TWI570325B - 無齒輪風力發電設施的同步發電機 - Google Patents

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Description

無齒輪風力發電設施的同步發電機
本發明係關於一種一無齒輪風力發電設施的同步發電機。本申請案亦係關於一種具有此一發電機之風力發電設施。此外，本申請案亦係關於一種用於運輸一無齒輪風力發電設施之一同步發電機之運輸配置。
風力發電設施，特定而言圖1中展示其中之一者之水平軸風力發電設施，係眾所周知。在如圖1中所展示之一無齒輪風力發電設施之情形中，一空氣動力轉子直接驅動一發電機之轉子以使得該發電機將自風所獲得之動能轉換成電能。因此，該發電機之轉子如該空氣動力轉子一樣緩慢地旋轉。為考量到旋轉之此一慢速，該發動機具有相對於標稱功率相當大之一發電機直徑，特定而言具有一較大氣隙直徑。以彼方式，儘管旋轉速度緩慢，亦可能在發電機轉子與定子之間氣隙之區域中達成一相當高之差動速度。現代風力發電設施(諸如例如來自ENERCON GmbH之一E126)具有7.5MW之一標稱功率。彼E126亦係一無齒輪風力發電設施且需要就結構大小而言亦係對應大的一發電機。
特定而言，在彼方面之一問題在於將此一發電機運輸至一風力發電設施之架設位置。在諸多國家中，可在公路上運輸之最大寬度係大約5m。彼情形意指在運輸中以橫臥姿勢運輸發電機時(亦即具有垂 直於公路之一旋轉軸)發電機之最大直徑可係5m。一發電機之一直徑因此實際上受限。即使針對諸多架設位置(特別是接近一發電機制造廠或接近一港口之架設位置)此一運輸問題可解決，但旨在達成且頻繁使用之一標準發電機仍受彼運輸尺寸限制。
類型E126之指定風力發電設施具有帶有大約10m之一氣隙直徑之一發電機。在彼發電機之情況下，運輸問題藉由以數個部件(更具體而言，藉由發電機轉子及定子各自細分成四個部件)來運輸發電機而得以解決。轉子及定子因此以個別部件遞送，並在建築場地或接近建築場地處將其裝配。
在彼方面之一問題在於此等經分離部件必須在現場且因此在發電機制造設備外部進行重新裝配。此係複雜且昂貴的且易受缺陷影響。現場檢查該總成或檢查成品發電機比在製造發電機之位置處亦更加困難且因此更加複雜及昂貴且亦更易受缺陷影響。
因此，自(舉例而言)來自ENERCON GmbH之其他風力發電設施已知，在任何情形下針對定子之一連續繞組可係有利的。彼情形在(舉例而言)歐洲專利EP 1 419 315 B1中進行闡述。其中所闡述之定子之繞組係極複雜及昂貴的且基本上僅可在廠房中可靠地實施。然而，應注意，結果係在操作中高度可靠之一發電機。在彼方面在廠房中實施之一連續繞組排除出於運輸目的而分離成複數個部件。
德國專利與商標局在先前申請案中搜尋了以下當前最佳技術：DE 199 23 925 A1、US 2010/0024311 A1、DE 10 2009 032 885 A1及DE 10 2010 039 590 A1。
因此，本發明之目標係解決上文所提及問題中之至少一者。特定而言，本發明力圖提出一種准許一風力發電設施之儘可能大的一發電機之解決方案，該解決方案考量到所陳述之運輸問題且同時其享有一高水準之可靠性。至少本發明力圖提出一種替代方案。
