用于制造风力涡轮机机舱的一组单元的制作方法

用于制造风力涡轮机机舱的一组单元
1.引言
2.本公开涉及用于制造用于风力涡轮机的机舱的一组单元。所述机舱包括转子支撑组件和能量转化组件。所述一组单元包括主单元，该主单元布置成连接到风力涡轮机塔架并且容纳所述转子支撑组件。所述一组单元还包括至少两个不同的辅助单元，每个辅助单元容纳形成所述能量转化组件的一部分的操作部件。
3.本公开还涉及一种用于通过使用所述一组单元来制造机舱的方法。


背景技术：

4.在过去几年中，就标称功率输出以及就风力涡轮机的各个零件的物理尺寸而言，风力涡轮机的大小有增加的趋势。此外，使风力涡轮机适应于与额定功率、期望输出或其他变量有关的特定要求使设计和制造复杂化。


技术实现要素：

5.本公开的实施例的目的是促进进一步的模块化、设计和制造的容易性，并且允许改进风力涡轮机的维护。本公开的实施例的另一个目的是提供一种可使用普通的运输工具运输的机舱，并且降低运输和装卸成本，而不限制机舱的可能大小。
6.出于这些和其他目的，本公开提供了用于组装以形成风力涡轮机机舱的一组单元。所述一组单元包括至少两个不同的辅助单元，每个辅助单元容纳形成能量转化组件的一部分的操作部件，其中，辅助单元中的一个能从所述至少两个辅助单元中选择出并且与主单元组装以形成机舱。
7.所述至少两个不同的辅助单元具有相同的接口，每个接口被配置为与主单元的相同的互补接口对接，以允许选择性将所述至少两个不同的辅助单元之一连接到主单元上的相同位置。这可以例如通过具有相同接口的两个辅助单元，或者通过主单元上的一个单个接口来获得，该主单元可以连接到不同辅助单元的几个不同接口。
8.因此，可以通过选择所述至少两个辅助单元中的一个或另一个来不同地配置该风力涡轮机，这使得能够快速适应特定需求。由于通过使用单独单元的配置，可以优化运输和组装过程，并且重新配置可以是一种选择。
9.所述至少两个辅助单元中的至少一个可以不形成所述机舱的一部分，从而用作辅助单元，该辅助单元可以用于通过用不同的辅助单元替换一个辅助单元来重新配置所述机舱。
10.该风力涡轮机可以包括发电机，该发电机可以单独地与每个辅助单元中的操作部件一起操作，这意味着该风力涡轮机可以在不使用作为替代物附接的不同辅助单元的情况下以转化的形式输送来自该发电机的电力。
11.因此，所述一组单元便于通用风力涡轮机结构的模块化和容易适应不同的特定需要。在设计阶段，设计者可以在不同的辅助单元之间进行选择，并基于特定的要求创建风力涡轮机。
12.作为示例，所述至少两个辅助单元中的第一辅助单元可以提供例如相对于风力涡轮机特征(例如相对于电力生产或电力存储)的特定性能，并且所述至少两个单元中的第二辅助单元可以提供相对于该风力涡轮机特征的不同性能。
13.因此，所述至少两个辅助单元中的一个可容纳从由以下各项组成的组选择的一种类型的操作部件：变压器、变流器、电池、电解池和开关设备，并且所述至少两个辅助单元中的另一个可以容纳从由以下各项组成的组选择的不同操作部件：变压器、变流器、电池、电解池和开关设备。
14.两个辅助单元可以容纳相同类型的操作部件(例如具有不同的额定功率或不同的配置)，例如从而匹配连接的电网等。
15.替代地，辅助单元可以容纳不同类型的操作部件，例如一个辅助单元中的变压器和另一个辅助单元中的电解池。
16.辅助单元和主单元中的每个可以具有货运集装箱的尺寸和/或形状。因此，每个单元继承了货运集装箱在处理、运输和存储方面的优点。货运集装箱可以例如在世界任何地方由船、火车和卡车等处理，并且与散装运输相比成本更低。通过运输构成单元的货运集装箱，成本节约甚至更加显著。货运集装箱也被称为联运集装箱、标准货运集装箱、箱式集装箱、海运集装箱或iso集装箱，并且通常是指用于在全球集装箱化联运货运系统中存储和运输材料和产品以用于洲际交通的集装箱。货运集装箱可以遵循针对系列1货运集装箱的iso 668:2013的iso标准中的尺寸和结构规格。
17.在一个实施例中，所述一组单元包括两个辅助单元，每个辅助单元具有遵循针对系列1货运集装箱的iso 668:2013的iso标准中的尺寸和结构规格的一个货运集装箱的一半尺寸，并且被安排成使得该集装箱的两个半部分可以在运输过程中被组装到一个集装箱上，并且被分成两个辅助单元以便被布置在例如该主单元的相反侧上。集装箱可以特别地在沿集装箱的纵向方向延伸的界面处分开。
