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EP4097829A1 - Generator einer windenergieanlage - Google Patents

Generator einer windenergieanlage

Info

Publication number
EP4097829A1
EP4097829A1 EP21702979.2A EP21702979A EP4097829A1 EP 4097829 A1 EP4097829 A1 EP 4097829A1 EP 21702979 A EP21702979 A EP 21702979A EP 4097829 A1 EP4097829 A1 EP 4097829A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
generator
heat pipe
belt
pipe arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21702979.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hussam Daboul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wobben Properties GmbH
Original Assignee
Wobben Properties GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wobben Properties GmbH filed Critical Wobben Properties GmbH
Publication of EP4097829A1 publication Critical patent/EP4097829A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/225—Heat pipes
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    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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    • H02K7/1838—Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
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    • 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

  • a generator of a wind power plant comprising: a stator, a rotor, in particular having a rotor belt, and a heat pipe arrangement that is thermally connected to the rotor in order to add heat generated by the rotor, in particular during operation of the generator to lead.
  • the generator is thus designed as a conventional electrical generator and essentially consists of a stator having a rotation axis and a rotor rotating around the rotation axis.
  • the heat pipe arrangement is also essentially designed as a heat exchanger or heat exchanger and, for example, designed from heat pipes or as a two-phase thermosiphon and functionally essentially comprises an evaporator, a transport and a condenser.
  • At least the evaporator is preferably arranged directly on the rotor, in particular the rotor belt, and in particular thermally connected to the rotor, in particular the rotor belt.
  • the heat pipe arrangement is formed from at least one heat pipe, which is formed in particular from copper or aluminum and is set up to carry water or ammonia.
  • the heat pipes are applied axially to the rotor, for example on the side facing away from the air gap, in particular by gluing or screwing on. It is therefore proposed in particular that the heat pipe arrangement and in particular the heat pipes are thermally conductive or thermally connected to the rotor and in particular to the rotor belt. In a further preferred embodiment, the heat pipes have a length which essentially corresponds to the axial length of the rotor or the rotor belt.
  • the heat pipe arrangement is formed from a plurality of systems.
  • the heat pipe is designed as a flat hollow tube made of copper, which has a copper wire mesh inside that is set up to generate a capillary effect for the cooling medium.
  • 3 shows a schematic view of a pole shoe core 225 of a generator 200, in particular as shown in FIGS. 2A and 2B, of a wind energy installation, in particular as shown in FIG. 1, according to a further embodiment.

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Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Generator einer Windenergieanlage, umfassend: einen Stator, einen Rotor, insbesondere aufweisend einen Rotorgurt, und eine Wärmerohrandordnung, die mit dem Rotor thermisch verbunden ist, um eine, vom Rotor, insbesondere im laufenden Betrieb des Generators, erzeugte Wärme zu führen.