根據本發明，提出一種根據技術方案1之同步發電機。因此，一無齒輪風力發電設施之此一同步發電機包含一定子及一轉子。為在語言上提供與實質上包括一輪轂及一或多個且特定而言三個轉子葉片之空氣動力轉子之一區別，與術語空氣動力轉子相反，下文中針對發動機之旋轉部分使用術語轉子。在彼方面，根據本發明，使用一多部件外部轉子。因此，發電機係具有一內部安置之定子及一外部安置之轉子之一外部轉子發電機。另外，更具體而言，將轉子至少分割成兩個部件。特定而言，不分割定子。
因此認識到，可能在不分割定子之情況下達成發電機之直徑之一增大。因此，一內部安置之定子可成單件且可具有高達最大運輸寬度之一大小。在彼情形中，定子之外徑大致對應於氣隙之平均直徑，或精確而言，氣隙之內徑。
然而，外部轉子具有一較大外徑，即大於氣隙直徑，且因此亦可大於最大運輸寬度。因此，提出分割外部轉子。在彼方面，根本認識係，轉子(特定而言，若其係一外部轉子)之分割幾乎不與問題關聯。即使發電機係一單獨激發之同步發電機且因此必須給轉子電供應一激發電流，此一轉子之分離亦幾乎不產生問題。具體而言，對於單獨激發而言，僅需提供一直流電以使得當使轉子分離時及相應地當再次裝配轉子時，將僅需重新連接適合直流電線路，在最簡單的情形中，兩個直流電線路。特定而言，與一3相或甚至6相定子將所需之一複雜化及支出水準相比，在彼情形中，缺陷易感性輕微。
歸因於所涉及之系統，在平常無齒輪風力發電設施中之任何情形下，一單獨激發之轉子亦由諸多個別轉子極(即具有對應線圈之磁芯)構成。由於每一轉子極攜載一直流電繞組，因此(舉例而言)針對定子而習知之一連續繞組對於轉子而言並非一可行提議。彼情形促進了可分割性。
根據一實施例，提出同步發電機呈一環式發電機之形式。一環式發電機闡述其中磁操作區域實質上配置於圍繞發電機之旋轉軸同心之一環式區域上之一發電機的一結構形式。特定而言，磁操作區域(即轉子及定子之磁操作區域)僅配置於發電機之徑向外四分區中。儘管如此，定子之一支撐結構仍可提供於發電機之中心中。
較佳地，存在至少48個，進一步較佳至少72個且特定而言至少192個定子極。因此，提出一種多極發電機。該多極發動機適合作為一緩慢運行之發電機且因此極佳地適於在無齒輪風力發電設施中使用。
另外，有利地提出發電機呈一6相發電機(即具有相對於彼此位移特定而言約30°之兩個3相系統之一發電機)之形式。彼情形產生在進一步處理上有利之一極均勻產生的即實質上6相電流。特定而言，此一6相電流極適於隨後之整流及然後藉助一頻率轉換器之進一步處理。特定而言，對於其中所產生電流經完全整流(忽略任何損失)並由轉換器將其準備用於饋送至一電力網路中之一所謂的完全轉換概念而言，其係有利的。
亦提出的一有利實施例係其中同步發電機之定子具有一連續繞組的一項實施例。以彼方式，可以一高度可靠方式(特定而言不藉助不必要的電連接點)產生定子，藉此在彼方面達成缺陷易感性之一最小化。特定而言，在彼情形中電觸點不可能出現鬆動，只要不存在電觸點。
特定而言，以存在於操作中攜載磁場並容納繞組或若干繞組之一未分割定子鐵芯之一方式不分割定子。彼情形並不排除對諸如例如固定元件、冷卻元件、覆蓋原件或諸如此類之個別元件之可拆卸性。
在一實施例中，提出定子具有4.3m以上之一外徑。彼情形准許在彼方面考量到最大運輸尺寸之一特定而言未分割定子之情況下之一 相當大之氣隙直徑。較佳地，提供4.7m以上之一外徑之一定子。特定而言，提出定子之外徑係大約5m。以此方式，可能使用最大運輸寬度且在彼方面可在無需問題分割定子之情況下最佳化或最大化同步發電機。因此，對於一未分割定子而言，5m之一外徑之一定子之使用達成關於直徑之最大結構大小(若視該5m為運輸大小上限)。
