WO2020164781A1 - Groove-closing wedge for a wind turbine generator, wind turbine generator having same, and method - Google Patents

Groove-closing wedge for a wind turbine generator, wind turbine generator having same, and method Download PDF

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WO2020164781A1
WO2020164781A1 PCT/EP2019/085404 EP2019085404W WO2020164781A1 WO 2020164781 A1 WO2020164781 A1 WO 2020164781A1 EP 2019085404 W EP2019085404 W EP 2019085404W WO 2020164781 A1 WO2020164781 A1 WO 2020164781A1
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WO
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closure element
slot closure
parts
generator
slot
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/085404
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German (de)
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Inventor
Wojciech GIENGIEL
Frank SAATHOFF
Simon Schrobsdorff
Arne WILLMS
Original Assignee
Wobben Properties Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487—Slot-closing devices
    • H02K3/493—Slot-closing devices magnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to wind power plant generators, that is to say generators for wind power plants, and slot locking wedges for slots in wind power plant generators.
  • Wind power plant generators have a generator stator, that is to say a stator of a wind power plant generator, and a generator rotor, that is to say a rotor of a wind power plant generator.
  • the generator rotor is driven by an aerodynamic rotor with rotor blades and thus rotates relative to the generator stator.
  • the generator rotor and / or the generator stator has windings which are arranged in grooves in the generator rotor or the generator stator in order to generate electrical energy from the rotational energy.
  • the windings are arranged around teeth which are each arranged between two grooves.
  • an excitation field is generated, for example, with the windings of the generator rotor.
  • the rotation of the rotor then generates electrical energy in the windings of the generator stator.
  • an excitation field namely a magnetic field
  • the magnetic field which changes due to the rotary motion, then induces a voltage in the windings of the stator.
  • the magnetic flux is bundled by the teeth of the stator and increases the induction effect.
  • preformed coils are increasingly being used in large generators, such as wind turbine generators, to form the windings.
  • Form coils are pre-formed winding sections, for example with several turns, which are then inserted in at least two slots.
  • the groove By winding the wire in the groove, the groove can be selected to be narrower, particularly in the insertion area than in the area in which the finished turns are arranged.
  • the necessary widening of the groove in the insertion area when inserting preformed coils leads to an increase in the torque ripple of the generator compared to the design of the grooves in a wire winding.
  • stator teeth when using pre-formed coils, have a greater distance from one another due to the widened groove, which the field lines of the excitation field must jump over when the generator rotates.
  • field lines emerge from the generator rotor, for example from the pole pieces of the generator rotor, and then concentrate in the tooth of the stator that is closest to the exit points from the corresponding pole piece.
  • the field lines thus seek the smallest distance between magnetically highly conductive materials of the generator rotor and generator stator.
  • the distance to the nearest stator tooth changes from the perspective / the exit points, so that the flow of the field lines jumps from stator tooth to stator tooth according to the rotational movement.
  • the object of the present invention is therefore to counteract the stated problems of the prior art.
  • the torque ripple of a generator in particular when using pre-formed coils, is to be counteracted, the measures for this not exceeding a reasonable cost.
  • the invention proposes a slot closure element according to claim 1.
  • a slot closure element for insertion into a slot of a machine element of a wind power plant generator.
  • the slot closure element preferably corresponds to a slot closure wedge or slot wedge.
  • a machine element here designates a generator rotor, that is to say a rotor of a wind power plant generator, or a generator stator, that is to say a stator of the wind power plant generator.
  • the slot closure element comprises at least two interconnected parts. At least one of the at least two parts consists of a first material and at least one part of the at least two parts consists of a second material.
  • the first material has a permeability number which is at least a multiple of the permeability number of the second material.
  • the first material is in particular ferromagnetic and the second material is in particular diamagnetic, neutral or paramagnetic.
  • the magnetic permeability i.e. the magnetic conductivity
  • the permeability is the ratio of the magnetic flux density to the magnetic field strength
  • the permeability number which is also referred to as relative permeability, is the ratio of the permeability of a material to the magnetic field constant, namely the magnetic permeability of the vacuum.
  • a material that has a permeability number between 0 and 1 is referred to as a diamagnetic material.
  • a material that has a permeability number of exactly 1 is called a neutral magnetic material.
  • a paramagnetic material is a material that has a permeability number greater than 1, preferably less than 10, and a material with a permeability number that is much greater than 1, preferably greater than 20 or 50, is referred to as ferromagnetic material.
  • the use of two different materials in the slot closure element makes it possible, for example in the slot closure element inserted in a stator slot, on the one hand to maintain a magnetic separation of the stator teeth due to the first material with the low permeability factor and thus essentially no field lines across the slot closure element from a stator tooth the other stator tooth, while the second material with the higher permeability reduces the magnetically highly conductive distance between two stator teeth.
  • the permeability number of the first material corresponds to at least ten or twenty times, particularly preferably fifty times, the permeability number of the second material. This ensures that field lines can even better enter the part of the slot closure element that consists of the first material and that the magnetic separation of the stator teeth is maintained.
  • the parts of the slot closure element are materially connected to one another by gluing, welding or soldering.
  • a simple production of the slot closure element is thus possible.
  • a secure hold of the parts is also guaranteed.
  • Gluing takes place, for example, with a two-component adhesive.
  • the slot closure element has two clamping surface areas which are set up, the slot walls of a slot of a machine element of a wind turbine generator in order to hold the slot closure element in a slot, ie in particular to clamp it.
  • the slot closure element comprises a circumferential edge surface which connects the contours of the clamping surface areas in order to form a surface of a body of the slot closure element.
  • the body of the slot closure element thus has a volume, namely the body, and a surface that delimits the volume. This surface is formed by the two clamping surface areas and the edge surface.
  • the slot closure element has at least one connection area in which the at least two parts are connected to one another. The connecting area runs through the body of the slot closure element in such a way that it ends in the peripheral edge surfaces and divides them into at least two peripheral partial edge surfaces.
  • the at least one part of the slot closure element that is made of the first material has a comparatively larger volume proportion, in particular at least twice the volume proportion, of the volume of the body of the slot closure element of the volume proportion of the at least one part that consists of the second material.
  • the slot closure element comprises a hollow body.
  • the hollow body serves to accommodate the at least two interconnected parts, that is to say the volume of the body. Accordingly, the cavity of the hollow body is filled with the volume.
  • the hollow body preferably corresponds to a body with a hollow space which is enclosed by at least two side walls, an upper side wall and a lower side wall.
  • the upper side wall and the lower side wall are correspondingly connected at their edges via the side walls.
  • the side walls accordingly form the clamping surface areas of the slot closure element.
  • the hollow body is a profile body.
  • a profile body corresponds to a profile that extends with a substantially constant contour along a longitudinal axis.
  • the profile body extends in a longitudinal axis and with this also forms the longitudinal axis of the slot closure element as a whole.
  • the hollow body is produced by an extrusion process or an extrusion process.
  • the extrusion process is also known as the pultrusion process. With such a method, the hollow body can be manufactured with reasonable effort.
  • the hollow body is made of a material which has a relative permeability with a value below 20, below 10, below 5 or below 1.
  • the material from which the hollow body is made is preferably a plastic or a composite material, in particular glass fiber reinforced plastic (GRP). This ensures that no magnetic flux is generated between the stator teeth through the hollow body and, in particular, a magnetic short circuit is prevented.
  • the hollow body has at least one slot running along the longitudinal axis of the hollow body, which also corresponds to the longitudinal axis of the slot closure element. This slot is preferably arranged in the top wall or the bottom wall.
  • the hollow body is open at one or both of its ends viewed in the longitudinal axis. In particular, if the hollow body has a slot, it is alternatively provided that the ends seen in the longitudinal axis have closed walls, so that apart from the slot, the cavity of the hollow body is completely enclosed by walls.
  • the slot enables the hollow body to be filled with a material composition through the slot in order to form one or more parts of the volume when the material composition is in flowable or pourable form, for example.
  • Granules can also be introduced into the cavity through the slot, for example to form the at least two connected parts. Due to the open walls at the ends seen in the longitudinal axis, the volume can alternatively be pushed laterally into the hollow body after production.
  • the circumferential edge surface comprises at least one inner surface which, when the slot closure element is inserted, points into a slot of a wind power plant generator in the direction of a preformed coil inserted into the slot.
  • the circumferential edge surface comprises an outer surface which, when the slot closure element is inserted into a slot of a wind power plant generator, points away in the direction of a preformed coil inserted into the slot.
  • the edge surface comprises a first side surface and a second side surface. The edge surface is thus preferably formed from the outer surface, the inner surface and the two side surfaces which adjoin one another accordingly.
  • the at least one part that consists of the first material has a comparatively larger area proportion, in particular at least twice the area proportion of the area of the outer surface of the slot closure element, than the at least one part that consists of the second material.
  • the at least two parts made of different materials are connected in the connection area and have a shape such that the connection area is uneven, in particular wavy, triangular in section or has steps. A more stable connection of the two parts, in particular by gluing, is achieved in this way.
  • connection is a form-fitting connection, for example a tongue and groove connection. This ensures that, in particular, high forces which are exerted on the slot closure element when it is introduced into the slot do not lead to damage to the slot closure element.
  • the slot closure element consists of three parts, two parts consisting of the first material and one part consisting of the second material.
  • the part made of the second material is between the two parts made of the material arranged and connected to these.
  • the first material is an iron composite material or Soft Magnetic Composite (SMC) with a permeability number of over 100, over 200 or over 400 and the second material is glass fiber reinforced plastic (GRP) or an iron powder-enriched plastic with a permeability number below 20, below 10 or below 5.
  • GRP glass fiber reinforced plastic
  • Inexpensive materials for producing a slot closure element that is as inexpensive as possible are advantageously used.
  • the invention also relates to a wind power plant generator with a generator stator and a generator rotor.
  • the generator stator and / or the generator comprises teeth, between which grooves for receiving windings are arranged.
  • a groove is arranged between each of the teeth, into which at least one groove closure element according to one of the aforementioned embodiments is inserted.
  • the invention also relates to a method for producing a wind power installation generator, in particular according to the embodiment mentioned above.
  • a first part of a first material is initially provided and a second part made of a second material.
  • the two parts are connected to one another to form a slot closure element according to one of the aforementioned embodiments.
  • the slot closure element is inserted into the slot of the generator stator or the generator rotor in a further step.
  • FIG. 4 shows a slot closure element according to an embodiment of the invention
  • 5 shows an enlarged illustration of a region of the wind turbine generator with an exemplary embodiment of the slot closure elements
  • FIG. 7 steps of the method according to an exemplary embodiment
  • FIG. 8 a hollow body of a slot closure element
  • FIG. 1 shows a wind energy installation 100 with a tower 102 and a nacelle 104.
  • An aerodynamic rotor 106 with three rotor blades 108 and a spinner 110 is arranged on the nacelle 104.
