專(zhuān)利名稱(chēng)：用于風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
已知的大部分風(fēng)能設(shè)備配有快速旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)，其中為了將相對(duì)緩慢的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速使用一級(jí)或多級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。已知解決方案，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)順序地作為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)組件設(shè)置在設(shè)備支架上。這能夠在損壞情況下方便地更換部件，但是發(fā)電機(jī)裝置相對(duì)較大和較重，這導(dǎo)致輸運(yùn)到風(fēng)能設(shè)備機(jī)艙里面并布置在其中會(huì)有問(wèn)題。此外已知這樣的裝置，其中發(fā)電機(jī)裝置至少部分地設(shè)置在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，這導(dǎo)致節(jié)省空間。在DE 102 42 703 B3或DE 10 2004 005 543 Al中公開(kāi)了示例的解決方案。但是這些解決方案的缺陷是單個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)元件的費(fèi)事的相互支撐。在此對(duì)于每個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自由度、即能夠單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)數(shù)量一般設(shè)有兩個(gè)軸承。例如在上述的DE 102 42 707 B3中太陽(yáng)輪以及空心輪分別雙重地支承在行星架上，由此使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)包括總共四個(gè)軸承。

發(fā)明內(nèi)容
因此由上述現(xiàn)有技術(shù)提出的目的是，給出用于風(fēng)能設(shè)備的具有至少部分集成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)電機(jī)裝置，它緊湊地構(gòu)成并且盡可能很少的軸承就足夠了。這個(gè)目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的用于風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)裝置得以實(shí)現(xiàn)；有利的結(jié)構(gòu)方案是從屬權(quán)利要求以及下面的描述的內(nèi)容。按照本發(fā)明的用于風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)裝置具有環(huán)形的初級(jí)部件、環(huán)形的次級(jí)部件以及行星傳動(dòng)裝置，它設(shè)置在初級(jí)部件和次級(jí)部件內(nèi)部。所述行星傳動(dòng)裝置具有空心輪、太陽(yáng)輪和至少兩個(gè)行星輪，其中所述太陽(yáng)輪基本環(huán)殼形地通過(guò)內(nèi)壁、外壁和連接內(nèi)壁和外壁的接板構(gòu)成。所述空心輪設(shè)置在太陽(yáng)輪的內(nèi)壁與外壁之間并且支承在太陽(yáng)輪的外壁上。按照本發(fā)明的理論尤其涉及空心輪在太陽(yáng)輪的環(huán)殼內(nèi)的結(jié)構(gòu)，由此在空心輪與太陽(yáng)輪之間可以設(shè)有軸承。由此可以省去，如同在現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的那樣，太陽(yáng)輪相對(duì)于行星輪或行星架的費(fèi)事的、必要時(shí)雙重的支承。通過(guò)這種方式可以減少必需的軸承數(shù)量，這簡(jiǎn)化裝配并降低成本和重量。有利地使所述空心輪支承在行星架上。在這個(gè)有利的結(jié)構(gòu)方案中對(duì)于發(fā)電機(jī)裝置總體上只需兩個(gè)軸承，即，空心輪與太陽(yáng)輪之間的軸承和空心輪與行星架之間的軸承。例如由此與在說(shuō)明書(shū)引言部分詳細(xì)解釋的現(xiàn)有技術(shù)相比節(jié)省兩個(gè)軸承。因此可以提供發(fā)電機(jī)裝置，其中需要比所存在的自由度更少的軸承，因?yàn)閭鲃?dòng)機(jī)構(gòu)元件部分地相互支撐。適宜地使所述至少兩個(gè)行星輪在空心輪與太陽(yáng)輪的內(nèi)壁之間滾動(dòng)。通過(guò)這種方式可以提供緊湊的結(jié)構(gòu)形式，其中太陽(yáng)輪的尺寸、即由外壁確定的直徑與行星輪的布置無(wú)關(guān)。在一種結(jié)構(gòu)方案中，所述環(huán)形的次級(jí)部件設(shè)置在太陽(yáng)輪的外壁上。因此可以由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)到次級(jí)部件上或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上形成直接的力或轉(zhuǎn)矩流。