在一實施例中，提出在周邊方向上轉子由複數個轉子分段(特定而言，兩個或四個轉子分段)構成。較佳地，在彼方面，提出一對稱分割，其中所有及/或每兩個轉子分段具有相同大小且特定而言構成相同大小之一圈分段。以彼方式，可使可裝配性及/或運輸簡化及得以促進且通常亦標準化。
宜提供具有不同數目個轉子極之轉子分段。若(舉例而言)存在各自具有相同大小，且特定而言，各自具有相同數目個轉子極之兩個小分段或兩個大分段，則此組態亦准許轉子之對稱分割。舉例而言，具有48個極之一轉子可細分成四個分段，其中之兩者各自具有8個極而另外兩個各自具有16個極。以彼方式，可能(舉例而言)提供賦予轉子基本穩定性之兩個大分段，其中兩個較小分段在裝配時將兩個大分段基本上接合在一起。
在一有利實施例中，提出一種其中出於運輸目的可移除至少兩個轉子分段之具有一旋轉軸的同步發電機。在彼方面，同步發電機經如此設計以使得，當移除彼兩個轉子分段時，在一個方向上之同步發電機的最大限度由定子來判定，而在另一方向上則由轉子來判定。更具體而言，特別提出在相對於定子之旋轉軸之一第一橫向方向上定子形成同步發電機的最大限度，且在橫向相對於旋轉軸且橫向相對於該橫向方向之一縱向方向上轉子形成同步發電機的最大限度。因此，同步發電機具有此一設計組態：兩個特定而言相互對置之轉子分段被移除，且藉此發電機之尺寸在彼位置處被精確地減小，更具體而言被減 小至定子之直徑。彼等可移除及因此接著經移除之轉子分段僅需如此大，使得其移除產生定子接著在彼處形成最大尺寸的精確結果。在彼方向上，發電機之尺寸則不再可能進一步減小，此乃因定子無法拆卸，在任何情形下實質上皆不能拆卸。
在運輸時，彼橫向方向則宜橫向相對於運輸運載工具之行進方向而定向，結果是經負載運載工具之運輸寬度減小至定子之外徑。發電機之尺寸在縱向方向上(更具體而言，因此亦在運輸運載工具之行進方向上)無需減小。轉子或轉子分段可保持於此處，且因此發電機將轉子之外徑作為在彼方向上之外部尺寸。
較佳地，使用具有至少500kW、至少一MW且特定而言至少兩MW之一標稱功率之一同步發電機。因此，提出一種用於具有一高標稱功率之一風力發電設施之同步發電機 彼情形可藉由一未分割定子及一經分割轉子來有利地實施。
亦提出一種具有根據上文所提及實施例中之至少一者之一同步發電機之發電設施。因此，可能達成一種具有一最大化發電機同時具有一高水準之可靠性另外並不產生任何不必要的運輸問題的風力發電設施。
另外，提出一種用於運輸一經部分拆卸之同步發電機，特定而言，用於運輸根據上文所提及實施例中之一者之一同步發電機之運輸配置。彼同步發電機具有一定子及一外部轉子。該運輸配置包含亦可稱作主要運輸部件之一主要運輸部分且彼主要運輸部分包含同步發電機之定子。該運輸配置進一步包含自同步發電機移除之至少兩個轉子分段。因此，提出同步發電機出於運輸目的經部分拆卸，而定子以單件運輸。
較佳地，至少兩個經移除轉子分段呈兩個轉子半體之形式且以使得其在一個方向上一起具有不超過定子之一外徑之一尺寸之方式以 相互位移之關係一起配合至一運輸位置中。在彼方面，特定而言假定彼兩個定子半體呈環式分段之形式且該兩個環式分段中之每一者之一邊翼部分地配置於各別其他環式分段之兩個邊翼之間。為了在彼配置之情況下達成在至少一個方向上不超過定子之直徑之一尺寸，環式分段及因此經裝配轉子之環必須對應地細長。