18.该机舱可以被配置成安装在风力涡轮机塔架上，使得它由该风力涡轮机塔架直接地或经由中间塔架结构间接地承载。如果风力涡轮机是传统的水平轴类型，则机舱通常由直接位于塔架顶和机舱之间的偏航组件承载。然而，本公开还可以涉及一种多转子风力涡轮机，其中，多于一个机舱由横梁结构承载，该横梁结构又例如经由偏航组件由塔架承载。
19.本公开可以涉及逆风风力涡轮机或顺风风力涡轮机。
20.所述一组单元包括主单元。主单元可以是直接地将机舱连接到塔架或通过所述一个或多个中间塔架结构间接地将机舱连接到塔架的部分。主单元可以特别地被认为是机舱的中心部分并且容纳传动系的部件，例如转子轴的至少一部分。
21.该风力涡轮机可以是直接驱动风力涡轮机，其中发电机通常放置在机舱外部，或者该风力涡轮机可以是例如发电机位于主单元中。主单元通过转子轴支撑转子。
22.根据风力涡轮机的类型，主单元可以包括其他部件，例如齿轮箱、轴承系统和不同种类的外围设备，例如用于润滑、冷却和控制目的。主单元可以特别地包括例如通过偏航组件连接传动系和塔架或中间塔架结构的主框架。主框架尤其可以是铸造部件。
23.主单元和至少两个不同的辅助单元可以被配置成使得两个辅助单元可以附接在主单元上的相同位置上。主单元可以限定第一接口，该第一接口允许选择性连接所述至少两个不同的辅助单元中的一个。
24.主单元还可以限定第二接口，该第二接口在主单元的相对侧并且允许选择性连接所述至少两个不同的辅助单元中的一个。这允许辅助单元附接到主单元的两侧上，例如附接到穿过转子支撑组件的竖直平面的相对两侧上。
25.所述至少两个辅助单元中的至少一个可以被配置用于第一接口，并且所述至少两个辅助单元中的至少一个可以被配置用于第二接口。
26.所述一组单元可以包括为第一接口配置的至少两个不同的辅助单元和/或为第二接口配置的至少两个辅助单元。在该实施例中，被配置用于主单元上的同一接口的每个辅助单元可以具有相同的接口，以允许选择性将所述至少两个不同的辅助单元之一连接到主单元的该接口。
27.能量转化组件将来自发电机的电力转化成期望的能量形式。能量转化组件可以被配置用于例如以ac或dc的形式输送电力。第一辅助单元可容纳形成能量转化组件的一部分的第一操作部件，第二辅助单元可容纳形成能量转化组件的一部分的第二操作部件。
28.在一个实施例中，第一和第二操作部件具有同样操作的操作部件，这意味着它们具有基本上功能，但是具有不同的内部配置、不同的额定值，或者它们可以由不同的制造商生产。这允许在两个部件之间共享能量转化，或者如果一个部件发生故障，则允许风力涡轮机以减小的容量继续操作。
29.在电能的情况下，能量转化组件可以被配置用于将发电机连接到例如外部电网。在这种情况下，能量转化组件可以例如由变流器、变压器和/或开关设备构成。任何这样的部件可以被包括在能量转化组件中。
30.因此，操作部件可以由变流器和/或变压器等构成。
31.作为示例，第一和第二操作部件可以都是变压器，但是具有不同的尺寸和容量。在另一示例中，第一和第二操作部件都是变流器，但具有不同的尺寸和容量。
32.在一个实施例中，该机舱包括主单元和在主单元的一侧的辅助单元。在主单元的另一侧，选择至少两个不同单元中的一个，使得最终机舱包括主单元和至少两个辅助单元，其中一个在两个不同的辅助单元之间选择。因此形成机舱的一部分的两个辅助单元可以容纳相同的部件或不同的部件。在一个实例中，所得到的机舱包括具有发电机的主单元和两个辅助单元，每个辅助单元容纳相同的操作部件或容纳不同的操作部件。
33.作为示例，该发电机可以是异步或同步发电机，例如异步或同步发电机，并且变流器电压可以在与发电机电压(有时称为定子电压)相同的范围内。
34.在另一示例中，该发电机可以是双馈感应发电机(dfig)。在这种情况下，变流器上的电压可以不同于发电机定子电压。变流器连接到发电机转子，并且通常具有与定子电压相同的电压或比定子电压低的电压。
35.低压可以例如被认为是高达1000v的电压。中压可以认为是1kv至约60kv的电压。发电机电压可以是低压或中压。
