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Title:
STATOR SUPPORT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/005408
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a wind power plant, comprising a generator which has a stator and a rotor in a machine house. Said machine house is located at the top of the tower of the wind power plant. The stator has a support construction consisting of several support arms. The generator is a ring generator. Wind power plants of this type are known and are already used on a large scale. However, wind power plants continued to be developed with a view to achieving greater generator output. This regularly leads to increases in the dimensions and therefore, the mass, of the individual components (especially their support arms). The invention therefore aims to provide a wind power plant with lighter components and reduced noise emissions. The inventive ring generator consists of a stator and a rotor, the stator having a support construction which supports the stator ring and the stator winding. The invention is characterized in that the support construction is made up of several support arms consisting of a bar structure.

Inventors:
WOBBEN ALOYS (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/005912
Publication Date:
January 17, 2002
Filing Date:
May 23, 2001
Export Citation:
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Assignee:
WOBBEN ALOYS (DE)
International Classes:
F03D9/00; H02K1/18; (IPC1-7): H02K1/18
Foreign References:
US5844341A1998-12-01
US4060744A1977-11-29
EP0744313A21996-11-27
Attorney, Agent or Firm:
Göken, Klaus G. (Speiser & Partner Martinistrasse 24 Bremen, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Ringgenerator, bestehend aus einem Stator und einem Läufer, wobei der Stator eine Tragkonstruktion aufweist, mittels der der Statorring und die Stator wicklungen gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion aus mehreren Tragarmen gebildet ist, die aus einer Stabkonstruktion bestehen.
2. Windenergieanlage mit einem Generator mit den Merkmalen nach An spruch 1.
3. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens ein Tragarm (12) des Statorträgers (10) in wenigstens zwei Ausleger (14) aufteilt.
4. Windenergieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Abschnitt (16) jedes Auslegers (14) in einem vorgegebenen Winkel zu dem Ausleger (14) verläuft.
5. Windenergieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt wenigstens eines Auslegers (14) eines Tragarmes (12) oder eines Tragarmes (12) zu seinem von der Basis (18) entfernten Ende hin verringert.
6. Windenergieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem von dem Ausleger (14) abgewandten Ende des Abschnittes (16) eine Platte (17) angeordnet ist, deren Fläche größer als die Querschnittsfläche des Abschnittes (16) ist.
7. Windenergieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (12) als Einzelsegmente eingebaut sind und in situ als Statorträger (10) zusammenwirken.
8. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Tragarme (12) zu Segmenten miteinander verbunden sind, wobei die Segmente in situ als Statorträger zusam menwirken.
9. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (12) zu einem einstückigen Stator träger (10) miteinander verbunden werden.
10. Windenergieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (12) zu einem einstückigen Stator träger (10) miteinander verbunden werden.
11. Tragkonstruktion eines Ringgenerators, wobei die Tragkonstruktion aus mehreren Tragarmen besteht und ein Tragarm eine Stabkonstruktion, wie z. B. in den Fig. 1 und/oder 2 dargestellt, aufweist.
Description:
<BR> <BR> <P>Statorträger Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Generator mit Stator und Rotor in einem Maschinenhaus, welches an der Spitze des Turmes der Windenergieanlage angeordnet ist, wobei der Stator über eine Tragkonstruktion, bestehend aus mehreren Tragarmen, verfügt. Der Generator ist hierbei ein Ringge- nerator.

Solche Windenergieanlagen sind bekannt und werden bereits in großer Stückzahl eingesetzt. Dabei geht die Entwicklung von Windenergieanlagen heute noch weiter in Richtung einer höheren Generatorleistung. Damit einher geht regelmäßig eine Erhögung der Abmessungen der einzelnen Komponenten (insbesondere deren Tragarme) und damit deren Masse.

Der Stand der Technik kennt heute bereits Windenergieanlagen, deren Gondelge- wicht (Maschinenhausgewicht) im Bereich von 90-100 t liegt. Dabei trägt der Statorträger, an dem der Stator des Generators befestigt ist, zu dieser Masse bei.

Solche großen Massen sind jedoch nur noch schwer handhabbar und erzeugen hohe Lasten auf den Turm sowie das Turmfundament, was insgesamt zu einer erhöhten Materialbelastung, aber auch zu einer Erhöhung der Kosten der einzelnen vorgenannten Teile einer Windenergieanlage führt. Zur Verdeutlichung sei darauf hingewiesen, dass die Gondeln (also das Maschinenhaus) der Windenergieanlagen nicht nur zur Baustelle transportiert werden, sondern dort regelmäßig in Einzelteilen auf die Spitze des Turmes gehoben werden müssen.

Ein weiteres Problem bei Windenergieanlagen, das neben bauordnungsrechtlichen Fragen im Wesentlichen die Akzeptanz solcher Anlagen insbesondere in der jeweili- gen Nachbarschaft betrifft, betrifft das Thema Schallemissionen, denn auch die von modernen Windenergieanlagen ausgehenden Schallemissionen können in unmittel- barer Nachbarschaft stören wirken und damit die Aktzeptanz solcher Anlagen verringern.

Ein Teil der Schallemissionen wird von den Tragarmen erzeugt, da diese Tragarme innen hohl sind und geschlossene Außenflächen haben, so dass dadurch ein Resonanzkörper gebildet wird.