  • the rotor 106 is set in rotation by the wind during operation and thereby drives a generator in the nacelle 104.
  • FIG. 2 shows a generator, which can also be called a wind turbine generator 130, schematically in a side view.
  • the wind power plant generator 130 has a stator, which can also be called a generator stator 132, and an electrodynamic rotor mounted rotatably for this purpose, which can also be called a generator rotor 134.
  • the wind power plant generator 130 is fastened with the generator stator 132 to a machine carrier 138 via an axle journal 136.
  • the generator stator 132 has a stator carrier 140 and the stator poles 142 of the generator 130, which are fastened to the stator carrier 140 via a stator ring 144.
  • the generator rotor 134 has rotor pole shoes 146 which form the rotor poles and are mounted on the journal 136 via a rotor carrier 148 and bearing 150 so as to be rotatable about the axis of rotation, which can also be called the axis of rotation 152.
  • the stator poles 142 and rotor pole shoes 146 are only separated by a narrow air gap 154 which is a few millimeters thick, in particular less than 6 millimeters, but has a diameter of several meters, in particular more than 4 meters.
  • the stator poles 142 and the rotor pole shoes 146 each form a ring and together are also ring-shaped, so that the wind turbine generator 130 is a ring generator. Rotates as intended the generator rotor 134 of the wind power plant generator 130 together with the rotor hub 156 of the aerodynamic rotor, of which the approaches of rotor blades 158 are indicated.
  • FIG. 3 shows the wind power plant generator 130 in an enlarged illustration in detail in a front view.
  • the generator stator 132 can be seen here in sections.
  • the generator stator 132 has teeth 30, between which grooves 32 are arranged.
  • the teeth 30 have side surfaces 34 which delimit the teeth 30 relative to the grooves 32.
  • a recess 36 is arranged in each side surface 34 of the teeth 30 in order to fasten a slot closure element, which can also be called slot closure wedge, in the groove 32 after a preformed coil has been introduced into the respective groove 32.
  • the grooves 32 in FIG. 3 are designed to receive preformed coils, since the side surfaces 34, apart from the recesses 36, run essentially parallel from a groove base 38 to the insertion area 37.
  • the groove 32 in the insertion region 37 is not narrowed as in the case of grooves which are designed to accommodate wire-wound coils.
  • a generator rotor 134 is also provided, which has pole shoes 146 around which windings 39 are wound.
  • Each pole piece 146 has a pole head 40 and a pole shaft 42.
  • the windings 39 of the generator 134 are held firmly in their position on the pole shaft 42, since the pole head 40 is wider than the pole shaft 42 and thus the windings 39 are prevented from slipping radially outward.
  • the slot closure element 48 which can also be called a slot closure wedge, in a side view.
  • the slot closure element 48 has three parts 50, 52, 54, the parts 50, 52 each being connected to the part 54 arranged in the middle in a respective connecting area 56, 58.
  • the connection areas 56 and 58 represent a material connection 60 which is produced between the parts 50, 52, 54 by gluing, welding or soldering.
  • the connection areas 56, 58 represent a form-fitting connection 62, since the parts 50, 52, 54 are connected in the manner of a tongue and groove connection.
  • the parts 50, 52 and 54 of the slot closure element 48 form a body 64 of the slot closure element 48, which extends in a longitudinal axis 61 of the slot closure element 48.
  • the slot closure element 48 is shown here in a side view, so that, according to the representation, the outer contour of the slot closure element 48 corresponds to a side surface 66 of the slot closure element 48.
  • the body 64 has two Clamping surface areas 68, 70 which are set up to contact the side surfaces 34 of a groove 32, which can also be referred to as groove walls, in order to clamp the groove closure element 48 in a groove 32.
  • the slot closure element 48 also has projections 72, 74 in the respective clamping surface areas 68, 70.
  • the slot closure element 48 has an inner surface 76 and an outer surface 78.
  • the inner surface 76 points in the direction of the groove base 38, while the outer surface 78 points in the direction of the insertion region 37 of the groove 32.
  • the circumferential edge surface 79 together with the clamping surface areas 68, 70 delimits the body 64 of the slot closure element 48.
  • the circumferential edge surface 79 is divided into three circumferential partial edge surfaces 73, 75, 77 in accordance with the parts 50, 52, 54.
  • slot closure element 48 is made from three parts 50, 52, 54, part 54 being arranged between parts 50, 52.
  • the parts 50 and 52 are made of a material 80 which has a high permeability number.
  • the part 54 located in the middle is made of a second material 82 which has a significantly lower permeability number.
  • FIG. 5 shows a further enlarged view of a region of the wind power plant generator 130 according to a further exemplary embodiment, the slot closure elements 48 from FIG. 4 being inserted into slots 32 of the generator stator 132 here. Before inserting the slot closure elements 48, preformed coils 84 were introduced into the slots 32.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the slot closure element 48. It can be seen here that the slot closure element 48 has its longest extension between the side surfaces 66. Furthermore, in FIG. 6, the same reference numerals as in FIG. 4 also designate the same features.
  • step 7 shows the steps of an exemplary embodiment of the method for producing a wind power installation generator.
  • a part 50, 52 made of a first material 80 is provided and in step 92 a part 54 made of a second material 82 is provided.
  • the first part 50, 52 and the second part 54 are connected to one another.
  • the slot closure element 48 formed from the parts is inserted into a slot 32 of a wind power plant generator 130.
  • 8 shows a hollow body 98 which has a hollow space 100 for receiving the at least two parts 50, 52, 54. Accordingly, the hollow body 98 forms an upper side wall 99 and a lower side wall 101 of the slot closure element 48, which connect the clamping surface areas 68, 70 to the projections 72, 74.
  • the hollow body 98 is designed in such a way that only the clamping surface areas 68, 70 have the projections 72, 74, so that the volume of the at least two parts 50, 52, 54 with different relative permeabilities is used with flat side walls can.
  • the side walls of the at least two parts 50, 52, 54 are also formed with projections, as shown for example in FIG. 4. The shape of the hollow body and in particular its cavity is then adapted to the shape of the parts with the different permeabilities.
  • FIG. 9 shows a slot closure element 48 with the hollow body 98 from FIG. 8, the volume with the assembled parts 50, 52, 54, with a structure similar to that in FIG. 4, being inserted into the hollow space 100.
  • the parts 50, 52, 54 differ from the exemplary embodiment in FIG. 4 in that they do not have any projections 72, 74, since the projections 72, 74 are already provided by the hollow body 98.
  • FIGS. 10 to 14 show slot closure elements according to further exemplary embodiments, in which the connecting areas 56, 58 have differently designed cuts, so that the parts 50, 52, 54 have bodies with different shapes.
  • two connecting regions 56, 58 which in section are straight perpendicular to a width 102, are formed.
  • the middle part 52 of the three parts 50, 52, 54 shown has a lower relative permeability than the two outer parts 50, 54.
  • Each of the three parts 50, 52, 54 shown there is therefore designed as a rectangular body due to the design of the connecting areas 56, 58.
  • the connection areas seen in section are also straight, these being each arranged at an angle 103 to the width 102 which is not equal to a right angle.
  • the two outer parts 50, 54 which have a comparatively higher relative permeability than the part 52 located in the middle, run on a triangular body.
  • the middle part has a shape so that, overall, the three assembled parts 50, 52, 54 again result in a rectangular overall body or the volume.
  • FIG. 12 shows a parabolic course of the connecting areas 56, 58, which in turn connects three parts 50, 52, 54 to one another, the middle part 52 being a comparative has a lower permeability than the two parts 50, 54 at the edge of the slot closure element 48.
  • connection areas 56, 58 each having a corner with which two straight areas of each connection area 56, 58 are connected.
  • two parts 50, 54 which are on the outside and have a triangular shape in section, with which together an intermediate part 52 forms the generally rectangular slot closure element 48.
  • FIG. 14 shows a further embodiment of the slot closure element 48.
  • only two parts 50, 52 are provided, with only one connecting area 56 also running in a trough-shaped manner between the two parts 50, 52.
  • a hollow body 98 is provided in this exemplary embodiment, which here has a slot 104 on its upper side wall 99.
  • the slot 104 extends preferably completely along the longitudinal axis 61 through the hollow body 98.
  • the first trough-shaped part 50 can be pushed into the hollow space 100 of the hollow body 98 through an opening 106 at one of its ends seen in the longitudinal axis 61, with a second then Material is filled through the slot 104 and preferably cured to form the second part 52.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

The invention relates to a groove-closing element (48) for inserting into a groove (32) of a generator rotor (134) or a generator stator (132) of a wind turbine generator (130). The groove-closing element (48) has at least two parts (50, 52, 54), which are connected to one another. At least one part (50, 52) of the at least two parts (50, 52, 54) consists of a first material (80), and at least one part (54) of the at least two parts (50, 52, 54) consists of a second material (82). The first material (80) has a relative permeability that corresponds at least to a multiple of the relative permeability of the second material (82), the first material (80) in particular being ferromagnetic and the second material (82) in particular being diamagnetic, neutrally magnetic or paramagnetic. The invention further relates to a wind turbine generator (130) and to a method for producing a wind turbine generator (130).

Description

Nutverschlusskeil für einen Windenergieanlagengenerator sowie Windenergieanlagengenerator damit und Verfahren Slot locking wedge for a wind power plant generator and wind power plant generator with it and method
Die Erfindung betrifft Windenergieanlagengeneratoren, also Generatoren von Windenergieanlagen, sowie Nutverschlusskeile für Nuten von Windenergieanlagengeneratoren. The invention relates to wind power plant generators, that is to say generators for wind power plants, and slot locking wedges for slots in wind power plant generators.
Windenergieanlagengeneratoren weisen einen Generatorstator, also einen Stator eines Windenergieanlagengenerators, und einen Generatorrotor, also einen Rotor eines Wind- energieanlagengenerators, auf. Der Generatorrotor wird durch einen aerodynamischen Rotor mit Rotorblättern angetrieben und rotiert somit gegenüber dem Generatorstator. Der Generatorrotor und/oder der Generatorstator weist Wicklungen auf, die in Nuten des Generatorrotors oder des Generatorstators angeordnet sind, um elektrische Energie aus der Rotationsenergie zu erzeugen. Die Wicklungen sind um Zähne herum, die jeweils zwischen zwei Nuten angeordnet sind, angeordnet. Wind power plant generators have a generator stator, that is to say a stator of a wind power plant generator, and a generator rotor, that is to say a rotor of a wind power plant generator. The generator rotor is driven by an aerodynamic rotor with rotor blades and thus rotates relative to the generator stator. The generator rotor and / or the generator stator has windings which are arranged in grooves in the generator rotor or the generator stator in order to generate electrical energy from the rotational energy. The windings are arranged around teeth which are each arranged between two grooves.