36.在替代的实施例中，第一和第二操作部件在能量转化组件中具有不同的功能。第一单元可以例如被配置成将来自发电机的电力转化成具有与接收电网匹配的特性的电力，并且第二单元可以被配置成将来自发电机的电力转化成化学物质，例如氢气，甲醇或氨。
37.至少两个辅助单元中的每一个可以包括到主单元的通用接口，通用接口允许主单元中的发电机到辅助单元中的操作部件的通用连接。通用接口被认为是两个不同辅助单元
上的接口，这两个接口都匹配主单元上的同一个接口，从而允许容易和快速地选择要与主单元组合的一个辅助单元。这种接口可以例如包括标准电连接器接口，和/或用于主单元和辅助单元中的操作部件之间的润滑流体、冷却以及其他必要的相互作用的标准接口。
38.所述至少两个辅助单元中的每一个可以被限定在成对的两个辅助单元中，这两个辅助单元在主单元上被配置为彼此匹配。特别地，一对辅助单元中的辅助单元可以被配置为放置在主单元的相对两侧上。这意味着一对辅助单元的辅助单元相对于重量彼此匹配，以在整个主单元上提供可接受的平衡，并且它们还可以相对于一对辅助单元的辅助单元中的操作部件之间的相互作用彼此匹配。这种相互作用的实例可以是一个辅助单元包含与另一个辅助单元中的电解池匹配的能量转化能力，并且两个辅助单元具有在预定限度内的重量以提供可接受的平衡。
39.特别地，辅助单元可以相对于辅助单元的具体特性(特别是辅助单元中的操作部件的具体特性)来评级。分类可以例如限定以下变量中的至少一个：
40.－相对于所产生的电力的输入容量；
41.－相对于为辅助单元限定的能量类型的输出容量。
42.在一个实施例中，所述一组单元包括至少两个主单元，每个主单元被配置成使得可以通过选择两个主单元中的一个并且将其与所选择的辅助单元组合来制造风力涡轮机机舱。特别地，每个主单元可布置成连接到风力涡轮机塔架并容纳转子支撑组件和发电机。
43.主单元和辅助单元可以在远离旋转轴线的方向上并排布置。这意味着辅助单元相对于主单元远离旋转轴线侧向移动。辅助单元可以例如在垂直于风力涡轮机转子的旋转轴线的方向上。这提供了具有主风力涡轮机部件的有利分布的机舱的有利模块化，从而使主轴承系统和传动系系统组装在主单元中，而其他部件组装在辅助单元中。因此，主单元和辅助单元之间的界面可以特别地沿旋转轴线的方向延伸。
44.在一个实施例中，能量转化组件被配置成将来自发电机的电力转化成化学存储形式的能量，例如转化成氢气、氨或甲醇。因此，操作部件可以由电解池组或电池等构成。这样的部件可以适当地容纳在辅助单元中，并且有利地直接由主单元承载，因为它们是相对较重的部件。
45.具有朝向主单元的相同接口的两个不同辅助单元可便于附接到主单元上的至少两个不同的位置，例如主单元的右侧和左侧上的位置，即转子支撑组件的相对两侧上的位置。在一个实施例中，辅助单元可以附接在右侧，同时侧表面抵靠在主单元的右侧外表面上，并且可以旋转180度，以便以相同的侧表面附接在主单元的左侧外表面上。
46.在第二方面，本公开提供了包括如上所述的机舱的风力涡轮机。
47.在第三方面，本公开提供了一种通过使用如本文所述的一组单元来制造机舱的方法。
48.该方法可以包括组装主单元和所选择的辅助单元的步骤，以及通过将机舱连接到风力涡轮机塔架完成风力涡轮机的步骤。
49.该方法可以包括留下至少两个辅助单元中的至少一个，以允许用不同的辅助单元替换辅助单元，从而允许机舱的重新配置。
50.对于每个辅助单元，可以限定约束以预先指定哪些辅助单元可以彼此交互和/或指定不能彼此交互的辅助单元。
51.该方法包括限定期望的机舱配置的步骤。机舱配置例如可以是期望的电网频率或输出额定功率，或机舱应配置的特定期望气候条件，例如平均风速或湍流条件、空气密度或气温等。
52.随后，可以限定主单元和辅助单元的不同组合，并且对于这些组合中的每一个，确定设计配置。设计配置规定了组合被认为满足的条件。
53.基于期望的配置和通过不同的组合可实现的配置，选择特定的组合，并且机舱由选择的那些单元构成。
54.该方法还可以包括以下步骤，即限定：
55.－来自风力涡轮机的期望输出；
56.－确定至少一个主单元和不同辅助单元之间的多个组合；
57.－为每个组合限定从该组合导出的机舱的预测能力；以及
