電機轉子極組件。
  7. 一種風力發電廠，其具有一同步發電機，其具有如請求項1至5中任一項之複數個極組件。
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