Zum Erzeugen elektrischer Energie wird beispielsweise mit den Wicklungen des Generatorrotors ein Erregerfeld erzeugt. Durch die Rotation des Rotors wird daraufhin elektrische Energie in den Wicklungen des Generatorstators erzeugt. Mit den Erregerwicklungen wird demnach ein Erregerfeld, nämlich ein magnetisches Feld, erzeugt, das zu einem magneti- sehen Fluss durch die Zähne des Rotors führt. Das magnetische Feld, das sich durch die Drehbewegung verändert, induziert dann in die Wicklungen des Stators eine Spannung. Eine Bündelung des magnetischen Flusses durch die Zähne des Stators erfolgt und verstärkt den Induktionseffekt. To generate electrical energy, an excitation field is generated, for example, with the windings of the generator rotor. The rotation of the rotor then generates electrical energy in the windings of the generator stator. With the excitation windings, an excitation field, namely a magnetic field, is generated that leads to a magnetic flux through the teeth of the rotor. The magnetic field, which changes due to the rotary motion, then induces a voltage in the windings of the stator. The magnetic flux is bundled by the teeth of the stator and increases the induction effect.
Aufgrund diverser Vorteile werden in großen Generatoren, wie Windenergieanlagengeneratoren, vermehrt Formspulen zum Bilden der Wicklungen eingesetzt. Formspulen sind vorgeformte Wicklungsabschnitte, beispielsweise mit mehreren Windungen, die dann in wenigstens zwei Nuten eingesetzt werden. Bei Formspulen ist es daher nötig, die Nut im Wesentlichen durchgehend in einer im Wesentlichen konstanten Breite vorzusehen, die im Wesentlichen der Breite eines in die Nut einzuführenden Schenkels der Formspule entspricht, sodass eine Formspule ungehindert eingesetzt werden kann. Darin unterscheiden sich Drahtwicklungen, bei denen die Windungen durch Wickeln des Drahts um die die Nuten begrenzenden Zähne hergestellt werden. Durch das Wickeln des Drahtes in die Nut kann die Nut insbesondere im Einführbereich schmaler als in dem Bereich, in dem die fertigen Windungen angeordnet sind, gewählt werden. Die nötige Verbreiterung Nut im Einführbereich beim Einsetzen von Formspulen führt gegenüber der Ausbil- düng der Nuten bei einer Drahtwicklung zu einer Erhöhung der Drehmomentwelligkeit des Generators. Due to various advantages, preformed coils are increasingly being used in large generators, such as wind turbine generators, to form the windings. Form coils are pre-formed winding sections, for example with several turns, which are then inserted in at least two slots. In the case of preformed coils, it is therefore necessary to provide the groove essentially continuously with a substantially constant width, which corresponds essentially to the width of a leg of the preformed coil to be inserted into the groove, so that a preformed coil can be inserted unhindered. This is where wire windings differ, in which the windings are produced by winding the wire around the teeth that delimit the grooves. By winding the wire in the groove, the groove can be selected to be narrower, particularly in the insertion area than in the area in which the finished turns are arranged. The necessary widening of the groove in the insertion area when inserting preformed coils leads to an increase in the torque ripple of the generator compared to the design of the grooves in a wire winding.
Eine Erhöhung der Drehmomentwelligkeit erfolgt, da die Statorzähne beim Einsatz von Formspulen durch die verbreiterte Nut einen größeren Abstand zueinander aufweisen, der bei Rotation des Generators von den Feldlinien des Erregerfeldes übersprungen werden muss. Gemäß dem obigen Beispiel treten Feldlinien also aus dem Generatorrotor, beispielsweise aus Polschuhen des Generatorrotors, aus und bündeln sich dann in dem Zahn des Stators, der am nächsten zu den Austrittspunkten aus dem entsprechenden Polschuh liegt. Die Feldlinien suchen sich somit den geringsten Abstand zwischen magnetisch gut leitenden Materialien des Generatorrotors und Generatorstators. Durch die Rotation ver- ändert sich aus Betrachtung / der Austrittspunkte der Abstand zum nächstgelegenen Statorzahn, sodass der Fluss der Feldlinien von Statorzahn zu Statorzahn entsprechend der Rotationsbewegung springt. Hierdurch entstehen Kräfteschwankungen, die auch als Nutrastmomente oder Drehmomentwelligkeit des Generators bezeichnet werden und beim Einsatz von Formspulen aus den genannten Gründen, nämlich der breiteren Nuten im Ein- führbereich, stärker auftreten. Aus einer zunehmenden Drehmomentwelligkeit resultiert zudem eine zunehmende Geräuschentwicklung. Insbesondere bei Windenergieanlagen, die häufig auch in der Nähe von Wohngebieten betrieben werden, ist es daher erstrebenswert, eine Geräuschentwicklung des Generators möglichst zu reduzieren. In der prioritätsbegründenden deutschen Patentanmeldung hat das Deutsche Patent- und Markenamt die folgenden Dokumente recherchiert: DE 10 2005 004 566 A1 , US 2014/0 028 145 A1 und JP S61 - 10 937 A. An increase in the torque ripple occurs because the stator teeth, when using pre-formed coils, have a greater distance from one another due to the widened groove, which the field lines of the excitation field must jump over when the generator rotates. According to the above example, field lines emerge from the generator rotor, for example from the pole pieces of the generator rotor, and then concentrate in the tooth of the stator that is closest to the exit points from the corresponding pole piece. The field lines thus seek the smallest distance between magnetically highly conductive materials of the generator rotor and generator stator. As a result of the rotation, the distance to the nearest stator tooth changes from the perspective / the exit points, so that the flow of the field lines jumps from stator tooth to stator tooth according to the rotational movement. This results in force fluctuations, which are also referred to as cogging torques or torque ripple of the generator and which occur more strongly when using pre-formed coils for the reasons mentioned, namely the wider slots in the insertion area. An increasing torque ripple also results in an increasing development of noise. In particular in the case of wind power plants, which are often operated in the vicinity of residential areas, it is therefore desirable to reduce the generation of noise from the generator as much as possible. The German Patent and Trademark Office researched the following documents in the priority German patent application: DE 10 2005 004 566 A1, US 2014/0 028 145 A1 and JP S61 - 10 937 A.
Aus dem Dokument DE 10 2005 004 566 A1 ist daher bekannt, Nutverschlusskeile mit Bereichen unterschiedlicher relativer Permeabilität bereitzustellen, die aus einem Zwei-Zu- stands-Stahl bestehen, der durch Wärmebehandlung die unterschiedlichen Bereiche ausbilden kann. Eine derartige Wärmebehandlung muss jedoch sehr präzise vorgenommen werden, um genau definierte relative Permeabilitäten einzelner Bereiche zu erhalten und auch die Ausdehnung der Bereiche an sich innerhalb vorgeschriebener Toleranzen zu hal- ten. Daher ist die Herstellung derartiger Nutverschlusskeile sehr aufwendig. It is therefore known from document DE 10 2005 004 566 A1 to provide slot wedges with areas of different relative permeability, which consist of a two-state steel that can form the different areas through heat treatment. Such a heat treatment must, however, be carried out very precisely in order to obtain precisely defined relative permeabilities of individual areas and also to keep the extent of the areas within prescribed tolerances. Therefore, the production of such slot wedges is very expensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den genannten Problemen des Standes der Technik entgegenzuwirken. Insbesondere soll der Drehmomentwelligkeit eines Generators, insbesondere beim Einsatz von Formspulen, entgegengewirkt werden, wobei die Maßnahmen hierfür einen vertretbaren Aufwand nicht überschreiten sollen. Hierzu schlägt die Erfindung ein Nutverschlusselement nach Anspruch 1 vor. The object of the present invention is therefore to counteract the stated problems of the prior art. In particular, the torque ripple of a generator, in particular when using pre-formed coils, is to be counteracted, the measures for this not exceeding a reasonable cost. For this purpose, the invention proposes a slot closure element according to claim 1.
Demnach wird ein Nutverschlusselement zum Einsetzen in eine Nut eines Maschinenelements eines Windenergieanlagengenerators vorgeschlagen. Das Nutverschlusselement entspricht vorzugsweise einem Nutverschlusskeil oder Nutkeil. Ein Maschinenelement bezeichnet hier einen Generatorrotor, also einen Rotor eines Windenergieanlagengenerators, oder einen Generatorstator, also einen Stator des Windenergieanlagengenerators. Accordingly, a slot closure element is proposed for insertion into a slot of a machine element of a wind power plant generator. The slot closure element preferably corresponds to a slot closure wedge or slot wedge. A machine element here designates a generator rotor, that is to say a rotor of a wind power plant generator, or a generator stator, that is to say a stator of the wind power plant generator.
Das Nutverschlusselement umfasst mindestens zwei miteinander verbundene Teile. Mindestens eines der mindestens zwei Teile besteht hierbei aus einem ersten Material und mindestens ein Teil der mindestens zwei Teile besteht aus einem zweiten Material. Erfindungsgemäß weist das erste Material eine Permeabilitätszahl auf, die mindestens dem Mehrfachen der Permeabilitätszahl des zweiten Materials entspricht. Hierbei ist das erste Material insbesondere ferromagnetisch und das zweite Material ist insbesondere diamag- netisch, neutral oder paramagnetisch. The slot closure element comprises at least two interconnected parts. At least one of the at least two parts consists of a first material and at least one part of the at least two parts consists of a second material. According to the invention, the first material has a permeability number which is at least a multiple of the permeability number of the second material. The first material is in particular ferromagnetic and the second material is in particular diamagnetic, neutral or paramagnetic.