在另一實施例中，提出該主要運輸部分包含安裝至同步發電機之至少一個轉子分段，特定而言兩個轉子分段。在彼情形中，該主要運輸部分具有此一組態且對應地選擇保持安裝至定子之轉子分段以使得該主要運輸部分在一第一方向上具有對應於定子之外徑之一寬度且在一第二方向上具有對應於轉子之外徑之一長度。在彼方面，特定而言，該第一方向係橫向相對於運輸情形中之一行進方向而定向而該寬度則係特定而言以彼方式負載之一運輸運載工具之實際寬度。在彼方面，該第二方向係特定而言在該行進方向上。該等第一及第二方向較佳地大致在一個平面中且彼此大致成一直角。
較佳地，該運輸配置包含一經部分拆卸之同步發電機，如下文中至少一項實施例中所闡述。若該運輸配置之主要部分包含根據上文所闡述實施例中之一者之一部分同步發電機，但不具有自同步發電機移除之轉子分段，則其亦係有利的。換言之，該運輸配置之該主要部分實質上對應於整體上之同步發電機，然而轉子分段自同步發電機移除至少達此一限度以使得在任何情形下在一個方向上，同步發電機之寬度可減小至定子之大小，即直徑。因此，提出運輸一同步發電機，關於該運輸提議係拆卸轉子分段以使其減小至一最小值。
另外，提出一種將一無齒輪風力發電設施之一同步發電機運輸至風力發電設施架設位置之方法。在彼情形中，藉由移除至少兩個轉子分段來部分拆卸同步發電機。在彼情形中，至一風力發電設施之架設位置之運輸亦包含至接近風力發電設施之架設位置之一暫時生產場 地(即，特定而言(舉例而言)可裝配同步發電機之一生產場地)之運輸且自該暫時生產場地至緊鄰接近之該架設位置之運輸基本上不受到(特定而言關於運輸寬度之)任何運輸限制。換言之，當到達此等暫時生產位置時，公路上運輸已經結束。
下文中，可以不同比例展示相同或類似實施例之相同或類似元件。
圖1展示包括一塔柱102及一罩艙104之一風力發電設施100。具有三個轉子葉片108及一旋轉體110之一轉子106配置於罩艙104上。在操作中，藉由風致使轉子106旋轉且藉此驅動罩艙104中之一發電機。
圖2中之同步發電機1具有一經分割外部轉子2及一單件式定子4。定子4藉助於徑向支撐板6而承載於亦可稱作一軸安裝軸頸之一安裝軸頸8上。
展示供一風力發電設施中之同步發電機1使用之一轉子輪轂12，轉子輪轂12承載轉子葉片(在圖2中未展示)且藉助於一輪轂凸緣14而固定至外部轉子2以便藉此使外部轉子2相對於定子4旋轉。
出於彼目的，外部轉子2具有相對於一定子總成18旋轉之極總成16。彼旋轉致使產生在繞組中產生或通過關於其圖2僅指示繞組架頭20之一電流。圖2係一透視剖面圖，其中某些剖面表面(即特定而言定子總成18以及安裝軸頸8之剖面表面)並未以陰影形式展示。然而，所圖解說明之極總成16係藉由由對外部轉子2之一實際分割提供之一側視圖展示。
關於外部轉子2，圖2展示僅一個外部轉子半體22。外部轉子半體22具有一連接凸緣24以用於連接至另一外部轉子半體22。彼連接凸緣在圖2中所展示之實例中突出超出外部轉子2之基本環式形狀及之此一環之尺寸。在彼方面應注意，同步發電機1意欲用於一無齒輪風力發電設施且因此係一慢速轉子。因此由於彼突出連接凸緣24所致之任何風阻力就同步發電機1之操作而言並不導致任何問題。另外，外部轉子2以及隨之連接凸緣24提供於一輪轂蓋配置中或與其一起旋轉之一旋轉體殼體中。