根據(jù)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)方案、例如同步或異步、永磁激勵(lì)或電激勵(lì)等，可以使太陽(yáng)輪用于導(dǎo)引磁流和/或電流，或者避免通過(guò)太陽(yáng)輪導(dǎo)引磁流和/或電流。因此如果需要可以省去附加的磁的和/或電的傳導(dǎo)元件。 備選或附加地可以使太陽(yáng)輪的形狀匹配于所期望的流導(dǎo)引。通過(guò)能夠省去附加元件尤其可以進(jìn)一步減輕重量。按照一種特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)方案，所述空心輪基本環(huán)殼形地通過(guò)內(nèi)壁、外壁和連接內(nèi)壁和外壁的接板構(gòu)成，其中環(huán)形的初級(jí)部件和環(huán)形的次級(jí)部件設(shè)置在空心輪的內(nèi)壁與外壁之間。由此可以省去單獨(dú)的外殼，這導(dǎo)致顯著地節(jié)省空間和減輕重量。換言之，由空心輪本身提供外殼。在使用環(huán)殼形空心輪時(shí)適宜地使空心輪內(nèi)壁支承在行星架上和/或所述至少兩個(gè)行星輪在空心輪內(nèi)壁與太陽(yáng)輪內(nèi)壁之間滾動(dòng)。由此可以進(jìn)一步節(jié)省空間，因?yàn)閭鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的大小主要通過(guò)空心輪內(nèi)壁直徑確定。有利地使所述環(huán)形的初級(jí)部件設(shè)置在空心輪的外壁上。結(jié)果是省去單獨(dú)的支架元件，因?yàn)槌跫?jí)部件直接設(shè)置在空心輪上并且可以省去外殼。在一種結(jié)構(gòu)方案中，在所述行星傳動(dòng)裝置前設(shè)有第二傳動(dòng)裝置、尤其是兩級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由此總體上可以提供高的且對(duì)于特定的發(fā)電機(jī)必需的傳動(dòng)比，其中與已知的具有后置發(fā)電機(jī)的三級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，需要更少的空間和重量。適宜地使所述第二傳動(dòng)裝置與空心輪利用至少一個(gè)彈性的元件連接。通過(guò)這種方式一方面可以保證，可以相互單獨(dú)地準(zhǔn)備第二傳動(dòng)裝置和行星傳動(dòng)裝置，并且只在使用地點(diǎn)才必需相互連接。另一方面彈性的元件用于緩沖轉(zhuǎn)矩沖擊。使所述行星架可以分成驅(qū)動(dòng)部件和從動(dòng)部件，其中驅(qū)動(dòng)部件設(shè)置在第二傳動(dòng)裝置上，而從動(dòng)部件設(shè)置在行星傳動(dòng)裝置上。通過(guò)這種方法也可以保證以后方便地使行星傳動(dòng)裝置與第二傳動(dòng)裝置分開(kāi)。為此使驅(qū)動(dòng)部件與從動(dòng)部件可拆卸地相互連接。按照一種特別優(yōu)選的實(shí)施例，所述發(fā)電機(jī)由雙重饋電的異步發(fā)電機(jī)構(gòu)成。這種發(fā)電機(jī)特別適用于風(fēng)能設(shè)備，因?yàn)樗鼈兪墙Y(jié)實(shí)和可靠的并且不會(huì)遭受永久磁鐵部件去磁。在這個(gè)結(jié)構(gòu)方案中，太陽(yáng)輪配有滑環(huán)，用于可以提供用于次級(jí)部件的電流輸入。太陽(yáng)輪尤其為了導(dǎo)引電纜可以局部空心地構(gòu)成。按照同樣優(yōu)選的實(shí)施例所述發(fā)電機(jī)由永磁激勵(lì)的同步發(fā)電機(jī)構(gòu)成。這種形式的發(fā)電機(jī)經(jīng)常在風(fēng)能設(shè)備中使用，因?yàn)榭梢允∪ビ糜诮油ù渭?jí)部件的滑環(huán)、電刷等。通過(guò)本發(fā)明可以提供具有輕且緊湊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)電機(jī)裝置，它尤其由于小尺寸以及輕重量通過(guò)很少的軸承部件就足夠了。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)方案由描述和附圖給
出ο不言而喻，上述的和下面還有解釋的特征不僅可以以分別給出的組合、而且也可以以其它組合或單獨(dú)使用，而不離開(kāi)本發(fā)明的范圍。


借助于實(shí)施例在附圖中簡(jiǎn)示出本發(fā)明并且在下面借助于附圖詳細(xì)描述。附圖中 圖1示出按照本發(fā)明的發(fā)電機(jī)裝置的第一優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案，包括永磁激勵(lì)的同步發(fā)電
機(jī)，