Wenn hier von Permeabilität gesprochen wird, ist damit ausschließlich die magnetische Permeabilität, also die magnetische Leitfähigkeit, des Materials gemeint. Weiter ist die Per- meabilität als das Verhältnis der magnetischen Flussdichte zur magnetischen Feldstärke definiert. Entsprechend ist die Permeabilitätszahl, die auch als relative Permeabilität bezeichnet wird, das Verhältnis der Permeabilität eines Materials zur magnetischen Feldkonstante, nämlich der magnetischen Permeabilität des Vakuums. Als diamagnetisches Material wird hierbei gemäß der üblichen Definition ein Material bezeichnet, das eine Permea- bilitätszahl zwischen 0 und 1 aufweist. Als neutral magnetisches Material wird ein Material, das eine Permeabilitätszahl von genau 1 aufweist, bezeichnet. Als paramagnetisches Material wird ein Material, das eine Permeabilitätszahl größer 1 , vorzugsweise kleiner als 10, aufweist, und als ferromagnetisches Material wird ein Material mit einer Permeabilitätszahl, die viel größer als 1 , vorzugsweise größer als 20 oder 50, ist, bezeichnet. Durch den Einsatz zweier unterschiedlicher Materialien im Nutverschlusselement wird es ermöglicht, dass, beispielsweise beim in eine Statornut eingesetzten Nutverschlusselement, einerseits durch das erste Material mit der geringen Permeabilitätszahl eine magnetische Trennung der Statorzähne erhalten bleibt und somit im Wesentlichen keine Feldlinien überdas Nutverschlusselement von einem Statorzahn in den anderen Statorzahn ver- laufen, während durch das zweite Material mit der höheren Permeabilitätszahl der magnetisch gut leitende Abstand zwischen zwei Statorzähnen verringert wird. So müssen bei Rotation des Generators die Feldlinien über einen geringeren Zwischenraum springen, wodurch das Rastmoment oder die Drehmomentwelligkeit reduziert wird. Eine Reduzierung der Geräuscherzeugung des Generators beim Einsatz der erfindungsgemäßen Nut- Verschlusselemente wird so erreicht. Weiterhin wird so auch der Wirkungsgrad des Generators erhöht. When we speak of permeability here, we exclusively mean the magnetic permeability, i.e. the magnetic conductivity, of the material. Furthermore, the permeability is the ratio of the magnetic flux density to the magnetic field strength Are defined. Correspondingly, the permeability number, which is also referred to as relative permeability, is the ratio of the permeability of a material to the magnetic field constant, namely the magnetic permeability of the vacuum. According to the usual definition, a material that has a permeability number between 0 and 1 is referred to as a diamagnetic material. A material that has a permeability number of exactly 1 is called a neutral magnetic material. A paramagnetic material is a material that has a permeability number greater than 1, preferably less than 10, and a material with a permeability number that is much greater than 1, preferably greater than 20 or 50, is referred to as ferromagnetic material. The use of two different materials in the slot closure element makes it possible, for example in the slot closure element inserted in a stator slot, on the one hand to maintain a magnetic separation of the stator teeth due to the first material with the low permeability factor and thus essentially no field lines across the slot closure element from a stator tooth the other stator tooth, while the second material with the higher permeability reduces the magnetically highly conductive distance between two stator teeth. When the generator rotates, the field lines have to jump over a smaller gap, which reduces the cogging torque or the torque ripple. A reduction in the generation of noise by the generator when using the groove closure elements according to the invention is thus achieved. This also increases the efficiency of the generator.
Gemäß einer ersten Ausführungsform entspricht die Permeabilitätszahl des ersten Materials mindestens dem Zehnfachen oder Zwanzigfachen, besonders bevorzugt dem Fünfzigfachen, der Permeabilitätszahl des zweiten Materials. Hierdurch wird erreicht, dass Feldli- nien noch besser in den Teil des Nutverschlusselements eintreten können, der aus dem ersten Material besteht und die magnetische Trennung der Statorzähne erhalten bleibt. According to a first embodiment, the permeability number of the first material corresponds to at least ten or twenty times, particularly preferably fifty times, the permeability number of the second material. This ensures that field lines can even better enter the part of the slot closure element that consists of the first material and that the magnetic separation of the stator teeth is maintained.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Teile des Nutverschlusselements durch Kleben, Schweißen oder Löten miteinander stoffschlüssig verbunden. Eine einfache Fertigung des Nutverschlusselements ist somit möglich. Ein sicherer Halt der Teile aneinander ist zusätzlich gewährleistet. Das Kleben erfolgt beispielsweise durch einen Zweikomponentenkleber. According to a further embodiment, the parts of the slot closure element are materially connected to one another by gluing, welding or soldering. A simple production of the slot closure element is thus possible. A secure hold of the parts is also guaranteed. Gluing takes place, for example, with a two-component adhesive.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Nutverschlusselement zwei Klemmflächenbereiche auf, die eingerichtet sind, die Nutwände einer Nut eines Maschinenelements eines Windenergieanlagengenerators zu kontaktieren, um das Nutverschlusselement in einer Nut zu halten, also insbesondere einzuklemmen. Außerdem umfasst das Nutverschlusselement eine umlaufende Randfläche, die die Konturen der Klemmflächenbereiche verbindet, um eine Oberfläche eines Körpers des Nutverschlusselements zu bilden. Der Kör- per des Nutverschlusselements weist somit ein Volumen, nämlich den Körper, und eine das Volumen begrenzende Oberfläche auf. Diese Oberfläche wird durch die beiden Klemmflächenbereiche sowie die Randfläche gebildet. Außerdem weist das Nutverschlusselement mindestens einen Verbindungsbereich auf, in dem die mindestens zwei Teile miteinander verbunden sind. Der Verbindungsbereich verläuft derart durch den Körper des Nutverschlusselements, dass er in den umlaufenden Randflächen endet und diese in mindestens zwei umlaufende Teilrandflächen unterteilt. According to a further embodiment, the slot closure element has two clamping surface areas which are set up, the slot walls of a slot of a machine element of a wind turbine generator in order to hold the slot closure element in a slot, ie in particular to clamp it. In addition, the slot closure element comprises a circumferential edge surface which connects the contours of the clamping surface areas in order to form a surface of a body of the slot closure element. The body of the slot closure element thus has a volume, namely the body, and a surface that delimits the volume. This surface is formed by the two clamping surface areas and the edge surface. In addition, the slot closure element has at least one connection area in which the at least two parts are connected to one another. The connecting area runs through the body of the slot closure element in such a way that it ends in the peripheral edge surfaces and divides them into at least two peripheral partial edge surfaces.
Hierdurch ergibt sich eine Anordnung der Teile des Nutverschlusselements, die in einer tangentialen Richtung zur Drehachse des Generators gesehen nebeneinander liegen und im Verbindungsbereich miteinander verbunden sind. Eine sichere magnetische Trennung der Statorzähne ist somit gewährleistet. This results in an arrangement of the parts of the slot closure element which, viewed in a tangential direction to the axis of rotation of the generator, lie next to one another and are connected to one another in the connection area. A secure magnetic separation of the stator teeth is thus guaranteed.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Teil des Nutverschlusselements, das aus dem ersten Material einen vergleichsweise größeren Volumenanteil, insbesondere mindestens den doppelten Volumenanteil, am Volumen des Körpers des Nutverschlusselements von dem Volumenanteil des mindestens einen Teils, das aus dem zweiten Material besteht. Hierdurch wird eine ausreichende magnetische Trennung der Statorzähne gewährleistet, während andererseits die durch das zweite Material entstehende magnetische Unterbrechung möglichst klein gewählt wird. Eine weitestgehend hohe Reduzierung der Drehmomentwelligkeit wird so erreicht. Dementsprechend wird die Geräuschentwicklung weiter reduziert und der Wirkungsgrad weiter erhöht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Nutverschlusselement einen Hohlkörper. Der Hohlkörper dient zur Aufnahme der mindestens zwei miteinander verbundenen Teile, also des Volumens des Körpers. Demnach ist also der Hohlraum des Hohlkörpers mit dem Volumen gefüllt. Der Hohlkörper entspricht vorzugsweise einem Körper mit einem Hohlraum, der von mindestens zwei Seitenwänden, einer Oberseitenwand und einer Un- terseitenwand umschlossen wird. Die Oberseitenwand und die Unterseitenwand sind an ihren Kanten entsprechend über die Seitenwände verbunden. Die Seitenwände bilden demnach die Klemmflächenbereiche des Nutverschlusselements. Dank dem Hohlkörper werden die miteinander verbundenen Teile vor Vibrationen geschützt. Insbesondere, wenn die Verbindung durch Vibrationen oder andere Kräfte lösbar ist, erhöht der Hohlkörper einen sicheren Zusammenhalt und einen sicheren Halt des Nutverschlusselements in einer Nut. Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist der Hohlkörper ein Profilkörper. Ein Profilkörper entspricht einem Profil, das sich mit einer im Wesentlichen konstanten Kontur entlang einer Längsachse erstreckt. Hierbei erstreckt sich der Profilkörper in einer Längsachse und bildet mit dieser auch die Längsachse des Nutverschlusselements insgesamt. Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der Hohlkörper durch ein Strangziehverfahren oder ein Strangpressverfahren hergestellt. Das Strangziehverfahren wird auch als Pultrusionsver- fahren bezeichnet. Durch ein derartiges Verfahren lässt sich der Hohlkörper mit vertretbarem Aufwand hersteilen. According to a further embodiment, the at least one part of the slot closure element that is made of the first material has a comparatively larger volume proportion, in particular at least twice the volume proportion, of the volume of the body of the slot closure element of the volume proportion of the at least one part that consists of the second material. This ensures sufficient magnetic separation of the stator teeth, while on the other hand the magnetic interruption caused by the second material is selected to be as small as possible. A largely high reduction in torque ripple is achieved in this way. Accordingly, the development of noise is further reduced and the efficiency is further increased. According to a further embodiment, the slot closure element comprises a hollow body. The hollow body serves to accommodate the at least two interconnected parts, that is to say the volume of the body. Accordingly, the cavity of the hollow body is filled with the volume. The hollow body preferably corresponds to a body with a hollow space which is enclosed by at least two side walls, an upper side wall and a lower side wall. The upper side wall and the lower side wall are correspondingly connected at their edges via the side walls. The side walls accordingly form the clamping surface areas of the slot closure element. Thanks to the hollow body, the interconnected parts are protected from vibrations. In particular, when the connection can be released by vibrations or other forces, the hollow body increases the secure cohesion and secure retention of the slot closure element in a slot. According to a further embodiment, the hollow body is a profile body. A profile body corresponds to a profile that extends with a substantially constant contour along a longitudinal axis. Here, the profile body extends in a longitudinal axis and with this also forms the longitudinal axis of the slot closure element as a whole. According to a particular embodiment, the hollow body is produced by an extrusion process or an extrusion process. The extrusion process is also known as the pultrusion process. With such a method, the hollow body can be manufactured with reasonable effort.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Hohlkörper aus einem Material hergestellt, das eine relative Permeabilität mit einem Wert unter 20, unter 10, unter 5 oder unter 1 aufweist. Vorzugsweise ist das Material, aus dem der Hohlkörper besteht, ein Kunststoff oder ein Verbundwerkstoff, insbesondere glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK). Hierdurch wird gewährleistet, dass durch den Hohlkörper kein magnetischer Fluss zwischen den Statorzähnen erzeugt wird und insbesondere ein magnetischer Kurzschluss verhindert wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Hohlkörper zumindest einen entlang der Längsachse des Hohlkörpers, die auch der Längsachse des Nutverschlusselements entspricht, verlaufenden Schlitz auf. Vorzugsweise ist dieser Schlitz in der Oberseitenwand oder der Unterseitenwand angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist der Hohlkörper an einem oder beiden seinen in Längsachse gesehenen Enden geöffnet. Insbesondere ist im Falle, dass der Hohlkörper einen Schlitz aufweist, alternativ vorgesehen, dass in der Längsachse gesehene Enden verschlossene Wände aufweisen, so dass abgesehen vom Schlitz der Hohlraum des Hohlkörpers vollständig von Wänden umschlossen ist. According to a further embodiment, the hollow body is made of a material which has a relative permeability with a value below 20, below 10, below 5 or below 1. The material from which the hollow body is made is preferably a plastic or a composite material, in particular glass fiber reinforced plastic (GRP). This ensures that no magnetic flux is generated between the stator teeth through the hollow body and, in particular, a magnetic short circuit is prevented. According to a further embodiment, the hollow body has at least one slot running along the longitudinal axis of the hollow body, which also corresponds to the longitudinal axis of the slot closure element. This slot is preferably arranged in the top wall or the bottom wall. Alternatively or additionally, the hollow body is open at one or both of its ends viewed in the longitudinal axis. In particular, if the hollow body has a slot, it is alternatively provided that the ends seen in the longitudinal axis have closed walls, so that apart from the slot, the cavity of the hollow body is completely enclosed by walls.