58.－基于期望输出和预测能力的比较来选择组合。
59.编号的实施例列表
60.1.用于组装以形成风力涡轮机机舱的一组单元，所述机舱包括转子支撑组件和发电机以及能量转化组件，所述一组单元包括：
61.－主单元，该主单元布置成连接到风力涡轮机塔架并且容纳所述转子支撑组件和所述发电机；以及
62.－至少两个不同的辅助单元，每个辅助单元容纳形成所述能量转化组件的一部分的操作部件，其中，所述辅助单元中的一个能从所述至少两个辅助单元中选择出并且与所述主单元组装以形成所述机舱。
63.2.根据实施例1所述的一组单元，其中，所述主单元限定第一接口，该第一接口允许选择性连接所述至少两个不同的辅助单元中的一个。
64.3.根据实施例2所述的一组单元，其中，所述主单元限定第二接口，该第二接口在所述主单元的相对侧并且允许选择性连接所述至少两个不同的辅助单元中的一个。
65.4.根据实施例3所述的一组单元，其中，所述至少两个辅助单元中的至少一个被配置用于所述第一接口，并且所述至少两个辅助单元中的至少一个被配置用于所述第二接口。
66.5.根据实施例4所述的一组单元，所述一组单元包括为所述第一接口配置的至少两个不同的辅助单元和/或为所述第二接口配置的至少两个辅助单元。
67.6.根据实施例5所述的一组单元，其中，为所述第一接口配置的所述至少两个不同的辅助单元具有相同接口，以允许选择性将所述至少两个不同的辅助单元中的一个连接到所述第一接口。
68.7.根据实施例5或6所述的一组单元，其中，为所述第二接口配置的所述至少两个不同的辅助单元具有相同接口，以允许选择性将所述至少两个不同的辅助单元中的一个连接到所述第二接口。
69.8.根据前述实施例中任一项所述的一组单元，其中，所述至少两个不同的辅助单元中的两个辅助单元具有同样操作的操作部件。
70.9.根据前述实施例5至8中任一项所述的一组单元，其中，为所述第一接口配置的所述至少两个不同的辅助单元中的两个辅助单元具有同样操作的操作部件。
71.10.根据前述实施例5至9中任一项所述的一组单元，其中，为所述第二接口配置的所述至少两个不同的辅助单元中的两个辅助单元具有同样操作的操作部件。
72.11.根据前述实施例中任一项所述的一组单元，其中，所述至少两个不同的辅助单元中的两个辅助单元具有不同操作的操作部件。
73.12.根据前述实施例5至11中任一项所述的一组单元，其中，为所述第一接口配置的所述至少两个不同的辅助单元中的两个辅助单元具有不同操作的操作部件。
74.13.根据前述实施例5至12中任一项所述的一组单元，其中，为所述第二接口配置的所述至少两个不同的辅助单元中的两个辅助单元具有不同操作的操作部件。
75.14.根据实施例6所述的一组单元，其中，所述操作部件中的第一操作部件选自由以下各项组成的组：变压器、变流器、电池、电解池和开关设备，并且其中，所述操作部件中的第二操作部件不同于所述第一操作部件并且选自由以下各项组成的组：变压器、变流器、电池、电解池和开关设备。
76.15.一种通过使用根据前述实施例中任一项所述的一组单元制造机舱的方法，所述方法包括：
77.－选择主单元以及所述至少两个不同的辅助单元中的至少一个；并且
78.－通过将所选择的辅助单元连接到所述主单元来制造所述机舱。
79.16.根据实施例15所述的方法，所述方法包括如下步骤：通过组装所述主单元和风力涡轮机塔架，将所述机舱附接到所述风力涡轮机塔架。
80.17.根据实施例16所述的方法，所述方法在将所述主单元附接到所述风力涡轮机塔架之后包括如下后续步骤：组装所述辅助单元和所述主单元。
81.18.根据实施例15至17中任一项实施例所述的方法，所述方法包括为每个辅助单元限定约束，所述约束限定被配置为与讨论中的所述辅助单元交互的其他辅助单元，或者限定不能与讨论中的所述辅助单元交互的其他辅助单元。
82.19.根据实施例16至18所述的方法，所述方法包括限定：
83.－期望的机舱配置；
84.－确定至少一个主单元和不同的辅助单元之间的多个组合；
85.－为每个组合限定得到的机舱配置；以及
86.－基于所述得到的机舱配置与所述期望的机舱配置的比较来选择组合。