Description

Generator einer Windenergieanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Generator einer Windenergieanlage sowie eine, einen solchen Generator aufweisende Wndenergieanlage.
Generatoren bestehen aus mechanischer Sicht üblicherweise aus einem stehenden Teil, dem sogenannten mechanischen Stator oder Ständer, und einen, sich um eine Längs- achse des mechanischen Stators drehenden, insbesondere rotierenden, Teil, dem sogenannten mechanischen Rotor oder Läufer.
Zwischen dem mechanischen Stator und dem mechanischen Rotor befindet sich ein Luft- spalt.
Der mechanische Stator besteht im Wesentlichen aus einem Statorring, der einen elektri- sehen Stator trägt.
Der mechanische Rotor besteht im Wesentlichen aus einem Rotorring, der auch als Rotorgurt bezeichnet wird, der einen elektrischen Rotor trägt.
Je nach Ausführungsform des Generators kann der elektrische Stator bzw. der elektrische Rotor aus elektrischen Wicklungen und/oder Permanentmagneten ausgebildet sein und sich innerhalb oder außerhalb des Stators um eine Längsachse drehen. Eine marktbedingte, steigende Leistungsdichte bei elektrischer Generatoren, insbesondere im Bereich der Windenergieanlagen, führt zu immer höheren Wärmestromdichten innerhalb des Generators, die zu Verformungen im Bereich der Tragstrukturen des Generators führen können, also insbesondere zu Verformungen am Stator- und/oder Rotorring. Diese Verformungen können zur Unwucht des Generators führen und im schlimmsten Fall dafür sorgen, dass der Rotor gegen den Stator stößt und der Generator derart beschädigt wird, dass der Generator nicht mehr betriebsfähig ist.
Üblicherweise werden zur Beherrschung dieser Wärmestromdichten, die nachfolgend vereinfacht als Wärme bezeichnet werden, unterschiedliche Kühlkonzepte verwendet, wie bspw. eine Wasserkühlung im Bereich des Stators des Generators.
Auf Grund von nachträglichen Leistungserhöhungen, wie bspw. dem sogenannten Repowering des Generators, kann es aber dazu kommen, dass das vormals vorgesehene Kühlkonzept nicht mehr ausreichend ist, um die zusätzliche Wärme, die durch das Repowering erzeugt wird abzuführen. Nach dem Repowering kann es also dazu kommen, dass der Generator nicht mehr ausreichend gekühlt wird.
Hierdurch kann es zu Temperaturdifferenzen in der Tragstruktur des Generators kommen, was zu Verformungen der selbigen führen kann, insbesondere zu Verformungen der Tragstruktur des Rotors, dem sogenannten Rotorgurt. Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zur vorliegenden Anmeldung folgenden Stand der Technik recherchiert: US 2012/0169158 A1 , US 2012/0248780 A1 , US 2014/0232221 A1 , US 2019/0044402 A1 und US 2019/0280565 A1 .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eines der obengenannten Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Möglichkeit geschaffen werden, einen Generator einer Windenergieanlage auch nach einem Repowering des Generators auf einfache und zweckmäßige Weise ausreichend zu kühlen, insbesondere so, dass keine Verformungen an der Tragstruktur des Rotors auftreten. Alternativ soll eine Alternative zu bisher Bekanntem bereitgestellt werden. Erfindungsgemäß wird somit ein Generator einer Windenergieanlage vorgeschlagen, umfassend: einen Stator, einen Rotor, insbesondere aufweisend einen Rotorgurt, und eine Wärmerohrandordnung, die mit dem Rotor thermisch verbunden ist, um eine, vom Rotor, insbesondere im laufenden Betrieb des Generators, erzeugte Wärme zu führen. Der Generator ist somit als üblicher, elektrischer Generator ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus einem, eine Rotationsachse aufweisenden Stator und einem, sich um die Rotationsachse drehenden Rotor.
Der Generator ist bspw. als mehrphasiger Synchron- oder Asynchrongenerator ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Generator als hochpoliger, insbesondere fremd erregter, Synchrongenerator ausgebildet.