Durch den Schlitz wird ermöglicht, dass der Hohlkörper mit einer Materialzusammenset- zung durch den Schlitz gefüllt wird, um ein oder mehrere Teile des Volumens zu bilden, wenn die Materialzusammensetzung beispielsweise in fließ- oder gießbarer Form vorliegt. Auch ein Granulat ist beispielsweise durch den Schlitz in den Hohlraum einbringbar, um die mindestens zwei verbundenen Teile zu bilden. Durch die geöffneten Wände an den in Längsachse gesehenen Enden, kann das Volumen alternativ nach dem Fertigen seitlich in den Hohlkörper eingeschoben werden. The slot enables the hollow body to be filled with a material composition through the slot in order to form one or more parts of the volume when the material composition is in flowable or pourable form, for example. Granules can also be introduced into the cavity through the slot, for example to form the at least two connected parts. Due to the open walls at the ends seen in the longitudinal axis, the volume can alternatively be pushed laterally into the hollow body after production.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die umlaufende Randfläche mindestens eine Innenfläche, die bei eingesetztem Nutverschlusselement in eine Nut eines Windenergieanlagengenerators in Richtung auf eine in die Nut eingesetzte Formspule zeigt. Außerdem umfasst die umlaufende Randfläche eine Außenfläche, die bei eingesetztem Nutverschlusselement in eine Nut eines Windenergieanlagengenerators in Richtung von einer in die Nut eingesetzten Formspule weg zeigt. Außerdem umfasst die Randfläche eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche. Die Randfläche ist somit vorzugsweise aus der Außenfläche, der Innenfläche sowie den zwei Seitenflächen gebildet, die entsprechend aneinandergrenzen. Außerdem weist das mindestens eine Teil, das aus dem ersten Material besteht, einen vergleichsweise größeren Flächenanteil, insbesondere mindestens den doppelten Flächenanteil an der Fläche der Außenfläche des Nutverschlusselements auf als das mindestens eine Teil, das aus dem zweiten Material besteht. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein möglichst großer Flächenanteil der Außenfläche, die - um beim Beispiel der aus dem Generatorrotor austretenden Feldlinien zu bleiben - dem Generatorrotor gegenübersteht, der eine hohe Permeabilitätszahl aufweist, um entsprechend die Feldlinien eintreten zu lassen. Eine vorteilhafte Reduzierung der Drehmomentwelligkeit ist somit möglich. According to a further embodiment, the circumferential edge surface comprises at least one inner surface which, when the slot closure element is inserted, points into a slot of a wind power plant generator in the direction of a preformed coil inserted into the slot. In addition, the circumferential edge surface comprises an outer surface which, when the slot closure element is inserted into a slot of a wind power plant generator, points away in the direction of a preformed coil inserted into the slot. In addition, the edge surface comprises a first side surface and a second side surface. The edge surface is thus preferably formed from the outer surface, the inner surface and the two side surfaces which adjoin one another accordingly. In addition, the at least one part that consists of the first material has a comparatively larger area proportion, in particular at least twice the area proportion of the area of the outer surface of the slot closure element, than the at least one part that consists of the second material. This ensures that as large a surface area as possible of the outer surface, which - to remain in the example of the field lines emerging from the generator rotor - faces the generator rotor, which has a high permeability to allow the field lines to enter accordingly. An advantageous reduction in the torque ripple is thus possible.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die mindestens zwei Teile aus unterschiedlichen Materialien im Verbindungsbereich verbunden und weisen eine derartige Form auf, dass der Verbindungsbereich uneben, insbesondere wellenförmig, dreieckig im Schnitt ist oder Stufen aufweist. Eine stabilere Verbindung der beiden Teile, insbesondere durch Kle- ben, wird so erreicht. According to a further embodiment, the at least two parts made of different materials are connected in the connection area and have a shape such that the connection area is uneven, in particular wavy, triangular in section or has steps. A more stable connection of the two parts, in particular by gluing, is achieved in this way.
Insbesondere sind im Verbindungsbereich die Teile derart geformt, dass die Verbindung eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Nut-Feder-Verbindung, ist. Hierdurch wird erreicht, dass insbesondere hohe Kräfte, die auf das Nutverschlusselement beim Einbringen in die Nut ausgeübt werden, nicht zur Beschädigung des Nutverschlusselements führen. In particular, the parts in the connection area are shaped in such a way that the connection is a form-fitting connection, for example a tongue and groove connection. This ensures that, in particular, high forces which are exerted on the slot closure element when it is introduced into the slot do not lead to damage to the slot closure element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das Nutverschlusselement aus drei Teilen, wobei zwei Teile aus dem ersten Material und ein Teil aus dem zweiten Material besteht. Das Teil aus dem zweiten Material ist zwischen den zwei Teilen aus dem Material angeordnet und mit diesen jeweils verbunden. Eine gleichmäßige magnetisch vorteilhaft wirkende Verbreiterung der einzelnen Statorzähne wird so ermöglicht. According to a further embodiment, the slot closure element consists of three parts, two parts consisting of the first material and one part consisting of the second material. The part made of the second material is between the two parts made of the material arranged and connected to these. A uniform, magnetically advantageous widening of the individual stator teeth is thus made possible.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erste Material ein Eisenverbundwerkstoff oder Soft Magnetic Composite (SMC) mit einer Permeabilitätszahl von über 100, über 200 oder über 400 und das zweite Material glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder ein ei- senpulverangereicherter Kunststoff mit einer Permeabilitätszahl unter 20, unter 10 oder unter 5. Günstige Materialien zum Herstellen eines möglichst günstigen Nutverschlusselements werden so vorteilhafterweise verwendet. According to a further embodiment, the first material is an iron composite material or Soft Magnetic Composite (SMC) with a permeability number of over 100, over 200 or over 400 and the second material is glass fiber reinforced plastic (GRP) or an iron powder-enriched plastic with a permeability number below 20, below 10 or below 5. Inexpensive materials for producing a slot closure element that is as inexpensive as possible are advantageously used.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Windenergieanlagengenerator mit einem Generator- Stator und einem Generatorrotor. Der Generatorstator und/oder der Generator umfasst Zähne, zwischen denen Nuten zur Aufnahme von Wicklungen angeordnet sind. Zwischen den Zähnen ist jeweils eine Nut angeordnet, in die mindestens ein Nutverschlusselement nach einer der vorgenannten Ausführungsformen eingesetzt ist. The invention also relates to a wind power plant generator with a generator stator and a generator rotor. The generator stator and / or the generator comprises teeth, between which grooves for receiving windings are arranged. A groove is arranged between each of the teeth, into which at least one groove closure element according to one of the aforementioned embodiments is inserted.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagen- generators, insbesondere nach der zuvor genannten Ausführungsform. Hierbei wird zunächst ein erstes Teil eines ersten Materials bereitgestellt und ein zweites Teil aus einem zweiten Material. Die beiden Teile werden zu einem Nutverschlusselement nach einer der vorgenannten Ausführungsformen miteinander verbunden. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem weiteren Schritt das Nutverschlusselement in die Nut des Generatorstators oder des Generatorrotors eingesetzt. The invention also relates to a method for producing a wind power installation generator, in particular according to the embodiment mentioned above. In this case, a first part of a first material is initially provided and a second part made of a second material. The two parts are connected to one another to form a slot closure element according to one of the aforementioned embodiments. According to one embodiment of the method, the slot closure element is inserted into the slot of the generator stator or the generator rotor in a further step.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich anhand der in den Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiele. Hierbei zeigen Further embodiments result from the embodiments explained in more detail in the figures. Show here
Fig. 1 eine Windenergieanlage, 1 shows a wind energy installation,
Fig. 2 einen Windenergieanlagengenerator, 2 shows a wind turbine generator,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs des Windenergieanlagengenerators, 3 shows an enlarged view of a region of the wind turbine generator,
Fig. 4 ein Nutverschlusselement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs des Windenergieanlagengenerators mit einem Ausführungsbeispiel der Nutverschlusselemente, 4 shows a slot closure element according to an embodiment of the invention, 5 shows an enlarged illustration of a region of the wind turbine generator with an exemplary embodiment of the slot closure elements,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Nutverschlusselements, 6 shows a perspective view of the slot closure element,
Fig. 7 Schritte des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel, Fig. 8 ein Hohlkörper eines Nutverschlusselements, FIG. 7 steps of the method according to an exemplary embodiment, FIG. 8 a hollow body of a slot closure element,
Fig. 9 ein Nutverschlusselement mit dem Hohlkörper und den zusammengesetzten Teilen, 9 shows a slot closure element with the hollow body and the assembled parts,
Fig. 10 bis 14 weitere Ausführungsbeispiele von Nutverschlusselementen. 10 to 14 further exemplary embodiments of slot closure elements.
Fig. 1 zeigt eine Windenergieanlage 100 mit einem Turm 102 und einer Gondel 104. An der Gondel 104 ist ein aerodynamischer Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 1 10 angeordnet. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator in der Gondel 104 an. 1 shows a wind energy installation 100 with a tower 102 and a nacelle 104. An aerodynamic rotor 106 with three rotor blades 108 and a spinner 110 is arranged on the nacelle 104. The rotor 106 is set in rotation by the wind during operation and thereby drives a generator in the nacelle 104.
Fig. 2 zeigt einen Generator, der auch Windenergieanlagengenerator 130 genannt werden kann, schematisch in einer Seitenansicht. Der Windenergieanlagengenerator 130 weist ei- nen Stator, der auch Generatorstator 132 genannt werden kann, und einen dazu drehbar gelagerten elektrodynamischen Rotor, der auch Generatorrotor 134 genannt werden kann, auf. Der Windenergieanlagengenerator 130 ist mit dem Generatorstator 132 über einen Achszapfen 136 an einem Maschinenträger 138 befestigt. Der Generatorstator 132 weist einen Statorträger 140 und die Statorpole 142 des Generators 130 auf, die über einen Statorring 144 an dem Statorträger 140 befestigt sind. FIG. 2 shows a generator, which can also be called a wind turbine generator 130, schematically in a side view. The wind power plant generator 130 has a stator, which can also be called a generator stator 132, and an electrodynamic rotor mounted rotatably for this purpose, which can also be called a generator rotor 134. The wind power plant generator 130 is fastened with the generator stator 132 to a machine carrier 138 via an axle journal 136. The generator stator 132 has a stator carrier 140 and the stator poles 142 of the generator 130, which are fastened to the stator carrier 140 via a stator ring 144.