圖2示出按照本發(fā)明的發(fā)電機(jī)裝置的第二優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案，包括雙重饋電的異步發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式在圖1和2中示出按照本發(fā)明的發(fā)電機(jī)裝置的不同結(jié)構(gòu)方案，但是下面相關(guān)地描述它們，即它們含有相同或相同作用的元件。它們配有相同的標(biāo)記符號(hào)。在圖1中以橫截面圖簡(jiǎn)示出按照本發(fā)明的發(fā)電機(jī)裝置的第一優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案并且總體上以100表示。該發(fā)電機(jī)裝置100包括永磁激勵(lì)的同步發(fā)電機(jī)110。該發(fā)電機(jī)110具有包括線圈結(jié)構(gòu)的初級(jí)部件或定子111以及包括永久磁鐵結(jié)構(gòu)的次級(jí)部件或轉(zhuǎn)子112。定子111配有繞組頭。轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A可旋轉(zhuǎn)地支承。所述發(fā)電機(jī)裝置100在所示的視圖中具有兩級(jí)的前置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120，它與例如來(lái)自風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)軸121連接。該發(fā)電機(jī)裝置100還具有行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)130，它基本設(shè)置在轉(zhuǎn)子 112內(nèi)部。前置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120以及行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)130利用彈性的元件121連接。所述行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)130具有太陽(yáng)輪140、行星輪150以及內(nèi)齒的空心輪160。行星輪150設(shè)置在行星輪架151上，它由前置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120驅(qū)動(dòng)?？招妮?60不可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置， 同時(shí)作為行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)130和發(fā)電機(jī)110的外殼。由空心輪160構(gòu)成的外殼配有蓋170。行星架151具有驅(qū)動(dòng)部件152，它與前置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120連接，并具有從動(dòng)部件153， 它與行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。行星架151的驅(qū)動(dòng)部件152與從動(dòng)部件153可拆卸地相互連接。 通過(guò)這種方式可以容易地將前置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120與行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)130分開(kāi)。太陽(yáng)輪140具有內(nèi)壁141和外壁142，它們通過(guò)接板143連接。因此太陽(yáng)輪基本環(huán)殼形地構(gòu)成。空心輪160同樣具有內(nèi)壁161、外壁162以及連接內(nèi)壁與外壁的接板163。因此空心輪160也基本環(huán)殼形地構(gòu)成。行星輪150在太陽(yáng)輪的內(nèi)壁141與空心輪的內(nèi)壁161之間滾動(dòng)。轉(zhuǎn)子112安置在太陽(yáng)輪140的外壁142上。定子111安置在空心輪160的外壁162上。空心輪160、準(zhǔn)確地說(shuō)空心輪160的內(nèi)壁161相對(duì)于行星架151支承在軸承180 上?？招妮?60、準(zhǔn)確地說(shuō)空心輪160的內(nèi)壁161還相對(duì)于太陽(yáng)輪140的外壁142支承在軸承181上。此外空心輪160的內(nèi)壁161、行星輪150和太陽(yáng)輪140的內(nèi)壁141相互支撐。在圖2中以橫截面圖簡(jiǎn)示出按照本發(fā)明的發(fā)電機(jī)裝置的第二優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案并且總體上以200表示。與圖1的發(fā)電機(jī)裝置100不同，發(fā)電機(jī)裝置200配有雙重饋電的異步發(fā)電機(jī)220。發(fā)電機(jī)220具有初級(jí)部件或定子211以及次級(jí)部件或轉(zhuǎn)子212，它們分別配有繞組頭。定子211仍然固定在空心輪160的外壁162上。同樣轉(zhuǎn)子212仍然固定在太陽(yáng)輪 140的外壁142上。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)220由異步發(fā)電機(jī)構(gòu)成，因此需要導(dǎo)引電流到轉(zhuǎn)子212。因此太陽(yáng)輪 140具有輪轂144，它配有滑環(huán)145。滑環(huán)145被集電器190的電刷191作用。因此通過(guò)本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案可以在發(fā)電機(jī)110或210內(nèi)部提供緊湊的行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它具有三個(gè)傳動(dòng)自由度，但是為了支承傳動(dòng)輪140、150、151和160只需兩個(gè)軸承 180和181。