Am Rotor, insbesondere an der Tragstruktur des Rotors, dem Rotorgurt, wird ferner eine Wärmerohranordnung so angeordnet, dass die Wärmerohranordnung derart thermisch mit dem Rotor verbunden ist, dass die Wärmerohranordnung eine vom Rotor, insbesondere im laufenden Betrieb des Generators, erzeugte Wärme führen, insbesondere verteilen bzw. vergleichmäßigen oder abführen, kann.
Die Wärmerohranordnung kann hierfür bspw. an den Rotorgurt des Rotors angeschraubt oder angeklebt werden, bspw. in Form von mehreren Heatpipes.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Wärmerohranordnung am Rotorgurt an ei- ner luftspaltabgewandten Seite angeordnet, also an der Seite des Rotors, die dem Luftspalt und insbesondere dem Stator abgewandt ist.
Die Wärmerohranordnung ist ferner im Wesentlichen als Wärmeübertrager bzw. Wärmetauscher ausgebildet und bspw. aus Heatpipes oder als Zwei-Phasen-Thermosiphon ausgebildet und umfasst funktional im Wesentlichen einen Verdampfer, einen Transport und einen Kondensator.
Bevorzugt ist wenigstens der Verdampfer direkt am Rotor, insbesondere dem Rotorgurt angeordnet und insbesondere thermisch mit dem Rotor, insbesondere dem Rotorgurt, verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmerohranordnung aus wenigstens einer Heatpipe ausgebildet, die insbesondere aus Kupfer oder Aluminium ausgeformt und dazu eingerichtet ist, Wasser oder Ammoniak zu führen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Heatpipe aus Kupfer ausgebildet und dazu eingerichtet, Wasser als Kühlmedium zu führen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Heatpipe im Inneren wenigstens ein Metalldrahtgeflecht, insbesondere ein Kupferdrahtgeflecht, auf, welches dazu eingerichtet ist, eine Kapillarwirkung im Inneren der Heatpipe für ein Kühlmedium, insbesondere für das Wasser oder den Ammoniak, zu erzeugen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmerohranordnung dazu ausgelegt, wenigstens eine punktuelle Temperaturabsenkung am Rotorgurt um 20 Kelvin im laufenden Betrieb des Generators vorzunehmen.
Besonders vorteilhaft bei der hierin beschriebenen Wärmerohranordnung ist insbesondere die Tatsache, dass die Wärmerohranordnung auf einfache Art und Weise am Generator nachgerüstet werden kann, ohne dass der Generator neu ausgelegt oder neu konzipiert werden muss.
Vorzugsweise ist die Wärmerohranordnung axial am Rotor befestigt, insbesondere an einem Rotorgurt, bevorzugt so, dass es zu einer Vergleichmäßigung einer Temperatur am Rotor, insbesondere am Rotorgurt, kommt. Die Wärmerohranordnung wird also axial zum Rotor angeordnet, insbesondere auf einer, dem Luftspalt und insbesondere dem Stator abgewandten Seite des Rotors.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Heatpipes axial auf dem Rotor aufgebracht, bspw. auf der luftspaltabgewandten Seite, insbesondere durch aufkleben oder anschrauben. Es wird also insbesondere vorgeschlagen, dass die Wärmerohranordnung und insbesondere die Heatpipes wärmeleitend bzw. thermisch mit dem Rotor und insbesondere mit dem Rotorgurt verbunden sind. In einerweiter bevorzugten Ausführungsform weisen die Heatpipes eine Länge auf, die im Wesentlichen der axialen Länge des Rotors bzw. des Rotorgurtes entspricht.
Die Wärmerohranordnung wird ferner insbesondere so ausgelegt und bevorzugt am Rotorgurt so angeordnet, dass es zu einer Vergleichmäßigung der Temperatur am Rotor, ins- besondere am Rotorgurt, kommt.
Hierdurch wird insbesondere gewährleistet, dass der Rotor, insbesondere der Rotorgurt, eine im Wesentlichen und über alle Abschnitte gleiche Temperatur aufweist. Die Wärmerohranordnung wird also insbesondere dazu verwendet, die Temperatur des Rotors zu vergleichmäßigen. Alternativ oder zusätzlich kann eine bzw. die Wärmerohranordnung radial am Rotor befestigt werden, insbesondere in der Nähe eines oder an einem Rotorgurt, bevorzugt so, dass es zu einer Absenkung einer lokalen Temperatur am Rotor, insbesondere am Rotorgurt, kommt.