圖2亦展示配置中之一軸頸26，其以固定方式連接至安裝軸頸8或軸安裝軸頸8，且可藉助於一適合旋轉軸承在圖2中之視圖外部之一區域中以可旋轉方式承載轉子輪轂12。由於在裝配狀態中之轉子輪轂12藉助於輪轂凸緣14而以固定方式連接至外部轉子2，因此外部轉子2亦藉助於輪轂凸緣14承載。
圖3展示圖2之同步發電機之一剖面側視圖，在任何情形下定子4及其他固定部件(即安裝軸頸8及軸頸26)以截面展示。判定同步發電機1之運輸尺寸之一氣隙28形成於轉子極總成16與定子總成18之間。在圖解說明之實例中，氣隙直徑係5m。在此方面，為簡化起見，忽 略如此之氣隙本身即數毫米厚之事實。在彼方面，當忽略氣隙厚度時，對應於氣隙直徑之定子4的外徑決定運輸寬度。因此，出於運輸目的，可自同步發電機1移除兩個外部轉子半體22(其中之一各別者係展示於圖2及圖3中)，且定子4之外徑(即在定子總成18之區域中之外徑)保持為最大尺寸。
當在運輸之後裝配同步發電機1時，兩個外部轉子半體22可藉助於連接凸緣24而連接在一起。然後轉子輪轂12在輪轂凸緣14處以固定方式固定至現由兩個外部轉子半體22裝配之外部轉子2。在彼情形中，可能提供用於軸頸26上之轉子輪轂12之一軸承配置，藉此外部轉子2亦同時被至少部分地支撐著。
圖4展示一定子404之一示意性軸向視圖，定子404極為類似於圖2及圖3中之定子4。在圖4中僅展示定子404，且因此其外徑430決定最大尺寸及因此用於在一運載工具上運輸之必要寬度。
毗鄰於單件式定子404，圖5展示具有一各別外部轉子半體422之一經分割之外部轉子之一軸向側視圖。在此情形中，圖5展示如藉由所指示之箭頭所展示地朝向彼此移動且如此一來在其中接納定子404之兩個外部轉子半體222的裝配。出於固定目的，兩個外部轉子半體422之連接凸緣424朝向彼此移動，且接著旋緊在一起。亦可自圖5中看到，藉由此簡單措施(即，將外部轉子分解成兩個可移動分段)得以減小運輸定子404所需之空間。在此情形中，兩個外部轉子半體422可以所圖解說明之拆卸狀態予以良好地運輸。
圖6展示將兩個外部轉子半體422中之一者放置於另一者內以儘可能多地節省空間之一可能方式。在此情形中，兩個外部轉子半體422各別地安置為一邊翼432在各別外部轉子半體422之半封圍內部區域434中。特定而言，在彼情形中，一邊翼432係在一連接凸緣424處結束之外部轉子半體422之一部分。
此一配置可提供對應於或至少不超過定子404之外徑430之大小之一運輸寬度436。
為能夠達成如圖6中所展示之此互配合關係，轉子半體422各自呈具有一最大徑向厚度438之環式分段之形式，該最大徑向厚度438在所圖解說明之實例中由連接凸緣424之尺寸最終判定。彼徑向厚度438必須小於外部轉子402之一內部自由直徑440。
圖7展示一同步發電機701之另一實施例之一示意性軸向視圖。彼同步發電機701具有一定子704及一經分割外部轉子。經分割外部轉子具有一大轉子分段742及兩個小外部轉子分段744。出於運輸目的，小外部轉子分段744被移除且在圖7中對應地予以單獨展示。彼兩個小外部轉子分段744之移除意指同步發電機701之直徑或寬度在一區域內受限於定子704之外徑730。因此，同步發電機701之寬度至定子704之直徑730之值的此一限制或減小可在不必完全拆卸外部轉子之情況下獲得。移除兩個小外部轉子分段可係足夠。定子704連同兩個大外部轉子分段742一起實質上形成一主要運輸部分。在所圖解說明之實例中，外部轉子702具有轉子極746，其中兩個小外部轉子分段744各自具有12個極而兩個大外部轉子分段742則各自具有24個極。