87.20.根据实施例19所述的方法，其中，所限定的期望的机舱配置和所限定的得到的机舱配置包括期望的电网频率、输出额定功率和特定期望气候条件中的至少一个。
88.21.根据实施例15至20中任一项实施例所述的方法，所述方法包括：基于针对主单元限定的发电机功率和平均风速以及针对辅助单元限定的转换组件的总额定功率，选择所述主单元和所述辅助单元之间的组合。
89.22.根据实施例15至21中任一项所述的方法，其中，选择所述主单元和所述辅助单元以提供基于来自所述发电机的电力产生化学物质的机舱。
90.23.根据实施例22所述的方法，其中，选择所述主单元和所述辅助单元以提供除了基于来自所述发电机的电力产生的所述化学物质之外还为电网产生电力的机舱。
91.24.根据实施例15至23中任一项实施例所述的方法，其中，选择所述主单元和所述辅助单元以提供基于空中单元产生电力的机舱。
92.25.根据实施例15至24中任一项实施例所述的方法，所述方法包括限定主单元与用于所述主单元的左侧的不同辅助单元的多个组合。
93.26.根据实施例15至26中任一项实施例所述的方法，所述方法包括限定主单元与用于所述主单元的右侧的不同辅助单元的多个组合。
94.27.根据实施例15至26中任一项实施例所述的方法，所述方法包括限定不同主单元与用于所述主单元的右侧的一个或更多个辅助单元的多个组合。
95.28.根据实施例15至28中任一项实施例所述的方法，所述方法包括限定不同主单元与用于所述主单元的左侧的一个或更多个辅助单元的多个组合。
96.附图列表
97.在下文中，将参考附图更详细地描述本公开的实施例，其中：
98.图1a和图1b示出了风力涡轮机；
99.图2示出了风力涡轮机的机舱；
100.图3示出了图2的机舱2的立体图；
101.图4示出了图3的机舱，但从上方看的；
102.图5示出了左侧和右侧辅助单元包含相同部件的实施例；
103.图6示出了两个辅助单元61，62一个位于另一个之上的实施例；
104.图7a和图7b示出了形成一组单元的若干单元，用于通过从至少两个单元中选择一个来组装以形成风力涡轮机机舱；
105.图8和图9示出了一个实施例，其中第一固定结构由螺栓形固定销构成；
106.图10、图11更详细地示出了第一和第二固定结构的另一个实施例；
107.图12至图15示出了主单元和辅助单元之间的接口的4个不同实施例。
108.图16至图18示出了主单元和辅助单元通过铰链结构组装的实施例；
109.图19、图20示出了用于将辅助单元附接到主单元的钩的进一步细节；
110.图21示出了处于打开位置的钩，其中辅助单元自由地下降到地面；
111.图22示出了具有用于将辅助单元附接到主单元上的两个螺栓孔的剖视图；
112.图23、图24、图25示出了一个实施例，其中该钩被滑动地悬挂；以及
113.图26至图28示出了在主单元上的用于提升辅助单元的起重机的实施例。
具体实施方式
114.详细说明和特定实例(同时指示实施例)仅以说明的方式给出，因为根据此详细说明，所属领域的技术人员将明了在本公开的精神和范围内的各种改变和修改。
115.图1a和图1b示出了具有安装在塔架3上的机舱2的风力涡轮机1。承载三个转子叶片5的毂4形成转子并由机舱2中的转子支撑组件承载。通常，转子支撑组件包括将齿轮装置和发电机连接到毂的转子轴。然而，并不总是需要齿轮，因为发电机可以由轴直接驱动。图1b示出了发电机6位于机舱外部的直接驱动风力涡轮机。
116.图2示出了机舱包括主单元20和两个辅助单元21，22。冷却区域23布置在机舱的顶部。冷却区域由热交换器形成，该热交换器可以形成主单元和/或任何辅助单元的一部分。主单元20通过偏航装置(未示出)安装在塔架3上，从而允许机舱2旋转，以便将转子引导到风中。
117.图3示出了图2的机舱2的立体图。在图3中，机舱2的外壁(为了说明)是透明的，从而显露出机舱2的内部零件和容纳在机舱中的风力涡轮机部件。主单元20容纳主轴承单元31、齿轮装置32和发电机33，它们沿着由毂4的旋转轴线限定的方向顺序地布置在毂4的后面。主单元中的部件主要形成传动系的一部分。
118.辅助单元22容纳变压器单元34和变流器单元35，变压器单元34和变流器单元35在本文中构成容纳在辅助单元中的两个不同的操作部件。在替代实施例中，操作部件可以是电解电池堆或电池。