Bspw. weist der Rotor eine Rotortragstruktur, den Rotorgurt, und auf der Rotortragstruktur angeordnete Rotorwicklungen auf. Zudem kann ein Polschuh bzw. Polschuhkern vorgesehen sein, der dazu eingerichtet ist, magnetische Feldlinien der Rotorwicklungen zu führen. Der Polschuhkern kann bspw. mittels Schrauben, den sogenannten Polschuh-Befesti- gungsschrauben, an der Rotortragstruktur befestigt sein. In solchen Fällen können bspw. einzelne Schrauben, die den Polschuhkern mit der Rotortragstruktur verbinden, durch die Wärmerohranordnung, insbesondere durch Heatpipes, ersetz werden.
Bevorzugt werden hierfür einzelne Schrauben auf der Antriebsseite des Generators durch Heatpipes ersetzt.
Es wird also insbesondere vorgeschlagen wenigstens teilweise Heatpipes anstatt Schrauben zu verwenden, insbesondere um die Temperatur am Rotorgurt lokal zu senken. Die Heatpipes werden hierfür radial zur Generatordrehachse eingeführt und ersetzen bspw. eine Schraube der Polschuh-Befestigungsschrauben.
Vorzugsweise ist die Wärmerohranordnung aus wenigstens einem hohlen Leiter, insbesondere einem Rohr, ausgebildet, der dazu eingerichtet ist, ein Fluid, insbesondere Wasser, zu führen. Bevorzugt ist der bzw. sind die hohlen Leiter als Heatpipe ausgebildet.
Besonders bevorzugt ist der hohle Leiter im Wesentlichen flach ausgebildet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der hohle Leiter im Wesentlichen flach ausgebildet und weist im Inneren ein Metalldrahtgeflecht auf, welches dazu eingerichtet ist, für das Fluid bzw. das Kühlmedium, eine Kapillarwirkung zu erzeugen.
Vorzugsweise ist der hohle Leiter, insbesondere das Rohr, aus Metall, bevorzugt aus Kupfer oder Aluminium, ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Wärmerohranordnung aus mehreren hohlen Leitern und aus Metall ausgebildet. Bevorzugt sind die mehreren hohlen Leiter entlang eines Umlaufes des Rotors, und insbesondere von einander beabstandet, angeordnet, insbesondere symmetrisch zueinander beabstandet, bspw. in axialer Richtung parallel zu einander und in radialer Richtung um 30° zu einander versetzt.
Vorzugsweise weist die Wärmerohranordnung wenigstens einen Verdampfer, einen Kon- densator und einen den Verdampfer mit dem Kondensator verbindenden Abschnitt auf, insbesondere wobei der Verdampfer auf einer ersten Seite am Rotor, insbesondere am Rotorgurt, angeordnet ist und der der Kondensator auf einer zweiten Seite am Rotor, insbesondere am Rotorgurt, angeordnet ist, wobei die erste Seite im laufenden Betrieb des Generators eine höhere Betriebs und/oder Umgebungstemperatur aufweist als die zweite Seite.
Es wird somit insbesondere auch vorgeschlagen, dass die Wärmerohranordnung aus mehrere Heatpipes ausgebildet ist, wobei jede Heatpipe funktionell einen Verdampfer und einen Kondensator aufweist, die mit einander verbunden sind.
Bevorzugt ist die Heatpipe dabei im Wesentlichen vollständig symmetrisch aufgebaut und wird derart an dem Rotorgurt befestigt, dass der Verdampfer auf der warmen Seite und der Kondensator auf der kalten Seite angeordnet wird. Es wird also insbesondere vorgeschlagen, dass es zwischen Kondensator und Verdampfer keine geometrischen oder physikalischen Unterschiede gibt, sondern insbesondere nur funktionelle Unterschiede. Vorzugsweise ist der Verdampfer aus wenigstens einem hohlen Leiter, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, ausgebildet und dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Fluid, insbesondere Wasser, zu führen.
Vorzugsweise ist der Verdampfer aus mehreren hohlen Leitern ausgebildet ist und es sind mehrere Verdampfer vorgesehen, die zu einander beanstandet am Rotorangeordnet sind.