出於固定目的，兩個較小外部轉子分段744各自具有一各別正割凸緣748。一各別配對凸緣750對應地提供於同步發電機701之其餘部分上。以彼方式，同步發電機701可甚至在小外部轉子分段744被移除時亦已享有相當高之穩定性，此乃因配對凸緣750及其他元件甚至在不固定至各別小外部轉子分段744之情況下亦可連接保持於同步發電機701上之兩個大外部轉子分段742。在此情形中，正割凸緣748及對應配對凸緣750可呈扁平平面式連接(flat level connecting)凸緣之形式且藉此提供將小外部轉子分段744固定至剩餘同步發電機701之一相當簡單之可能方式。同時，此給出亦可相當容易檢查(即特定而言藉由 簡單地對其進行查核)之一穩定連接。
同步發電機701之圖8中之透視圖亦清晰地圖解說明外部轉子702之一基本上較佳囊封組態。因此，一囊封組態表示不僅在所圖解說明之變體中亦在大體上之一較佳設計。兩個小外部轉子分段744形成整個外部轉子702之僅一極小部分。可見，在運輸同步發電機701之任何情形下，兩個小外部轉子分段744之移除幾乎不影響外部轉子702之構造之穩定性。已藉由外部轉子702上之一總體剛性外部殼體752提供一高度穩定性。
兩個配對凸緣750提供於彼剛性殼體752中且經調適以用於連接至正割凸緣748。亦可自圖8看到，正割凸緣748享有用於裝配及拆卸之良好可接達性。兩個小外部轉子分段744之穩定性亦藉由一殼體部分754得以加強。
提供空氣動力轉子可以簡單方式固定至其之一輪轂凸緣714以用於將同步發電機701安裝至一風力發電設施中。
圖9以其同步發電機701之示意性剖面圖展示其彼結構相當類似於圖2及圖3中所展示之結構。此處，亦提供具有一定子總成718及繞組架頭720之一定子704。如圖9中所展示，外部轉子702亦具有相對於定子總成718旋轉之極總成716。出於安裝目的，亦提供一安裝軸頸708及固定至其之一軸頸726。圖7至圖9之實施例基本上分別藉由外部轉子2及702之分割之本質而不同於圖2及圖3之實施例。在圖2及圖3中實施例中，此提出細分成兩個實質上相同之外部轉子半體22，然而圖7至圖9中之實施例僅提出拆卸兩個小外部轉子分段744。
因此，提出一種具有最大可能的氣隙直徑同時符合一預定最大運輸寬度(特定而言，同時符合5m之一運輸寬度)之同步發電機。在彼方面，使得就發動機組件之分離而言之複雜性及支出較低。另外，此提出以針對運輸而最佳化之一方式分割發電機組件。
在特定而言一個三相電流系統或甚至兩個三相電流系統必須分割且然後在風力發電設施之架設位置處重新裝配之一定子分離位置處之一高度連接及繞組複雜性及支出得以消除。因此，可能減小一或多個對應分離位置處之連接及繞組複雜性及支出。另外，任何分離位置之數目得以減小。
在此情形中，定子可係不具有分離之一實施方案。轉子(即同步發電機之電磁轉子構件)至少分割成兩個元件，較佳分割成複數個元件。基本上，該提議係針對一轉子及當將其單獨激發時之極或極靴之一系列連接。在彼方面，在與分離一定子上之一多相交流電壓系統相比之任何情形下，關於此一轉子之分離，分離複雜性及支出得以減小。因此，尤其提出運輸最佳化分割。特定而言，在圖7至圖9中所展示之實施例中，提出聯合運輸定子及轉子之一部分，關於此僅必須由一額外運輸系統運輸轉子之兩個側部分。
1‧‧‧同步發電機/6相同步發電機/部分拆卸之同步發電機