119.每个辅助单元21，22经由接口沿主单元20的一侧安装。在所公开的实施例中，它们以这样的方式安装，即一个辅助单元21沿主单元20的右侧安装，而另一个辅助单元22沿主单元20的左侧安装，如沿毂4的旋转轴线从毂4朝向主单元20的后壁的方向所见。
120.图5示出一个实施例，其中左侧和右侧辅助单元包含至少一个相同部件，该部件建立重量平衡和双重功能。双重功能意味着风力涡轮机包括两个功能相同的部件，每个辅助单元包含一个部件。在发生故障的情况下，在替换辅助单元之一中的操作部件的同时，风力涡轮机可以以降低的功率继续操作。
121.图4和图5示出了包括轨道42的运输系统，轨道42从主单元延伸到辅助单元中并且允许容易地装卸备件等。
122.在图2至图5中，辅助单元是由总体上具有标准化货运集装箱的形状和尺寸的元件构成的，这些标准化货运集装箱例如是具有如针对系列1货运集装箱的iso 668:2013的iso标准提供的尺寸和结构规格的40英尺货运集装箱。辅助单元通过iso角提升结构连接到主单元，该iso角提升结构通常是由钢成型的并构成与集装箱的特别坚固的接口。在该实施例中，主单元的一侧具有在两个不同的辅助单元之间选择的辅助单元，使得所得到的机舱包括具有发电机的主单元和两个辅助单元，每个辅助单元容纳相同的操作部件。两个辅助单元不仅可以包含相同的操作部件，而且可以是完全相同的，即，相对于朝向主单元的接口以及相对于除操作部件之外的其他部件也是完全相同的。
123.图6示出了两个辅助单元61，62一个位于另一个之上的实施例。在该实施例中，上辅助单元61由具有40英尺的货运集装箱的尺寸和形状的单元构成，而下辅助单元62由具有20英尺的货运集装箱的尺寸和形状的单元构成。两个集装箱都具有由iso标准iso 668:2013提供的尺寸和结构规格，并且辅助单元主要通过20英尺集装箱的角装置而彼此附接，并且部分地通过40英尺集装箱的角提升装置而彼此附接。
124.图7a示出了形成用于组装以形成风力涡轮机机舱的一组单元的几个单元。在该图示中，可以看出，所述一组包括多个不同的辅助单元，这些辅助单元可以单独选择。所述一组包含比制造机舱所需的单元更多的单元，因此所述一组单元基于为机舱选择的单元允许不同的配置。标号为71的单元是主单元。标记为72的单元是用于附接到主单元的左侧的左侧辅助单元，标记为73的单元是用于附接到主单元的右侧的右侧辅助单元。
125.所述一组单元另外包括例如相对于主轴承、驱动轴或变速箱等不同地配置的多个传动系74，例如以提供例如用于特定气候条件等的所需机舱配置，即例如以匹配特定风条件。
126.所述一组单元还包括与不同尺寸的转子匹配的几个毂75，例如以匹配不同的功率要求或气候条件。所述一组进一步包括不同的热交换器76，用于匹配不同的冷却需求和/或
不同的气候条件。
127.借助于实例，可以定义以下单元和单元的组合：
128.rx＝右侧安装的辅助单元编号x，示例：r1是用于安装在主单元的右侧并在所述一组单元中具有标识号1的辅助单元。
129.lx＝左侧安装的辅助单元编号x，示例：l3是用于安装在主单元的左侧并在所述一组单元中具有标识号3辅的助单元。
130.具有异步或同步发电机和全变流器ac/dc到dc/ac的主单元/辅助配置实例
[0131][0132]
具有一个双馈感应发电机(dfig)发电机和部分功率变流器ac/dc dc/ac的主单元/辅助单元配置实例：
[0133][0134]
具有ad/dc()变流器(发电机侧)和氢气的主单元/辅助单元配置实例
[0135][0136]
具有ad/dc()变流器(发电机侧)和存储装置的主单元/辅助单元配置实例
[0137][0138]
具有异步或同步发电机以及全变流器ac/dc到dc/ac和风筝单元的主单元/辅助配置实例
[0139][0140]
模块l9是容纳作为能量收获系统的空中单元的辅助模块，其中，空中单元(例如风
筝或箔)可以在空中时收获能量，例如通过电缆连接到辅助单元。
[0141]