Es wird also insbesondere vorgeschlagen, dass die Wärmerohranordnung aus mehreren System ausgebildet ist.
Hierdurch kann die Ausfallsicherheit erhöht werden.
Vorzugsweise weist der Generator ferner eine Spaltüberwachung auf, insbesondere eine Luftspaltmessung oder eine Generatorspaltüberwachung, die dazu eingerichtet ist, einen Spaltabstand zu erfassen.
Der Generator weist also eine Überwachungseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, den Abstand zwischen Stator und Rotor oder ein anderes Spaltmaß zu überwachen.
Sofern bspw. die Kühlung durch die Wärmerohranordnung nicht mehr ausreichend ist, weil der Generator oberhalb seiner Belastungsgrenze betrieben wird, kommt es zu einer Veränderung des Spaltes, bspw. des Luftspaltes zwischen Stator und Rotor.
Bei Unterschreiten eines voreingestellten Grenzwertes, also, wenn bspw. Stator und Rotor nicht einen genügend großen Abstand zueinander aufweisen, meldet die Luftspaltmessung dies bspw. an die Generatorsteuerung, woraufhin, die Generatorsteuerung den Generator abfährt bzw. in einen Notstillstand versetzt.
Alternativ zur Luftspaltmessung kann auch eine Generatorspaltüberwachung verwendet werden, welche Spaltmaße in der Tragstruktur des Generators überwacht und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes, ebenfalls den Generator abfährt bzw. in einen Notstillstand versetzt. Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend exemplarisch und anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Windenergieanlage gemäß einer Ausführungsform. Fig. 2A zeigt eine erste schematische Ansicht eines Generators einer Windenergieanlage gemäß einer Ausführungsform.
Fig. 2B zeigt eine zweite schematische Ansicht eines Generators einer Windenergieanlage gemäß einer Ausführungsform.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Polschuhkerns eines Generators einer Windenergieanlage gemäß einerweiteren Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Windenergieanlage 100.
Die Windenergieanlage 100 weist hierzu einen Turm 102 und eine Gondel 104 auf. An der Gondel 104 ist ein aerodynamischer Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 110 angeordnet. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen vorstehend oder nachstehend beschriebenen Generator in der Gondel 104 an.
Fig. 2A zeigt eine erste schematische Ansicht eines Generators 150 einer Windenergieanlage, insbesondere wie in Figur 1 gezeigt, gemäß einer Ausführungsform, insbesondere in einem radialen Querschnitt. Der Generator 200 umfasst im Wesentlichen einen, eine Längsachse L aufweisenden Stator 210 und einen, sich um die Längsachse des Stators drehenden Rotor 220.
Zwischen dem Stator 210 und dem Rotor 220 ist ein Luftspalt 230 angeordnet.
Zudem weist der Generator eine Seite A auf, die dem Antrieb zugeordnet ist, die sogenannte Antriebsseite, und eine Seite M, die der Maschine zugeordnet ist, die sogenannte Maschinenseite. Der Generator 200 ist zudem als Innenläufer ausgebildet, d.h. der Rotor 220 dreht sich innerhalb des Stators 210 und die Längsachse.
Der Rotor 220 weist eine Rotortragstruktur, den Rotorgurt 222, und eine Rotorwicklung 224 auf, die auf der Rotortragstruktur angeordnet sind. Bevorzugt ist zudem ein Polschuh bzw. Polschuhkern 225 vorgesehen, der mittels Schrauben, den Polschuh-Befestigungsschrauben, am Rotorgurt 222 befestigt und dazu vorgesehen ist, magnetische Feldlinien der Rotorwicklung 224 zu führen.
Unterhalb der Rotortragstruktur 222, also auf der luftspaltabgewandten Seite des Rotors 220, ist die Wärmerohranordnung 240 angeordnet, im Wesentlich über die gesamte axiale Länge des Rotors 220, insbesondere der Rotorgurtes 222.