2‧‧‧經分割外部轉子/外部轉子/多部件外部轉子/轉子
4‧‧‧單件式定子/定子
6‧‧‧徑向支撐板
8‧‧‧安裝軸頸/軸安裝軸頸
12‧‧‧轉子輪轂
14‧‧‧輪轂凸緣
16‧‧‧極總成/轉子極總成
18‧‧‧定子總成
20‧‧‧繞組架頭
22‧‧‧外部轉子半體/轉子分段/經移除轉子分段
24‧‧‧連接凸緣/突出連接凸緣
26‧‧‧軸頸
28‧‧‧氣隙
100‧‧‧風力發電設施/無齒輪風力發電設施
102‧‧‧塔柱
104‧‧‧罩艙
106‧‧‧轉子
108‧‧‧轉子葉片
110‧‧‧旋轉體
404‧‧‧定子/單件式定子
422‧‧‧外部轉子半體/轉子半體
424‧‧‧連接凸緣
430‧‧‧外徑
432‧‧‧邊翼
434‧‧‧半封圍內部區域
436‧‧‧運輸寬度
438‧‧‧最大徑向厚度/徑向厚度
440‧‧‧內部自由直徑/自由直徑/自由內徑
701‧‧‧同步發電機
702‧‧‧外部轉子
704‧‧‧定子
708‧‧‧安裝軸頸
714‧‧‧輪轂凸緣
716‧‧‧極總成
718‧‧‧定子總成
720‧‧‧繞組架頭
726‧‧‧軸頸
730‧‧‧外徑/直徑
742‧‧‧大轉子分段/大外部轉子分段
744‧‧‧小外部轉子分段/較小外部轉子分段
746‧‧‧轉子極
748‧‧‧正割凸緣
750‧‧‧配對凸緣
752‧‧‧總體剛性外部殼體/剛性殼體
754‧‧‧殼體部分
下文中參考隨附諸圖藉助於實施例藉由實例方式闡述本發明。
圖1展示一風力發電設施之一透視圖，圖2展示一同步發電機之一示意性透視剖面圖，圖3展示圖2之同步發電機之一示意性剖面側視圖，圖4展示一定子之一軸向平面圖，圖5展示一部分拆卸之同步發電機之一軸向平面圖，圖6展示出於運輸目的以節省空間之關係配合在一起之兩個轉子分段之一平面圖，圖7展示根據另一實施例之一經部分拆卸之同步發電機之一示意性軸向視圖，圖8展示圖7之一經部分拆卸之同步發電機之一透視圖，且圖9展示如圖7及圖8中所展示之一經部分拆卸之同步發電機之一示意性透視剖面圖。
701‧‧‧同步發電機
702‧‧‧外部轉子
704‧‧‧定子
708‧‧‧安裝軸頸
716‧‧‧極總成
718‧‧‧定子總成
720‧‧‧繞組架頭
726‧‧‧軸頸

Claims (15)

  1. 一種無齒輪風力發電設施(100)之同步發電機(1)，其中該同步發電機(1)為一環式發電機，其包括一定子(4)，及可相對於該定子(4)轉動之一單獨激發外部轉子(2)，其中該單獨激發轉子(2)為一多部件外部轉子(2)，其具有至少二可移除轉子分段(22)，其中該轉子(2)由多個分別轉子極構成，該等分別轉子極具有具對應線圈之磁芯且每一轉子極攜載一直流電繞組，用以電供應各該分別轉子極一直流電，以使每一轉子極單獨激發，並且其中該直流電繞組具有一可分離且可重新連接之直流電線。
  2. 如請求項1之同步發電機(1)，其特徵為該定子(4)為單件式定子。
  3. 如請求項1或2之同步發電機(1)，其特徵為該同步發電機(1)具有至少48個定子極及為一6相發電機(1)。
  4. 如請求項1或2之同步發電機(1)，其特徵為該同步發電機(1)之該定子(4)及該轉子(2)至少之一者具有一連續繞組。
  5. 如請求項1或2之同步發電機(1)，其特徵為該定子(4)之一外徑為4.3m以上。
