用于风力涡轮机的发电的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于风力涡轮机的发电机。所描述的是一种用于带有外部转子的发电机的转子壳体（100），所述转子壳体（100）包括支撑结构（110）、锥形件（120）和环（130），其中，所述支撑结构（110）为圆柱形。所述环（130）和所述锥形件（120）在水平面中在所述锥形件的内侧（121）被附接到一起，形成所述转子壳体的前部。所述支撑结构（110）在所述支撑结构（110）的前端处被附接到所述锥形件（120），形成所述转子壳体（100）的侧部，并且所述支撑结构（110）由分段式支撑结构部件（111）形成。
【专利说明】用于风力涡轮机的发电机
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及风力涡轮机领域。
【背景技术】
[0002]用于风力涡轮机的直接驱动式发电机的转子具有大于4 m的直径，这取决于发电机功率和转矩。例如，Siemens风力直接驱动涡轮机的发电机转子对于SWP 3.0-101具有4.2 m的外径，对于SWP 6.0-154具有6.5 m的外径，以及约2.5 m的长度。
[0003]转子由前板和具有一定轭部高度的转子环组成。完整的转子也被称为转子壳体，因为在Siemens风力直接驱动涡轮机中，转子位于定子外侧，因此作用类似于壳部。转子外表面直接与环境空气接触。
[0004]所有直接驱动式Siemens风力发电机的转子壳体均是单件的经焊接和机加工的钢构件。转子壳体由两个大的锥形件组成，锥形件与锻造的钢环和轧制的钢轭焊接在一起。这种转子壳体随后在大型CNC机器中被机加工。该过程花费非常长的时间，并要求非常精细的公差。因此，转子壳体被固定在大型工具中，同时其被机加工以便保持轭部的圆度。这使得转子壳体昂贵，特别是对于如在6.0 MW发电机上的较大直径而言，并且能够提供这样的钢构件的供应商的数量是有限的。此外，由于总的加工时间，可能在具有这个制造过程的供应链中发生问题。
[0005]因此，供应链被局限于极少数供应商，其能够处理前述转子壳体尺寸的部件，并且所有供应商具有共同点，就是他们需要投入新设备和机器以便能够生产这样的转子壳体。例如，能够加工用于6.0 MW涡轮机的转子壳体的铣床可能花费数百万欧元，生产量可能大致低于每年一百单位。去寻找这样投资的供应商可能需要来自风力涡轮机供货商的长期承诺，这会限制改变风力涡轮机的设计和供应设置的可能性。此外，由于与转子壳体运输有关的高成本和限制，这样的风力涡轮机供货商也可能被限制于仅仅使用靠近风力涡轮机供货商生产设备的供应商。
[0006]EP2578872公开了一种发电机，其特别地用于风力涡轮机，并具有转子和定子，其中，转子包括至少一个盘状形状的转子端板，该转子端板支撑转子，并且定子包括至少一个盘状形状的定子端板，该定子端板支撑定子，其中，至少一个转子端板和/或至少一个定子端板至少部分地相对于发电机中心轴线倾斜延伸。该发明的目标是提供具有改进的机械稳定性的发电机。
[0007]问题是在组装线生产中以成本和时间上更加高效的方式生产具有给定尺寸的此类转子。在风力涡轮机领域中，全世界只有少数几个供应商能够生产如此大型的、单件的经焊接和机加工的具有关于构件公差的所需精度的钢构件。此外，需要将转子从供应商运输至风力涡轮机的供货商，这对于给定的尺寸是昂贵的。
[0008]W02011031165公开了一种风力润轮机，其包括一体的和分段式永磁发电机，该永磁发电机没有传统的具有轴承和轴的端盖，使得可以制造并运输发电机段到组装处，该发电机段由发电机定子和转子段组成，该定子和转子段准备好被组装并相互之间已经被定位好，作为能够容易被运输的元件，在组装处，它们同发电机转子和风力涡轮机的轴承系统集成在一起，以形成完整的风力润轮机动力传动系统，该动力传动系统具有叶片、戚、轴承单兀和一体的永磁发电机，该永磁发电机在发电机定子和转子之间具有同心气隙。该发电机具有外部定子和内部转子。
[0009]EP2590301公开了发电机组件，特别地用于风力涡轮机，并具有带有分段式转子和分段式定子的发电机，该转子包括数个转子段，该定子包括数个定子段，其中，径向相对布置的转子和定子段的每个都包括至少一个接收部分，用于可拆卸地接收至少一个连接装置，该连接装置适于可拆卸地机械连接各自的径向相对布置的转子和定子段以建立定子一转子段单元。
[0010]因此，可能存在以较简单和减少成本的方式生产带有外部转子的直接驱动式发电机的需求。
【发明内容】
[0011]该需求可通过根据独立权利要求的主题而满足。本发明的有利实施例由从属权利要求描述。