Die Wärmerohranordnung 240 ist dabei axial so am Rotor 220 befestigt, dass es zu einer Vergleichmäßigung der Temperatur am Rotor 220, insbesondere am Rotorgurt 222, kommt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmerohranordnung 240 aus mehreren Heatpipes 241 ausgebildet, die von einander beabstandet, axial entlang des Rotors 220 verlaufen.
Die Heatpipe 241 weist einen Verdampfer 241 ‘, einen Kondensator 241“ und einen, den Verdampfer 241 ‘ und den Kondensator 241 “ verbindenden Abschnitt 241 auf.
Der Verdampfer 241 ‘ ist an der Antriebsseite A angeordnet und der Kondensator 241 “ ist an der Maschinenseite M angeordnet.
Die Temperatur T des Rotorgurtes 222 über die Länge I des Rotorgurtes 222 ist entsprechend unterhalb des Generators abgebildet.
Die Antriebsseite A weist dabei eine Temperatur bis ca. 110°C auf und die Maschinenseite M weist dabei eine Temperatur bis ca. 90°C auf. Die Antriebsseite A ist somit wärmer als die Maschinenseite M. Demzufolge ist auch der Verdampfer 24T an der wärmeren Antriebsseite A und der Kondensator 241“ an der kälteren Maschinenseite angeordnet. Fig. 2B zeigt eine zweite schematische Ansicht eines Generators 200, insbesondere wie in Figur 2A gezeigt, einer Windenergieanlage, insbesondere wie in Figur 1 gezeigt, in einer weiteren Ansicht.
Der Generator 200 umfasst einen Stator 210 und einen Rotor 220. Der Rotor 220 weist einen Rotorgurt 222 mit einem daran befestigten Polschuhkern 225 auf, der aus mehreren Polschuhen ausgebildet ist. Der Polschuhkern 225 ist bspw. mittels Polschuh-Befestigungsschrauben am Rotorgurt befestigt.
Am Rotorgurt 222, auf einer dem Luftspalt abgewandten Seite des Rotors 222, ist eine Heatpipe 241 angeordnet, die Teil einer Wärmerohranordnung ist. Die Heatpipe 241 ist im Wesentlichen flach und bevorzugt aus Kupfer ausgebildet, und dazu eingerichtet, Wasser als Kühlmedium zu führen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Heatpipe als flaches Hohlrohr aus Kupfer ausgebildet, welches im Inneren ein Kupferdrahtgeflecht aufweist, dass dazu eingerichtet ist, eine Kapillarwirkung für das Kühlmedium zu erzeugen. Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Polschuhkerns 225 eines Generators 200, insbesondere wie in den Figuren 2A und 2B gezeigt, einer Windenergieanlage, insbesondere wie in Figur 1 gezeigt, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Der Polschuhkern 225 besteht aus einem Material hoher Permeabilität, zum Beispiel Eisen, und ist dazu eingerichtet, die magnetischen Feldlinien der Rotorwicklungen in einer defi- nierten Form zu führen, insbesondere heraustreten zu lassen bzw. zu verteilen.
Der Polschuhkern 225 wird mittels Polschuh-Befestigungsschrauben 226 am Rotorgurt befestigt.
Vereinzelte Polschuh-Befestigungsschrauben, insbesondere der Antriebsseite A, sind durch Heatpipes 241 ersetzt. Die Heatpipes 241 verlaufen also radial entlang des Rotors und sorgen für eine Absenkung einer lokalen Temperatur am Rotor bzw. einer lokalen Absenkung der Temperatur am Rotor, insbesondere Rotorgurt. Die vorgeschlagene Wärmerohranordnung kann also insbesondere nachträglich eingesetzt verwendet und trägt zur Temperatur-Homogenisierung der Tragstruktur des Generators bei.
Bezuqszeichenliste
100 Windenergieanlage
102 Turm einer Wndenergieanlage
104 Gondel einer Wndenergieanlage 106 aerodynamischer Rotor einer Windenergieanlage
108 Rotorblätter einer Wndenergieanlage
110 Spinner einer Wndenergieanlage
200 Generator einer Windenergieanlage
210 Stator des Generators 220 Rotor des Generators
222 Rotorgurt des Rotors
224 Rotorwicklungen des Rotors
225 Polschuhkern des Rotors
226 Polschuh-Befestigungsschrauben des Polschuhkerns 230 Luftspalt zwischen Stator und Rotor
240 Wärmerohranordnung
241 Heatpipe
241 ‘ Verdampfer 241 Kondesator
241 verbindender Abschnitt
A Antriebsseite
M Maschinenseite L Längsachse des Stators
T Temperatur
I Länge