图7b示出了主单元20，其中，辅助单元73附接在主单元的右侧。该辅助单元包含变压器和变流器。在相对的左侧，机舱由辅助单元72'，72"中的任一个制成，所述辅助单元具有朝向主单元的相同接口。因此，可以通过选择这两个辅助单元72'，72"中的一个或另一个来不同地配置风力涡轮机。
[0142]
这两个辅助单元72'中的至少一个是不形成机舱的一部分但允许用不同的辅助单元替换的辅助单元。
[0143]
这两个辅助单元72'，72"中的每一个使主单元工作，并因此提供两个可替换的配置。上辅助单元72'包括与包含在辅助单元73中的部件基本相同的部件，因此可以用于改变额定功率。下辅助单元72"包含不同的能量转化模块，例如用于将来自发电机的电能转化为其他形式的能量(例如氢气等)的燃料电池。图8至图11在不同的实施例中示出了如何将操作部件附接到主单元和辅助单元中的一者或两者。
[0144]
在图8中，螺栓形固定销78接合到加强特征79中。螺栓形固定销将操作部件直接携带到主单元，并形成从操作部件到塔架的负载路径。
[0145]
图9示出了一个实施例，其中，操作部件由在操作部件的底部和辅助单元的底部之间的支撑腿91支撑。
[0146]
图10更详细地示出了另一个实施例，其中，操作部件104由支撑在辅助单元102底部上的支撑框架105承载，并且该操作部件直接悬挂在主单元101内部的主框架106上。主框架由此形成从操作部件到塔架的负载路径的一部分。
[0147]
变压器104的重量的至少50％由此由主单元101承载，而剩余重量由辅助单元102承载，辅助单元102又由主单元101承载。因此，重量的剩余部分不由主单元101直接承载。
[0148]
图11示出了与图10中的实施例相当的实施例，但是其中，支撑框架111经由支架1102悬挂，该支架放置在主单元101内部的主框架106上。主框架由此形成从操作部件到塔架的负载路径。
[0149]
图12至图15示出了形成主单元和辅助单元之间的接口的单元固定结构的4个不同实施例。在这四个图示中的每一个中，主单元121和辅助单元122通过形成单元固定结构的配合结构连接，并在下面进一步详细描述所述配合结构。
[0150]
在图12中，配合结构由支架123构成，主单元和辅助单元通过支架123由螺栓连接。
[0151]
在图13中，配合结构由类似于图12中使用的支架的下支架123构成。在上边缘处，主单元和辅助单元由在铰接点132处枢转地接合到主单元的钩131组装。当处于图示位置时，钩可以如箭头133所示旋转并接合辅助单元的边缘支架134。当下支架123被移除，并且钩131被旋转到主单元中时，辅助单元可以被降低到地面。
[0152]
图14中的实施例与图13中的实施例相当，但是其中下支架被上支架141代替，并且钩放置在下边缘处。
[0153]
在图15中，下支架和上支架用于将辅助单元螺栓连接到主单元，并且可滑动支撑件151在螺栓附接时支撑辅助单元的下表面。如果希望将辅助单元降低到地面，例如为了用不同的操作部件替换操作部件，可滑动支撑件可以向左滑动，并且辅助单元可以降低，例如通过使用建造在主单元中的起重机。
[0154]
在图12至图15所示的任何实施例中，支架或钩将负载从辅助单元引导到主单元的
刚性部分中，例如引导到负载承载柱，例如主单元的角柱中。各种结构特征可以将承载辅助单元的支架或钩直接连接到主单元中的主框架，从而建立到塔架的负载路径。
[0155]
除了图12至图15所示的钩和支架接口之外，第一固定结构(未示出)将操作部件(未示出)直接连接到主单元内的主框架。
[0156]
图16至图18示出了一个实施例，其中，主单元和辅助单元通过铰链结构组装，该铰链结构包括铰链元件163，164，165，该铰链元件具有用于接收延伸穿过铰链元件的铰链销166的孔。图16还示出了界面形成间隙167，间隙167允许空气例如从机舱下方通过该间隙到达机舱上方。间隙在底部由间隔元件168保持打开，间隔元件168可由多个销或允许空气在单元之间通过的开口结构构成。
[0157]
这种间隙可以增加热对流，从而增加主单元和辅助单元内的空间的冷却。
[0158]
间隙不限于具有铰链结构的实施例，而是可以与任何其他组装方法结合。
[0159]