Der Generatorrotor 134 weist Rotorpolschuhe 146 auf, die die Rotorpole bilden und über einen Rotorträger 148 und Lager 150 auf dem Achszapfen 136 drehbar um die Drehachse, die auch Rotationsachse 152 genannt werden kann, gelagert sind. The generator rotor 134 has rotor pole shoes 146 which form the rotor poles and are mounted on the journal 136 via a rotor carrier 148 and bearing 150 so as to be rotatable about the axis of rotation, which can also be called the axis of rotation 152.
Die Statorpole 142 und Rotorpolschuhe 146 trennt nur ein schmaler Luftspalt 154, der we- nige Millimeter dick ist, insbesondere weniger als 6 Millimeter, aber einen Durchmesser von mehreren Metern aufweist, insbesondere mehr als 4 Meter. Die Statorpole 142 und die Rotorpolschuhe 146 bilden jeweils einen Ring und sind zusammen auch ringförmig, sodass der Windenergieanlagengenerator 130 ein Ringgenerator ist. Bestimmungsgemäß dreht sich der Generatorrotor 134 des Windenergieanlagengenerators 130 zusammen mit der Rotornabe 156 des aerodynamischen Rotors, von dem Ansätze von Rotorblättern 158 angedeutet sind. The stator poles 142 and rotor pole shoes 146 are only separated by a narrow air gap 154 which is a few millimeters thick, in particular less than 6 millimeters, but has a diameter of several meters, in particular more than 4 meters. The stator poles 142 and the rotor pole shoes 146 each form a ring and together are also ring-shaped, so that the wind turbine generator 130 is a ring generator. Rotates as intended the generator rotor 134 of the wind power plant generator 130 together with the rotor hub 156 of the aerodynamic rotor, of which the approaches of rotor blades 158 are indicated.
Fig. 3 zeigt den Windenergieanlagengenerator 130 in vergrößerter Darstellung ausschnitts- weise in einer Frontansicht. Hierbei ist der Generatorstator 132 ausschnittsweise erkennbar. Der Generatorstator 132 weist Zähne 30 auf, zwischen denen Nuten 32 angeordnet sind. Die Zähne 30 weisen Seitenflächen 34 auf, die die Zähne 30 zu den Nuten 32 begrenzen. In jeder Seitenfläche 34 der Zähne 30 ist jeweils eine Ausnehmung 36 angeordnet, um ein Nutverschlusselement, das auch Nutverschlusskeil genannt werden kann, in der Nut 32 zu befestigen, nachdem eine Formspule in die jeweilige Nut 32 eingebracht wurde. Die Nuten 32 in Fig. 3 sind ausgebildet, Formspulen aufzunehmen, da die Seitenflächen 34 abgesehen von den Ausnehmungen 36 von einem Nutgrund 38 bis zum Einführbereich 37 im Wesentlichen parallel verlaufen. Insbesondere ist die Nut 32 im Einführbereich 37 nicht wie bei Nuten, die zur Aufnahme von drahtgewickelten Spulen eingerichtet sind, verengt. FIG. 3 shows the wind power plant generator 130 in an enlarged illustration in detail in a front view. The generator stator 132 can be seen here in sections. The generator stator 132 has teeth 30, between which grooves 32 are arranged. The teeth 30 have side surfaces 34 which delimit the teeth 30 relative to the grooves 32. A recess 36 is arranged in each side surface 34 of the teeth 30 in order to fasten a slot closure element, which can also be called slot closure wedge, in the groove 32 after a preformed coil has been introduced into the respective groove 32. The grooves 32 in FIG. 3 are designed to receive preformed coils, since the side surfaces 34, apart from the recesses 36, run essentially parallel from a groove base 38 to the insertion area 37. In particular, the groove 32 in the insertion region 37 is not narrowed as in the case of grooves which are designed to accommodate wire-wound coils.
Außerdem ist ein Generatorrotor 134 vorgesehen, der Polschuhe 146 aufweist, um die Wicklungen 39 herumgewickelt sind. Jeder Polschuh 146 weist einen Polkopf 40 sowie einen Polschaft 42 auf. Die Wicklungen 39 des Generators 134 werden am Polschaft 42 fest in ihrer Position gehalten, da der Polkopf 40 breiter gegenüber dem Polschaft 42 ist und somit ein Abrutschen der Wicklungen 39 radial nach außen verhindert wird. A generator rotor 134 is also provided, which has pole shoes 146 around which windings 39 are wound. Each pole piece 146 has a pole head 40 and a pole shaft 42. The windings 39 of the generator 134 are held firmly in their position on the pole shaft 42, since the pole head 40 is wider than the pole shaft 42 and thus the windings 39 are prevented from slipping radially outward.
Fig. 4 zeigt ein Nutverschlusselement 48, das auch Nutverschlusskeil genannt werden kann, in einer Seitenansicht. Das Nutverschlusselement 48 weist drei Teile 50, 52, 54 auf, wobei die Teile 50, 52 jeweils mit dem in der Mitte angeordneten Teil 54 in einem jeweiligen Verbindungsbereich 56, 58 verbunden sind. Die Verbindungsbereiche 56 und 58 stellen eine stoffschlüssige Verbindung 60 dar, die zwischen den Teilen 50, 52, 54 durch Kleben, Schweißen oder Löten hergestellt ist. Außerdem stellen die Verbindungsbereiche 56, 58 eine formschlüssige Verbindung 62 dar, da die Teile 50, 52, 54 nach Art einer Nut- Feder-Verbindung verbunden sind. 4 shows a slot closure element 48, which can also be called a slot closure wedge, in a side view. The slot closure element 48 has three parts 50, 52, 54, the parts 50, 52 each being connected to the part 54 arranged in the middle in a respective connecting area 56, 58. The connection areas 56 and 58 represent a material connection 60 which is produced between the parts 50, 52, 54 by gluing, welding or soldering. In addition, the connection areas 56, 58 represent a form-fitting connection 62, since the parts 50, 52, 54 are connected in the manner of a tongue and groove connection.
Zusammen bilden die Teile 50, 52 und 54 des Nutverschlusselements 48 einen Körper 64 des Nutverschlusselements 48, der sich in einer Längsachse 61 des Nutverschlusselements 48 erstreckt. Das Nutverschlusselement 48 ist hier in einer Seitenansicht dargestellt, sodass gemäß der Darstellung die Außenkontur des Nutverschlusselements 48 einer Seitenfläche 66 des Nutverschlusselements 48 entspricht. Weiter weist der Körper 64 zwei Klemmflächenbereiche 68, 70 auf, die eingerichtet sind, die Seitenflächen 34 einer Nut 32, die auch als Nutwände bezeichnet werden können, zu kontaktieren, um das Nutverschlusselement 48 in einer Nut 32 einzuklemmen. Weiter weist das Nutverschlusselement 48 hierzu Vorsprünge 72, 74 in den jeweiligen Klemmflächenbereichen 68, 70 auf. Außerdem weist das Nutverschlusselement 48 eine Innenfläche 76 und eine Außenfläche 78 auf. Die Innenfläche 76 zeigt bei in die Nut 32 eingesetztem Nutverschlusselement 48 in Richtung auf den Nutgrund 38, während die Außenfläche 78 in Richtung auf den Einführbereich 37 der Nut 32 zeigt. Zusammen bildet die Innenfläche 76, die Außenfläche 78, die Seitenfläche 66 zusammen mit einer in dieser Figur nicht erkennbaren Seitenfläche 66, die nämlich auf der Rückseite liegt, eine umlaufende Randfläche 79. Die umlaufende Randfläche 79 begrenzt zusammen mit den Klemmflächenbereichen 68, 70 den Körper 64 des Nutverschlusselements 48. Die umlaufende Randfläche 79 ist hier entsprechend der Teile 50, 52, 54 in drei umlaufende Teilrandflächen 73, 75, 77 eingeteilt. Together, the parts 50, 52 and 54 of the slot closure element 48 form a body 64 of the slot closure element 48, which extends in a longitudinal axis 61 of the slot closure element 48. The slot closure element 48 is shown here in a side view, so that, according to the representation, the outer contour of the slot closure element 48 corresponds to a side surface 66 of the slot closure element 48. Further, the body 64 has two Clamping surface areas 68, 70 which are set up to contact the side surfaces 34 of a groove 32, which can also be referred to as groove walls, in order to clamp the groove closure element 48 in a groove 32. For this purpose, the slot closure element 48 also has projections 72, 74 in the respective clamping surface areas 68, 70. In addition, the slot closure element 48 has an inner surface 76 and an outer surface 78. When the slot closure element 48 is inserted into the groove 32, the inner surface 76 points in the direction of the groove base 38, while the outer surface 78 points in the direction of the insertion region 37 of the groove 32. Together, the inner surface 76, the outer surface 78, the side surface 66 together with a side surface 66 not visible in this figure, namely on the rear side, form a circumferential edge surface 79. The circumferential edge surface 79 together with the clamping surface areas 68, 70 delimits the body 64 of the slot closure element 48. The circumferential edge surface 79 is divided into three circumferential partial edge surfaces 73, 75, 77 in accordance with the parts 50, 52, 54.
In Fig. 4 ist das Nutverschlusselement 48 aus drei Teilen 50, 52, 54 hergestellt, wobei das Teil 54 zwischen den Teilen 50, 52 angeordnet ist. Die Teile 50 und 52 bestehen aus einem Material 80, das eine hohe Permeabilitätszahl aufweist. Demgegenüber ist das in der Mitte liegende Teil 54 aus einem zweiten Material 82 hergestellt, das eine wesentlich geringere Permeabilitätszahl aufweist. In FIG. 4, slot closure element 48 is made from three parts 50, 52, 54, part 54 being arranged between parts 50, 52. The parts 50 and 52 are made of a material 80 which has a high permeability number. In contrast, the part 54 located in the middle is made of a second material 82 which has a significantly lower permeability number.