Claims

Ansprüche
1. Generator einer Windenergieanlage, umfassend: einen Stator, einen Rotor, insbesondere aufweisend einen Rotorgurt, und - eine Wärmerohrandordnung, die mit dem Rotor thermisch verbunden ist, um eine, vom Rotor, insbesondere im laufenden Betrieb des Generators, erzeugte Wärme zu führen.
2. Generator nach Anspruch 1 , wobei die Wärmerohranordnung axial am Rotor befestigt ist, insbesondere an einem Ro- torgurt, bevorzugt so, dass es zu einer Vergleichmäßigung einer Temperatur am Rotor, insbesondere am Rotorgurt, kommt.
3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmerohranordnung radial am Rotor befestigt ist, insbesondere in der Nähe eines oder an einem Rotorgurt, bevorzugt so, dass es zu einer Absenkung einer lokalen Temperatur am Rotor, insbesondere am Rotorgurt, kommt.
4. Generator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wärmerohranordnung aus wenigstens einem hohlen Leiter, insbesondere Rohr, ausgebildet ist, der dazu eingerichtet ist, ein Fluid, insbesondere Wasser, zu führen.
5. Generator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei - die Wärmerohranordnung aus wenigstens einem hohlen Leiter, insbesondere Rohr, aus Metall, bevorzugt Kupfer oder Aluminium, ausgebildet ist.
6. Generator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wärmerohranordnung aus mehreren hohlen Leitern aus Metall ausgebildet ist.
7. Generator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wärmerohranordnung wenigstens einen Verdampfer, einen Kondensator und einen den Verdampfer mit dem Kondensator verbindenden Abschnitt aufweist, insbesondere wobei der Verdampfer auf einer ersten Seite am Rotor, insbesondere am Rotorgurt, ange- ordnet ist und der der Kondensator auf einer zweiten Seite am Rotor, insbesondere am Rotorgurt, angeordnet ist, wobei die erste Seite im laufenden Betrieb des Generators eine höhere Betriebs- und/oder Umgebungstemperatur aufweist als die zweite Seite.
8. Generator nach Anspruch 6, wobei der Verdampfer aus wenigstens einem hohlen Leiter, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, ausgebildet ist, der dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Fluid, insbesondere Wasser, zu führen.
9. Generator nach Anspruch 7, wobei der Verdampfer aus mehreren hohlen Leitern ausgebildet ist und mehrere Verdampfer vorgesehen sind, die zu einander beanstandet am Rotor angeordnet sind.
10. Generator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Generator ferner eine Spaltüberwachung, insbesondere eine Luftspaltmessung oder eine Generatorspaltüberwachung aufweist, die dazu eingerichtet ist, einen Spaltabstand zu erfassen.
11. Windenergieanlage umfassend einen Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
EP21702979.2A 2020-01-31 2021-02-01 Generator einer windenergieanlage Pending EP4097829A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020102409.6A DE102020102409A1 (de) 2020-01-31 2020-01-31 Generator einer Windenergieanlage
PCT/EP2021/052246 WO2021152164A1 (de) 2020-01-31 2021-02-01 Generator einer windenergieanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4097829A1 true EP4097829A1 (de) 2022-12-07

Family

ID=74505251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21702979.2A Pending EP4097829A1 (de) 2020-01-31 2021-02-01 Generator einer windenergieanlage

Country Status (4)

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