图17和图18示出铰链元件163，164，165和铰链销166。在图17中，铰链元件相对于彼此正确地定位，使得铰链销可以滑动到铰链元件中。在图18中，铰链销穿过铰链元件的孔插入。
[0160]
图19示出了用于将辅助单元191附接到主单元192的钩的进一步细节。钩193可旋转地悬挂在主单元中的铰链194处。钩可以旋转通过辅助单元中的开口195，并抓住辅助单元中的凹槽或边缘196。钩也可以附接在辅助单元中，并抓住主单元中的凹槽或边缘，在这种情况下，钩可以反向附接，即如图20所示。
[0161]
图21示出了处于打开位置的钩，其中，辅助单元自由下降到地面。
[0162]
图22示出了可以看到两个螺栓孔221的横截面。螺栓孔便于通过使用螺栓将辅助单元连接到主单元上，以便牢固固定。在该实施例中，钩主要用于将辅助单元定位在相对于主单元的正确高度，而螺栓用于连接这些单元。
[0163]
在图19、图21和图22中，钩优选地由主单元的主框架支撑，例如经由沿着主单元的内表面布置的柱或支撑杆。在图19中，柱197沿着主单元的内表面延伸，并将钩支撑在主单元的底部中的主框架上。
[0164]
在图20中，在钩形成辅助单元的一部分的情况下，钩接合的主单元中的边缘可优选地由主单元中的主框架承载。同样，这可以经由沿着主单元的内表面布置的杆或柱来实现。
[0165]
钩可以通过动力驱动装置(例如包括液压驱动的致动器)在打开位置(图21)和关闭位置(图19，图20，图22)之间移动。
[0166]
图23、图24、图25示出了一个实施例，其中，钩不是旋转悬挂而是滑动悬挂。功能类似于图19至图22的实施例。在图23和图24中，剖视图示出了螺栓孔231，其可用于辅助单元在主单元上的牢固螺栓固定。图23中的钩附接到主单元，而图24中的钩附接到辅助单元。
[0167]
在图25a中，钩251向左滑动，从而脱离辅助单元的边缘并允许辅助单元下降到地面。在图25b中，钩251向右滑动，从而接合辅助单元的边缘并保持者两个单元彼此固定。钩可以通过动力驱动装置滑动，例如通过液压致动器。
[0168]
在上面的描述中，图19至图25被解释为用于将辅助单元固定到主单元的单元固定结构的一部分。类似的结构可以构成第一固定结构，操作部件通过该第一固定结构可释放地固定到主单元。类似的结构也可以构成第二固定结构，操作部件通过该第二固定结构可
释放地固定到辅助单元，类似的结构可以构成第三固定结构，两个辅助单元通过该第三固定结构彼此固定。
[0169]
图26示出了为了重新配置的目的而在更换期间升起或降下辅助单元。通过使用形成主单元的一部分的起重机261来升降辅助单元。运动基本上仅在竖直平面内，如箭头263所示，并且辅助单元在主单元上的附接可以通过如上所述的单元固定结构来促进，该单元固定结构包括可移动的固定特征，例如铰接的或可滑动的钩等。
[0170]
图27以放大视图示出内部起重机261。起重机附接到主单元的顶部，并且通过它的位置，它可以沿竖直方向将辅助单元升降到所述单元固定结构可以在主单元和辅助单元之间形成接合的位置。该过程可以不需要在除了竖直方向之外的其他方向上移动，并且因此促进了简单的组装过程，同时减少了对外部起重机辅助的需要。为了在水平平面中进行调节，起重机261可以具有水平移动的选项，例如如箭头262所示。
[0171]
图28示意性地示出了在主单元282的顶部上具有双悬臂梁281的另一起重机结构。悬臂梁281可以在伸缩部分283中侧向延伸。悬臂梁便于升降辅助单元284和将辅助单元284附接到主单元282。尽管在此公开的包括可枢转或可滑动钩的单元固定结构通常便于通过仅在竖直方向上升降辅助单元来附接辅助单元，但是进出运动便于主单元和辅助单元之间的水平距离的精细调节。
[0172]
定义
[0173]
在本文中，术语“机舱”是指描述风力涡轮机的机房的普遍接受的术语，即承载转子和传动系并由风力涡轮机塔架承载的部分。
[0174]
在本文中，术语“主单元”和“辅助单元”是指可单独运输的单元，并且其可与一个或多个其他单元组装以形成机舱。
[0175]
在本文中，术语“转子支撑组件”指的是机舱的承载转子的那些部件，通常是传动系、主轴承和主框架。根据风力涡轮机的类型，该传动系可以包括不同的部件，例如转子轴、发电机以及可选地在转子轴和发电机之间的变速箱。