因此可以降低摩擦損失、軸承精度、效率損失等。當(dāng)然，在所示附圖中只示出本發(fā)明的示例實(shí)施例。除此以外可以設(shè)想各種其它實(shí)施例，而不離開(kāi)本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.用于風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)裝置，具有環(huán)形的初級(jí)部件(111；211)、環(huán)形的次級(jí)部件 (112 ；212)以及行星傳動(dòng)裝置(130)，所述行星傳動(dòng)裝置設(shè)置在初級(jí)部件(111 ；211)和次級(jí)部件(112 ；212)內(nèi)部，其中行星傳動(dòng)裝置(130)具有空心輪(160)、太陽(yáng)輪(140)和至少兩個(gè)行星輪(150)，其中所述太陽(yáng)輪(140)基本環(huán)殼形地通過(guò)內(nèi)壁(141)、外壁(142)和連接內(nèi)壁和外壁的接板(143)構(gòu)成，其中所述空心輪(160)設(shè)置在太陽(yáng)輪(140)的內(nèi)壁(141)與外壁(142)之間并且支承在太陽(yáng)輪(140)的外壁(142)上。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述空心輪(160)支承在行星架(151)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述至少兩個(gè)行星輪(150)在空心輪 (160)與太陽(yáng)輪的內(nèi)壁(141)之間滾動(dòng)。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述環(huán)形的次級(jí)部件(112；212) 設(shè)置在太陽(yáng)輪(140)的外壁(142)上。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述空心輪(160)基本環(huán)殼形地通過(guò)內(nèi)壁(161)、外壁(162)和連接內(nèi)壁和外壁的接板(163)構(gòu)成，其中環(huán)形的初級(jí)部件 (111 ；211)和環(huán)形的次級(jí)部件(112 ；212)設(shè)置在空心輪(160)的內(nèi)壁(161)與外壁(162) 之間。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述環(huán)形的初級(jí)部件(111，211)設(shè)置在空心輪(160)的外壁(162)上。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中在所述行星傳動(dòng)裝置(130)前設(shè)有第二傳動(dòng)裝置(120)、尤其是兩級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述第二傳動(dòng)裝置(120)與空心輪(160)利用至少一個(gè)彈性的元件(121)連接。
9.如權(quán)利要求7或8所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述行星架(151)可以分成驅(qū)動(dòng)部件(152)和從動(dòng)部件(153)，其中驅(qū)動(dòng)部件(152)設(shè)置在第二傳動(dòng)裝置(120)上，而從動(dòng)部件(153)設(shè)置在行星傳動(dòng)裝置(130)上。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述發(fā)電機(jī)由雙重饋電的異步發(fā)電機(jī)(210)構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)裝置，其中所述發(fā)電機(jī)由永磁激勵(lì)的同步發(fā)電機(jī)(110)構(gòu)成。
12.風(fēng)能設(shè)備，具有如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)裝置(100；200)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)裝置，具有環(huán)形的初級(jí)部件(111)、環(huán)形的次級(jí)部件(112)以及行星傳動(dòng)裝置(130)，它設(shè)置在初級(jí)部件(111)和次級(jí)部件(112)內(nèi)部，其中行星傳動(dòng)裝置(130)具有空心輪(160)、太陽(yáng)輪(140)和至少兩個(gè)行星輪(150)。所述太陽(yáng)輪(140)基本環(huán)殼形地通過(guò)內(nèi)壁(141)、外壁(142)和連接內(nèi)壁和外壁的接板(143)構(gòu)成，其中所述空心輪(160)設(shè)置在太陽(yáng)輪(140)的內(nèi)壁(141)與外壁(142)之間并且支承在太陽(yáng)輪(140)的外壁(142)上。
文檔編號(hào)F16H57/08GK102282364SQ200980154746
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者帕維萊茨 A., 滕貝爾格 H-J. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司