Fig. 5 zeigt eine weitere vergrößerte Ansicht eines Bereichs des Windenergieanlagenge- nerators 130 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei hier die Nutverschlusselemente 48 aus Fig. 4 in Nuten 32 des Generatorstators 132 eingesetzt sind. Vor dem Einsetzen der Nutverschlusselemente 48 wurden Formspulen 84 in die Nuten 32 eingebracht. FIG. 5 shows a further enlarged view of a region of the wind power plant generator 130 according to a further exemplary embodiment, the slot closure elements 48 from FIG. 4 being inserted into slots 32 of the generator stator 132 here. Before inserting the slot closure elements 48, preformed coils 84 were introduced into the slots 32.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Nutverschlusselements 48. Hierbei ist erkennbar, dass das Nutverschlusselement 48 seine längste Ausbreitung zwischen den Seiten- flächen 66 aufweist. Weiter bezeichnen in Fig. 6 gleiche Bezugsziffern wie in Fig. 4 auch gleiche Merkmale. 6 shows a perspective view of the slot closure element 48. It can be seen here that the slot closure element 48 has its longest extension between the side surfaces 66. Furthermore, in FIG. 6, the same reference numerals as in FIG. 4 also designate the same features.
Fig. 7 zeigt die Schritte eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Herstellen eines Windenergieanlagengenerators. In einem Schritt 90 wird ein Teil 50, 52 aus einem ersten Material 80 bereitgestellt und im Schritt 92 wird ein Teil 54 aus einem zweiten Material 82 bereitgestellt. In einem Schritt 94 werden das erste Teil 50, 52 und das zweite Teil 54 miteinander verbunden. Im Schritt 96 wird das aus den Teilen gebildete Nutverschlusselement 48 in eine Nut 32 eines Windenergieanlagengenerators 130 eingesetzt. Fig. 8 zeigt einen Hohlkörper 98, der einen Hohlraum 100 zur Aufnahme der mindestens zwei Teile 50, 52, 54 aufweist. Demnach bildet der Hohlkörper 98 eine Oberseitenwand 99 und eine Unterseitenwand 101 des Nutverschlusselements 48, die die Klemmflächenbereiche 68, 70 mit den Vorsprüngen 72, 74 verbinden. Im dargestellten Beispiel ist der Hohl- körper 98 derart ausgebildet, dass nur die Klemmflächenbereiche 68, 70, die Vorsprünge 72, 74 aufweist, so dass das Volumen aus den mindestens zwei Teilen 50, 52, 54 mit unterschiedlichen relativen Permeabilitäten mit ebenen Seitenwänden eingesetzt werden kann. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, sind die Seitenwände der mindestens zwei Teile 50, 52, 54 ebenfalls mit Vorsprüngen, wie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt, ausgebildet. Die Form des Hohlkörpers und insbesondere dessen Hohlraum ist dann an die Form der Teile mit den unterschiedlichen Permeabilitäten angepasst. 7 shows the steps of an exemplary embodiment of the method for producing a wind power installation generator. In a step 90 a part 50, 52 made of a first material 80 is provided and in step 92 a part 54 made of a second material 82 is provided. In a step 94, the first part 50, 52 and the second part 54 are connected to one another. In step 96, the slot closure element 48 formed from the parts is inserted into a slot 32 of a wind power plant generator 130. 8 shows a hollow body 98 which has a hollow space 100 for receiving the at least two parts 50, 52, 54. Accordingly, the hollow body 98 forms an upper side wall 99 and a lower side wall 101 of the slot closure element 48, which connect the clamping surface areas 68, 70 to the projections 72, 74. In the example shown, the hollow body 98 is designed in such a way that only the clamping surface areas 68, 70 have the projections 72, 74, so that the volume of the at least two parts 50, 52, 54 with different relative permeabilities is used with flat side walls can. According to a further exemplary embodiment, the side walls of the at least two parts 50, 52, 54 are also formed with projections, as shown for example in FIG. 4. The shape of the hollow body and in particular its cavity is then adapted to the shape of the parts with the different permeabilities.
Fig. 9 zeigt ein Nutverschlusselement 48 mit dem Hohlkörper 98 aus Fig. 8, wobei das Volumen mit den zusammengesetzten Teilen 50, 52, 54, mit einem ähnlichen Aufbau wie in der Fig. 4, in den Hohlraum 100 eingesetzt ist. Die Teile 50, 52, 54 unterscheiden sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 darin, dass diese keine Vorsprünge 72, 74 aufweisen, da die Vorsprünge 72, 74 bereits durch den Hohlkörper 98 bereitgestellt sind. 9 shows a slot closure element 48 with the hollow body 98 from FIG. 8, the volume with the assembled parts 50, 52, 54, with a structure similar to that in FIG. 4, being inserted into the hollow space 100. The parts 50, 52, 54 differ from the exemplary embodiment in FIG. 4 in that they do not have any projections 72, 74, since the projections 72, 74 are already provided by the hollow body 98.
Die Fig. 10 bis 14 zeigen Nutverschlusselemente gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, bei denen die Verbindungsbereiche 56, 58 verschiedenartig ausgebildete Schnitte aufweisen, so dass die Teile 50, 52, 54 Körper mit unterschiedlichen Formen aufweisen. Dem- nach sind in Fig. 10 zwei im Schnitt gerade senkrecht zu einer Breite 102 verlaufende Verbindungsbereiche 56, 58, ausgebildet. Das mittlere Teil 52 der drei dargestellten Teile 50, 52, 54 weist eine geringere relative Permeabilität als die beiden außenliegenden Teile 50, 54 auf. Jedes der drei dort dargestellten Teile 50, 52, 54, ist aufgrund der Ausbildung der Verbindungsbereiche 56, 58 somit als rechteckiger Körper ausgebildet. In Fig. 1 1 sind die im Schnitt gesehenen Verbindungsbereiche ebenfalls gerade, wobei diese jeweils mit einem Winkel 103 zur Breite 102 angeordnet ist, der ungleich einem rechten Winkel ist. Somit verlaufen zumindest die beiden außenliegenden Teile 50, 54, die eine vergleichsweise höhere relative Permeabilität als das in der Mitte liegende Teil 52 aufweisen, einen dreieckigen Körper auf. Der mittlere Teil weist eine Form auf, so dass sich ins- gesamt wieder aus den drei zusammengesetzten Teilen 50, 52, 54 ein rechteckiger Gesamtkörper oder das Volumen ergibt. FIGS. 10 to 14 show slot closure elements according to further exemplary embodiments, in which the connecting areas 56, 58 have differently designed cuts, so that the parts 50, 52, 54 have bodies with different shapes. Accordingly, in FIG. 10, two connecting regions 56, 58, which in section are straight perpendicular to a width 102, are formed. The middle part 52 of the three parts 50, 52, 54 shown has a lower relative permeability than the two outer parts 50, 54. Each of the three parts 50, 52, 54 shown there is therefore designed as a rectangular body due to the design of the connecting areas 56, 58. In FIG. 1 1, the connection areas seen in section are also straight, these being each arranged at an angle 103 to the width 102 which is not equal to a right angle. Thus, at least the two outer parts 50, 54, which have a comparatively higher relative permeability than the part 52 located in the middle, run on a triangular body. The middle part has a shape so that, overall, the three assembled parts 50, 52, 54 again result in a rectangular overall body or the volume.
Fig. 12 zeigt einen parabelförmigen Verlauf der Verbindungsbereiche 56, 58, der wiederum drei Teile 50, 52, 54 miteinander verbindet, wobei der mittlere Teil 52 eine vergleichsweise geringere Permeabilität als die beiden Teile 50, 54 am Rand des Nutverschlusselements 48 aufweist. FIG. 12 shows a parabolic course of the connecting areas 56, 58, which in turn connects three parts 50, 52, 54 to one another, the middle part 52 being a comparative has a lower permeability than the two parts 50, 54 at the edge of the slot closure element 48.
Fig. 13 zeigt einen Schnitt der Verbindungsbereiche 56, 58, die jeweils eine Ecke aufweisen, mit der zwei gerade Bereiche jedes Verbindungsbereichs 56, 58 verbunden sind. Wie- der ergeben sich also zwei Teile 50, 54, die außenliegend sind und eine dreieckige Form im Schnitt aufweisen, mit denen zusammen ein dazwischenliegendes Teil 52 das insgesamt im Wesentlichen rechteckige Nutverschlusselement 48 bildet. 13 shows a section of the connection areas 56, 58, each having a corner with which two straight areas of each connection area 56, 58 are connected. Again there are two parts 50, 54 which are on the outside and have a triangular shape in section, with which together an intermediate part 52 forms the generally rectangular slot closure element 48.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Nutverschlusselements 48. Gemäß dieser Ausgestaltung sind nur zwei Teile 50, 52 vorgesehen, wobei auch nur ein Verbindungsbe- reich 56 wannenförmig zwischen den beiden Teilen 50, 52 verläuft. Insbesondere ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Hohlkörper 98 bereitgestellt, der hier einen Schlitz 104 auf seiner Oberseitenwand 99 aufweist. Der Schlitz 104 erstreckt sich vorzugsweise vollständig entlang der Längsachse 61 durch den Hohlkörper 98. Beispielsweise lässt sich der erste wannenförmige Teil 50 hier durch eine Öffnung 106 an einem seiner in Längsachse 61 gesehenen Enden in den Hohlraum 100 des Hohlkörpers 98 einschieben, wobei dann ein zweites Material durch den Schlitz 104 eingefüllt und vorzugsweise ausgehärtet wird, um den zweiten Teil 52 zu bilden. 14 shows a further embodiment of the slot closure element 48. According to this embodiment, only two parts 50, 52 are provided, with only one connecting area 56 also running in a trough-shaped manner between the two parts 50, 52. In particular, a hollow body 98 is provided in this exemplary embodiment, which here has a slot 104 on its upper side wall 99. The slot 104 extends preferably completely along the longitudinal axis 61 through the hollow body 98. For example, the first trough-shaped part 50 can be pushed into the hollow space 100 of the hollow body 98 through an opening 106 at one of its ends seen in the longitudinal axis 61, with a second then Material is filled through the slot 104 and preferably cured to form the second part 52.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Nutverschlusselement zum Einsetzen in eine Nut (32) eines Generatorrotors (134) oder eines Generatorstators (132) eines Windenergieanlagengenerators (130), wobei das Nutverschlusselement (48) mindestens zwei miteinander verbundene Teile (50, 52, 54) aufweist, wobei mindestens ein Teil (50, 52) der mindestens zwei Teile (50, 52, 54) aus einem ersten Material (80) besteht und mindestens ein Teil (54) der mindestens zwei Teile (50, 52, 54) aus einem zweiten Material (82) besteht, wobei das erste Material (80) eine Permeabilitätszahl aufweist, die mindestens dem Mehrfachen der Permeabilitätszahl des zweiten Materials (82) entspricht, wobei das erste Material (80) insbesondere ferromagne- tisch und das zweite Material (82) insbesondere diamagnetisch, neutral magnetisch oder paramagnetisch ist. 1. Slot closure element for insertion into a groove (32) of a generator rotor (134) or a generator stator (132) of a wind turbine generator (130), the slot closure element (48) having at least two interconnected parts (50, 52, 54), with at least one part (50, 52) of the at least two parts (50, 52, 54) consists of a first material (80) and at least one part (54) of the at least two parts (50, 52, 54) consists of a second material (82 ), the first material (80) having a permeability number which corresponds to at least a multiple of the permeability number of the second material (82), the first material (80) in particular ferromagnetic and the second material (82) in particular diamagnetic, neutral is magnetic or paramagnetic.
