[發明專利]直接驅動式風力渦輪

在審

• 申請號: 202010743426.1
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112302867A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: J·費爾南德斯比扎斯;J·E·赫梅爾曼
• 申請（專利權）人: 通用電氣可再生能源西班牙有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D9/25
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 郭帆揚;金飛

本發明涉及一種直接驅動式風力渦輪(160)。風力渦輪包括裝配于框架(1)上的發電機(3)，發電機(3)包括發電機定子(32)和構造成圍繞旋轉軸線(RA)旋轉的發電機轉子(31)，框架(1)具有越過發電機(3)延伸的突出部分(11)，突出部分(11)包括第一結構和第二結構；其中，第一結構和第二結構構造成相對于彼此并且圍繞旋轉軸線(RA)旋轉；其中，第一結構附接到發電機定子(32)，并且第二結構附接到發電機轉子(31)；制動器系統(2)附接到第一結構和第二結構，制動器系統(2)沿著旋轉軸線(RA)遠離發電機地(3)地隔開。還公開了用于制動直接驅動式風力渦輪(160)的方法(200)。

技術領域

本公開涉及直接驅動式風力渦輪和用于制動這種直接驅動式風力渦輪的方法。

背景技術

現代的風力渦輪普遍地用于將電力供應到電網中。這種風力渦輪大體上包括塔架(tower)和布置于塔架上的轉子。轉子(其典型地包括轂和多個葉片)在風對葉片的影響下開始旋轉。所述旋轉生成通常直接地(“直接驅動”或“無傳動裝置”)或通過使用變速箱而通過轉子軸傳遞到發電機的轉矩。以此方式，發電機產生能夠供應到電網的電力。

在常規風力渦輪中，變速箱增大風驅動式轉子的速度。這減小發電機的所要求的尺寸。在典型地在海上直接驅動式風力渦輪中使用的直接驅動式發電機中，轉子軸大體上直接地連接到轉子轂。因而，直接驅動式風力渦輪包括以與具有風力渦輪葉片的轉子相同的轉速運行的發電機，并且因此具有遠大于在具有變速箱的風力渦輪中使用的發電機的直徑。

直接驅動式風力渦輪的一個具有挑戰性的主題涉及轉子制動器系統。由于不存在變速箱，因而要求相對大的制動力矩來減小轉子的速度，因此，制動器系統的特征必須被選擇成承受制動力矩。該問題變得越來越重要，因為，存在使得風力渦輪越來越大以捕獲更多的風并且使風能轉換成電力的趨勢。更大的風力渦輪可能要求更大的制動力矩，并且更大的制動力矩可能涉及增大轉子制動器系統的尺寸。

由于空間限制，轉子制動器系統在直接驅動式風力渦輪中的常見位置在發電機中，以在發電機定子與發電機轉子之間起作用。然而，制動器系統在發電機中的當前布置限制了能夠由制動器系統達到的尺寸。

此外，并且關于制動器系統在發電機中的常見布置，如果制動器卡鉗屬于液壓類型，則存在泄漏油到達發電機的空氣間隙的巨大風險。

另外，發電機內部的排出路線被與根據安全標準所要求的最小空隙沖突的制動器卡鉗危及安全(compromise)。

此外，由于在發電機中存在制動器系統，對于構件更換的可達性(尤其在發電機中)顯著地降低。

本公開提供至少部分地解決前面提到的缺點中的一些的直接驅動式風力渦輪和方法的示例。

技術方案1. 一種直接驅動式風力渦輪，包括：

發電機，其裝配于框架上，所述發電機包括發電機定子和構造成圍繞旋轉軸線旋轉的發電機轉子，所述框架具有越過所述發電機延伸的突出部分，所述突出部分包括第一結構和第二結構；其中，所述第一結構和第二結構構造成相對于彼此并且圍繞所述旋轉軸線旋轉；其中，所述第一結構附接到所述發電機定子，并且所述第二結構附接到所述發電機轉子；

制動器系統，其附接到所述第一結構和第二結構，所述制動器系統沿著所述旋轉軸線遠離所述發電機地隔開。

技術方案2. 根據技術方案1所述的直接驅動式風力渦輪，其中，所述突出部分沿著所述旋轉軸線朝向所述風力渦輪的轉子轂延伸。

技術方案3. 根據技術方案1-2所述的直接驅動式風力渦輪，其中，所述突出部分沿著所述旋轉軸線遠離所述風力渦輪的轉子轂地延伸。

技術方案4. 根據技術方案1-3所述的直接驅動式風力渦輪，其中，所述第一結構是內部結構，并且所述第二結構是外部結構。