  6. 如請求項1或2之同步發電機(1)，其特徵為在周邊方向上該轉子(2)係由複數個轉子分段(22)構成，及該轉子(2)具有帶有一自由內徑之一內部自由空間，且該等轉子分段(22)為具有小於該自由直徑(440)之一徑向厚度(438)之環式分段，其中該徑向厚度(438)小於該自由內徑(440)的0.8倍。
  7. 如請求項6之同步發電機(1)，其特徵為該等轉子分段(22)具備不 同數目個轉子極。
  8. 如請求項6之同步發電機(1)，其特徵為該同步發電機(1)具有一旋轉軸，且該同步發電機(1)之該至少兩個轉子分段(22)可移除以用於運輸該同步發電機(1)，且當該至少兩個轉子分段(22)在橫向相對於該旋轉軸之一橫向方向上被移除時，該定子(4)形成該同步發電機(1)之最大限度，且在橫向相對於該旋轉軸且橫向相對於該橫向方向之一縱向方向上被移除時，該定子形成該同步發電機(1)之該最大限度。
  9. 如請求項中1或2之同步發電機(1)，其特徵為至少500kW之一標稱功率。
  10. 一種包括如請求項1至9中任一項之一同步發電機(1)之風力發電設施(100)。
  11. 一種用於運輸一無齒輪風力發電設施(100)之具有一定子(4)及一單獨激發外部轉子(2)之一經部分拆卸之如請求項1至9中任一項之同步發電機(1)的運輸配置，其包括一主要運輸部分，其包含該同步發電機(1)之該定子(4)，其中該至少兩個轉子分段自該同步發電機移除。
  12. 如請求項11之運輸配置，其特徵為該至少兩個經移除轉子分段(22)為兩個轉子半體，且彼此位移放置於一運輸位置中，使得在一個方向上其一起具有不超過該定子(4)之一外徑之一尺寸。
  13. 如請求項11之運輸配置，其中該主要運輸部分包含安裝至該同步發電機(1)之至少一個轉子分段(22)，其中該主要運輸部分具有對應於該定子(4)之該外徑之一寬度，且具有對應於該轉子(2)之該外徑之一長度。
  14. 如請求項11或12中之運輸配置，其特徵為 該運輸配置包含如請求項1至9中任一項之一經部分拆卸之同步發電機(1)，或該主要部分對應於如請求項1至9中任一項之一同步發電機(1)，但轉子分段(22)未自其移除。
  15. 一種運輸如請求項1至9中任一項之一同步發電機(1)之方法，其中該同步發電機(1)為一環式發電機，該同步發電機(1)包括：一定子(4)，及可相對於該定子(4)轉動之一單獨激發外部轉子(2)，其中該單獨激發轉子(2)為一多部件外部轉子(2)，其具有至少二可移除轉子分段(22)，其中該轉子(2)由多個分別轉子極構成，該等分別轉子極具有具對應線圈之磁芯且每一轉子極攜載一直流電繞組，用以電供應各該分別轉子極一直流電，以使每一轉子極單獨激發，並且其中該直流電繞組具有一可分離且可重新連接之直流電線，該發電機屬於一無齒輪風力發電設施(100)，該方法包括以下步驟：自該同步發電機(1)移除該至少兩個轉子分段(22)，使得在一個方向上將該同步發電機(1)減小至對應於該同步發電機(1)之該定子(4)之該外徑之一寬度，將藉由該等轉子分段(22)減小之該同步發電機(1)裝載至一運輸運載工具上，將該同步發電機(1)運輸至一風力發電設施(100)之一架設位置，其中將該等經移除轉子分段(22)在同一運載工具上單獨地或在一單獨運載工具上單獨地運輸至該架設位置，及在該風力發電設施(100)之該架設位置處，將該等經移除轉子分段(22)裝配至該同步發電機(1)。
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