2. Nutverschlusselement nach Anspruch 1 , wobei die Permeabilitätszahl des ersten Materials (80) mindestens dem Zehnfachen oder Zwanzigfachen, bevorzugt mindestens dem Fünfzigfachen, der Permeabilitätszahl des zweiten Materials (82) entspricht. 3. Nutverschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Teile (50, 52, 54) durch2. Slot closure element according to claim 1, wherein the permeability number of the first material (80) corresponds to at least ten times or twenty times, preferably at least fifty times, the permeability number of the second material (82). 3. Slot closure element according to claim 1 or 2, wherein the parts (50, 52, 54) through
Kleben, Schweißen oder Löten miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Gluing, welding or soldering are firmly connected to one another.
4. Nutverschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nutverschlusselement (48) zwei Klemmflächenbereiche (68, 70), die eingerichtet sind, die Seitenwände (34) einer Nut (32) eines Windenergieanlagengenerators (130) zu kontaktieren, um das Nutverschlusselement (48) in einer Nut (32) zu halten oder einzuklemmen, und eine umlaufende Randfläche (79) aufweist, die Konturen der Klemmflächenbereiche (68, 70) verbindet, um eine Oberfläche eines Körpers (64) des Nutverschlusselements (48) zu bilden, wobei das Nutverschlusselement (48) mindestens einen Verbindungsbereich (56, 58) aufweist, in dem die mindestens zwei Teile (50, 52, 54) miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungsbereich (56, 58) derart durch den Körper (64) des Nutverschlusselements (48) verläuft, dass er in der umlaufenden Randfläche (79) endet und diese in mindestens zwei umlaufende Teilrandflächen (73, 75, 77) unterteilt. 4. Slot closure element according to one of the preceding claims, wherein the slot closure element (48) has two clamping surface areas (68, 70) which are designed to contact the side walls (34) of a groove (32) of a wind turbine generator (130) in order to contact the slot closure element (48 ) to hold or clamp in a groove (32), and has a circumferential edge surface (79) which connects the contours of the clamping surface areas (68, 70) in order to form a surface of a body (64) of the groove closure element (48), the Slot closure element (48) has at least one connection area (56, 58) in which the at least two parts (50, 52, 54) are connected to one another, the connection area (56, 58) being in this way through the body (64) of the slot closure element (48 ) runs that it ends in the peripheral edge surface (79) and divides it into at least two peripheral partial edge surfaces (73, 75, 77).
5. Nutverschlusselement (48) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nutverschlusselement (48) einen Hohlkörper (98) mit einem Hohlraum (100) aufweist und die mindestens zwei miteinander verbundene Teile (50, 52, 54) in dem Hohlraum (100) angeordnet sind oder den Hohlraum (100) füllen, wobei der Hohlkörper (98) mit Seitenwänden die mindestens zwei Klemmflächenbereiche (68, 70) bildet. 6. Nutverschlusselement (48) nach Anspruch 5, wobei der Hohlkörper (98) ein Profilkörper ist, der sich entlang einer Längsachse (61) des Nutverschlusselements (48) erstreckt und/oder durch ein Strangziehverfahren oder ein Strangpressverfahren hergestellt ist. 7. Nutverschlusselement (20) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Hohlkörper (98) aus einem Material oder einer Materialzusammensetzung hergestellt ist, das bzw. die eine relative Permeabilität mit einem Wert von unter 20, unter 10, unter 5 oder unter 1 aufweist, wobei das Material oder die Materialzusammensetzung vorzugsweise ein Kunststoff oder ein Verbundwerkstoff, insbesondere GFK, ist. 8. Nutverschlusselement (48) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei der Hohlkörper (98) zumindest einen entlang einer Längsachse (61) des Hohlkörpers (98) verlaufenen Schlitz (104), insbesondere auf seiner Oberseitenfläche (99), aufweist und/oder der Hohlkörper (98) an mindestens einer seiner in Längsachse (61) gesehenen Enden eine offene Wand oder Öffnung (106) aufweist. 9. Nutverschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Teil (50, 52), das aus dem ersten Material (80) besteht, einen vergleichsweise größeren Volumenanteil, insbesondere mindestens den doppelten Volumenanteil, am Volumen des Körpers (64) des Nutverschlusselements (48) als das mindestens eine Teil (54), das aus dem zweiten Material (82) besteht, aufweist. 10. Nutverschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Verbindungsbereich (56, 58), in dem mindestens zwei Teile (50, 52, 54) aus unterschiedlichen Materialien (80, 82) miteinander verbunden sind, uneben, insbesondere wellenförmig, dreieckig im Schnitt ist oder Stufen aufweist. 5. slot closure element (48) according to any one of the preceding claims, wherein the slot closure element (48) has a hollow body (98) with a cavity (100) and the at least two interconnected parts (50, 52, 54) in the cavity (100) are arranged or fill the cavity (100), the hollow body (98) with side walls forming the at least two clamping surface areas (68, 70). 6. Slot closure element (48) according to claim 5, wherein the hollow body (98) is a profile body which extends along a longitudinal axis (61) of the slot closure element (48) and / or is produced by an extrusion process or an extrusion process. 7. slot closure element (20) according to claim 8 or 9, wherein the hollow body (98) is made of a material or a material composition that has a relative permeability with a value of less than 20, less than 10, less than 5 or less than 1 , wherein the material or the material composition is preferably a plastic or a composite material, in particular GRP. 8. slot closure element (48) according to one of claims 9 to 1 1, wherein the hollow body (98) has at least one slot (104) running along a longitudinal axis (61) of the hollow body (98), in particular on its upper side surface (99) and / or the hollow body (98) has an open wall or opening (106) on at least one of its ends seen in the longitudinal axis (61). 9. Slot closure element according to one of the preceding claims, wherein the at least one part (50, 52) which consists of the first material (80) has a comparatively larger volume fraction, in particular at least twice the volume fraction, of the volume of the body (64) of the slot closure element (48) as the at least one part (54) which consists of the second material (82). 10. Slot closure element according to one of the preceding claims, wherein the at least one connecting area (56, 58) in which at least two parts (50, 52, 54) made of different materials (80, 82) are connected to one another, uneven, in particular wave-shaped, triangular is in section or has steps.
11 . Nutverschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Teile (50,52, 54) aus unterschiedlichen Materialien (80, 82) im Verbindungsbereich (56, 58) derart geformt sind, dass die Verbindung in dem mindestens einen Verbindungsbereich (56, 58) eine formschlüssige Verbindung (62), vorzugsweise eine Nut-Feder-Verbindung, ist. 11. Slot closure element according to one of the preceding claims, wherein the parts (50, 52, 54) are formed from different materials (80, 82) in the connection area (56, 58) in such a way that the connection in the at least one connection area (56, 58) has a positive connection (62), preferably a tongue and groove connection.
12. Nutverschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nutverschlusselement (48) aus drei Teilen (50, 52, 54) besteht, wobei zwei Teile (50, 52) aus dem ersten Material (80) und ein Teil (54) aus dem zweiten Material (82) besteht und das eine Teil (54) aus dem zweiten Material (82) zwischen den zwei Teilen (50, 52) aus dem ersten Material (80) angeordnet ist und mit diesen jeweils über einen Verbindungsbereich (56, 58) verbunden ist. 12. Slot closure element according to one of the preceding claims, wherein the slot closure element (48) consists of three parts (50, 52, 54), two parts (50, 52) from the first material (80) and one part (54) from the second material (82) and the one part (54) of the second material (82) between the two parts (50, 52) of the first material (80) is arranged and is connected to these in each case via a connection area (56, 58).
13. Nutverschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material (80) ein Eisenverbundwerkstoff oder Soft Magnetic Composite (SMC) mit einer Permeabilitätszahl von über 100, über 200 oder über 400 ist und das zweite Material (82) glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder ein eisenpulverangereicherter Kunststoff mit einer Permeabilitätszahl unter 20, unter 10 oder unter 5 ist. 13. Slot closure element according to one of the preceding claims, wherein the first material (80) is an iron composite material or soft magnetic composite (SMC) with a permeability number of over 100, over 200 or over 400 and the second material (82) is glass fiber reinforced plastic (GRP) or an iron powder-enriched plastic with a permeability number below 20, below 10 or below 5.
14. Windenergieanlagengenerator mit einer Rotationsachse (152), einem Generatorstator (132) und einem Generatorrotor (134), wobei der Generatorstator (132) und/oder der Generator (134) Zähne (30) aufweist, zwischen denen Nuten (32) zur Aufnahme von Formspulen (84) angeordnet sind, sodass jeder Zahn (30) zwischen zwei Nuten (32) angeordnet ist und in mindestens einer Nut (32) ein Nutverschlusselement (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 angeordnet ist. 14. Wind power plant generator with a rotation axis (152), a generator stator (132) and a generator rotor (134), the generator stator (132) and / or the generator (134) having teeth (30), between which grooves (32) for receiving of preformed coils (84) are arranged so that each tooth (30) is arranged between two grooves (32) and a slot closure element (48) according to one of claims 1 to 13 is arranged in at least one groove (32).
15. Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagengenerators (130), insbeson- dere nach Anspruch 14, umfassend die Schritte: 15. A method for manufacturing a wind power plant generator (130), in particular according to claim 14, comprising the steps:
- Bereitstellen (90) mindestens eines Teils (50, 52) aus einem ersten Material (80), - providing (90) at least one part (50, 52) made of a first material (80),
- Bereitstellen (92) mindestens eines zweiten Teils (54) aus einem zweiten Material- providing (92) at least one second part (54) made of a second material
(82), (82),
- Verbinden (94) der Teile (50, 52, 54), um ein Nutverschlusselement (48) nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 13 zu bilden. - Connecting (94) the parts (50, 52, 54) in order to form a slot closure element (48) according to one of Claims 1 to 13.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei in einem weiteren nach dem Schritt (94), bei dem die Teile (50, 52) miteinander verbunden werden, folgende Schritt die verbundenen Teile in einen Hohlraum (100) eines Hohlkörpers eingeschoben werden. 16. The method according to claim 15, wherein in a further step (94), in which the parts (50, 52) are connected to one another, the following step, the connected parts are inserted into a cavity (100) of a hollow body.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei in einem weiteren Schritt (96) das Nut- Verschlusselement (48) in eine Nut (32) eines Windenergieanlagengenerators (130) eingesetzt wird. 17. The method according to claim 15 or 16, wherein in a further step (96) the groove closure element (48) is inserted into a groove (32) of a wind turbine generator (130).
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