Daher ist es eine Ausgabe der vorliegenden Erfindung, eine Windenergieanlage anzugeben, deren Bauteilgewichte reduziert werden und deren Schallemission verringert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Statorträger eine offene Struktur aufweist. Durch diese offene Struktur ergeben sich einerseits Gewichtseinsparungen durch verringerten Materialeinsatz. Andererseits werden auch Schallemissionen verringert, da die Tragarme durch ihre offenen Struktur keine Resonanzkörper mehr bilden können und somit wenigstens die Schallemission der Tragarme entfallen.

Ein erfindungsgemäßer Statorträger trägt daher mit seiner gegenüber der bekannten Bauweise verringerten Masse zu einer Verringerung der Gondelmasse bei, und damit auch zu einer besseren Handhabbarkeit und Transportierbarkeit der Kom- ponenten bzw. der gesamten Gondei.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche gekenn- zeichnet.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform anhand der Figuren näher beschrieben.

Dabei zeigen : Fig. 1 eine Seitenansich eines erfindungsgemäßen Tragarmes ; und Fig. 2 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Statorträgers mit meh- reren Tragarmen.

Der in Fig. 1 in einer Seitenansicht gezeigte Tragarm 12 weist eine offene Struktur auf, so dass kein Resonanzkörper gebildet wird. Von einer Basis 18 des Tragarmes 12 aufsteigend sind mehrere Öffnungen 22 in dem Tragarm 12 erkennbar, so dass die Struktur des Tragarmes aus seitlichen Stäben 24 und dazwischen verlaufenden Querstreben (Traversen) 26 gebildet ist. Somit bildet der Tragarm 12 keinen Resonanzkörper und es können demnach keine Schallemissionen entstehen.

Der erfindungsgemäße Tragarm 12 erstreckt sich von der Basis 18 aus eine vor- gegebene Strecke, die sich aus der Größe des an dem Tragarm 12 zu befestigen- den Stators 20 ergibt. An dem der Basis 18 gegenüberliegenden Ende des Tragar- mes 12 verläuft ein Abschnitt 16 im rechten Winkel zu dem Tragarm 12 und weist an seinem Ende eine Tragplatte 17 auf. An dieser Tragplatte 17 wird der Stator 20 befestigt. Dabei kann die Tragplatte 17 eine größere Flache als die Querschnitts- fläche des Abschnittes 16 aufweisen.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tragarmes 12 ist die Tiefe (die horizontale Ausdehnung in der Fig.) konstant. Diese kann jedoch alternativ variieren und somit eine Querschnittsveränderung des erfindungs- gemäßen Tragarmes 12 erlauben.

Fig. 2 zeigt eines aus mehreren erfindungsgemäßen Tragarmen 12 gebildeten Statorträgern 10 in einer Draufsicht. Dabei ist die offene, fachwerkartige Struktur der Tragarme 12 gut zu erkennen, die durch Stäbe 24 und Querstreben (Traversen) 26 gebildet ist.

Die Tragarme 12 weisen somit eine offene Struktur auf und bilden mit ihren nach innen gerichteten Basen 18 eine Öffnung, durch die eine Rotorachse (ein Rotorzap- fen) hindurchgreifen kann. Dabei können die Tragarme 12 als Einzelelemente verwendet werden. Alternativ können die Tragarme 1 2 z. B. im Bereich ihrer Basen 18 zu einem einstückigen Statorträger 10 oder zu mehreren Statorträger-Segmen- ten miteinander verbunden werdne, die ihrerseits wiederum einzeln eingesetzt oder zu einem einstückigen Statorträger 10 verbunden werden können.

Das radial nach außen gerichtete Ende jedes Tragarmes 12 teilt sich in zwei Ausleger 14. Der rechtwinklig abgeknickte, äußere Abschnitt 16 jedes Auslegers 14 verläuft in axialer Richtung parallel zu der Richtung der Rotorachse. Dabei ist die Fläche der Tragplatte 17, an welcher der Stator befestigt wird, größer als die Querschnittsfläche des Abschnittes 16.

Der Querschnitt des Auslegers 14 verringert sich von der Basis 18 ausgehend zu seinem äußeren Ende, also zu dem abgewinkelten Abschnitt 16 hin. Dabei ergibt sich diese Querschnittsänderung bei einem Tragarm 12 der hier gezeigten Aus- führungsform bei gleichbleibender Tiefe (horizontale Ausdehnung des in Fig. 1 dargestellten Tragarmes) aus einer sich verringernden Breite (horizontale Aus- dehnung der Tragarme 12 in Fig. 2) inbesondere im Bereich der Ausleger 14.

Alternativ können Tiefe und Breite des erfindungsgemäßen Tragarmes 12 variieren.

Zur Verdeutlichung der Anwendung ist ein Abschnitt des Stators 20 exemplarisch in einer Einbausituation dargestellt. Tatsächlich erstreckt sich der Stator 20 ringför- mig über den gesamten äußeren Umfang des Statorträgers 10 und ist dabei um das Maß von dem Statorträger beabstandet, um das die Tragplatte 17 durch den Abschnitt 16 von dem Ausleger 14 entfernt ist.

In einer (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung sind die Tragarme 12, entweder einzeln, als Segmente oder als einstückiger Statorträger 10 an einer Unterkonstruktion (nicht dargestellt) angebracht, die wiederum mit dem Maschinen- haus der Windenergieanlage fest verbunden ist.