[發明專利]制動系統、發電機和風力渦輪機

有效

• 申請號: 201010565611.2
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN102080630A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: U·埃里克森;J·A·A·文格
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

技術領域

本發明涉及制動系統，尤其是用于發電機的制動系統，本發明還涉及發電機，尤其是直接驅動發電機，而且本發明還涉及風力渦輪機。

背景技術

原則上，根據風力渦輪機的直接驅動配置而言，存在兩種主要類型的風力渦輪機。第一類風力渦輪機是較為經典的的一類風力渦輪機，其包括布置在風力渦輪機的主軸和發電機之間的變速箱。第二類風力渦輪機是一類無傳動裝置的風力渦輪機，其中變速箱和傳統的發電機由多極發電機(一種所謂的直接驅動或直接傳動發電機)代替。這種直接驅動發電機可被制成具有繞線轉子或具有附連于轉子的永磁體的同步發電機，或者其能夠被設計成一種替代性類型的發電機。直接驅動發電機中的一個挑戰在于機械制動系統。所述制動系統需要被定位在慢速旋轉軸線處，因為沒有使用傳動箱。該制動系統需要承受巨大的制動轉矩，因而需要大型制動盤和卡鉗。

US2005/230979描述了一種風力渦輪機，其最小化了機艙的尺寸，同時提供了維護操作期間對部件的充分的可達性。該風力渦輪機包括：機艙和鄰近所述機艙的葉片轉子轂以及耦連到所述轂和所述機艙的主軸。該發電機在所述機艙和所述轂之間被耦連到所述軸，其中所述發電機包括：鄰近所述軸的發電機轉子，位置鄰近所述發電機轉子并且處于徑向外前方的定子；和耦連到所述發電機和所述軸的制動器，其處該制動器被定位成從所述定子徑向向內。該發明提供了一種有利的發電機，它是提供有利的風力渦輪機的本發明的第三個目的。

發明內容

第一個目的由權利要求1所述的制動系統解決。第二個目的由權利要求13所述的發電機解決，第三個目的由權利要求15所述的風力渦輪機解決。從屬權利要求限定了本發明進一步的改進。

本發明的制動系統包括轉子組件、定子組件和旋轉軸線。所述轉子組件包括外部分，其被定位在所述定子組件的徑向外側。所述外部分包括制動盤。所述定子組件包括至少一個摩擦構件。所述摩擦構件被可操作地配置成用于摩擦地接合所述制動盤的至少一部分。本發明的制動系統尤其可用于發電機。

本發明的制動系統具有如下優點，即：所述制動盤能夠被安裝在外轉子的圓柱形支持結構上。在該例中，能夠充分地使用該機器的可能的大直徑，從而能夠使用具有最大可能直徑的制動盤。這提高了制動器的效率。而且，較大的制動盤和較大的制動器卡鉗能被使用，其提供了較大的有效接觸表面。例如為了將轉子保持在停放位置，大的有效接觸表面是必需的。進一步優點在于，與較小的制動盤相比，在大制動盤中能夠吸收和分配更多的熱。

一般地，本發明的制動系統可以是直接驅動發電機的一部分，或者它可以被連接到直接驅動發電機。所述發電機可具有外轉子配置。

有利地，所述制動盤從所述轉子組件的外部分徑向向內延伸到所述旋轉軸線。在該例中，本發明的制動系統能被用于直接驅動發電機。更進一步地，本發明的制動系統可以是具有外轉子配置的直接驅動風力渦輪機的一部分。

而且，所述轉子組件可包括凸緣。所述制動盤可以被緊固到所述凸緣。例如：，所述凸緣可包括多個孔，優選為螺栓孔。這些孔可以被徑向地間隔開。優選地，所述制動盤由螺栓或螺釘緊固到所述凸緣。

所述制動系統可以是具有轂的風力渦輪機的一部分。在該例中，所述制動系統，尤其是所述制動系統的所述轉子組件，可包括面向所述轂的近端和被定位成相對于所述轂的遠端。優選地，所述制動盤被緊固至其上的所述凸緣可被定位在所述轉子組件的快端，這意味著是相對于所述轂的。

本發明的制動系統可包括轉子支持件。在該例中，所述制動盤可例如由螺栓或螺釘緊固到所述轉子支持件的凸緣。

所述定子組件可包括固定軸。所述至少一個摩擦構件可被連接到所述固定軸。所述定子組件可包括風力渦輪機的床架。所述至少一個摩擦構件可被連接到所述風力渦輪機的所述床架。所述定子組件可包括定子支持結構。所述至少一個摩擦構件可被連接到所述定子支持結構。例如，所述至少一個摩擦構件，例如至少一個制動器卡鉗，可被直接地安裝到所述固定軸或風力渦輪機的所述床架或者定子支持結構。

優選地，所述至少一個摩擦構件可關于所述旋轉軸線徑向向外地延伸。例如，所述至少一個摩擦構件可從所述定子支持結構或從所述固定軸或從所述風力渦輪機的床架徑向向外地延伸。