[0012]根据本发明的第一个方面，提供一种用于带有外部转子的发电机的转子壳体，该转子壳体包括支撑结构、锥形件和环，其中，该支撑结构为圆柱形。环和锥形件在水平面中在锥形件的内侧被附接到一起，形成转子壳体的前部。支撑结构在支撑结构的前端处被附接到锥形件，形成转子壳体的侧部，并且支撑结构由分段式支撑结构部件形成。
[0013]根据本发明的支撑结构可以是转子壳体的轭部。可以用螺栓将分段式支撑结构部件安装在锥形件上，该锥形件可以是单件的前板。分段式支撑结构部件可同样被螺栓相互连接在一起。
[0014]这个概念的优点是分段式支撑结构部件可被依附在刚性且被限定良好的锥形件上，这使得可以控制精细的公差。分段式支撑结构部件可由被简易轧制、可能经焊接和机加工的钢板制成。也有可能使用不同的材料用于分段式支撑结构部件和锥形件。
[0015]本发明的这个方面是基于如下想法，即分段式转子壳体的概念使得风力涡轮机的供货商能够利用位于全球的大范围的供应商，该供应商具有现有的生产设施，这可以使这样的供货商针对来自世界上不同地方的不同需求而更灵活的工作。分段式支撑结构部件可被包装在集装箱中并从全世界以低廉的成本被运输至风力供货商的生产现场。实心的分段式转子壳体的概念至少解决关于转子壳体的制造工艺的问题，转子壳体直到现在还是被制造为单个构件。通过将转子壳体分成多个段或模块，每个构件可以较简单地单独制造，并且可能可以使用较小的机器用于制造每个分段式支撑结构部件，结果这又可以使得构件的采购在可能的较低价格的情况下更加灵活。当单个组件较小且具有较低的复杂性时，在全球范围内寻找适合的供应商甚至可以变得更加简单，所述供应商具有在钢成形、焊接、CNC加工和表面处理方面合适的能力及机器。此外，当构件较小且部件的总数较高时，也可能更简单且成本更优地建立自动或半自动的生产线，使用焊接机器人、自动CNC机器加载和自动表面处理系统。这又可导致更加高效的制造工艺，接近通常在汽车工业所见的流水线生产。
[0016]根据本发明的又一个实施例，锥形件由分段式锥形件部件形成。
[0017]作为实心转子壳体段的分段式支撑结构部件可被安装在分段式锥形件部件上。因此，转子壳体甚至可以被分更多段，使得可以提供段模块，其中，每个段模块包括分段式支撑结构部件和分段式锥形件部件。这些段模块部件可独立生产并由不同材料制成。
[0018]本发明的这个实施例是基于如下想法，即转子壳体所有子部件可以是小的，并因此更简单地运输和操纵。这些段可以针对在标准集装箱中运输进行优化。
[0019]根据本发明的又一个实施例，分段式支撑结构部件的数量等于分段式锥形件部件的数量。
[0020]分段式支撑结构部件和分段式锥形件部件每个都可由单块物件制成，其中，这些单个钢板可被焊接、铆接或螺栓连接到彼此。
[0021]本发明的这个实施例是基于如下想法，即把一个分段式锥形件部件与一个分段式支撑结构部件附接在一起可简化转子壳体的组装过程。
[0022]根据本发明的又一个实施例，每个分段式支撑结构部件包括分段式锥形件部件的至少一部分。
[0023]本发明的这个实施例是基于如下想法，S卩如果分段式支撑结构部件包括分段式锥形件部件的至少一部分，则可能更加易于为用于风力涡轮机中的发电机的转子壳体控制小的预定公差。这可能来源于对于用于轴承的非常精确加工的环的需要，以生产可靠性高的风力涡轮机发电机。
[0024]根据本发明的又一个实施例，支撑结构由六个分段式支撑结构部件形成。
[0025]通过由六个分段式支撑结构部件形成支撑结构，可以在通过使用分段式支撑结构部件而为支撑结构分段以便接收转子壳体的段模块(其操作起来更加简单)以及转子壳体具有不太多的段之间找到平衡，因为太多的段可能会导致转子壳体结构中的不稳定。然而，取决于转子壳体的尺寸和/或可能发生的稳定性问题，可以使用甚至4或8个或其他不同数量的分段式支撑结构部件。因此，一般地，可以使用任何数量的分段式支撑结构部件，只要其能支持转子壳体的稳定性或者至少不会导致转子壳体的某种不稳定性。
[0026]本发明的这个实施例是基于如下想法，即用于风力涡轮机中的发电机的转子壳体的太多段模块可能会导致转子壳体的不稳定性的问题。
[0027]根据本发明的又一个实施例，每个分段式锥形件部件包括笔直形状侧面，其中，相应的分段式锥形件部件的笔直形状侧面与该分段式锥形件部件的附接到环的另一侧面相对，从而分段式锥形件部件一起提供围绕环的六边形形状。
[0028]通过由六个分段式支撑结构部件形成支撑结构，可以易于接收围绕环的六边形形状，尤其是如果每个分段式支撑结构部件包括分段式锥形件部分的至少一部分的话。
[0029]六边形的分段式支撑结构和锥形件可具有非常容易地由较小子部件制造的优点。可以不需要焊接，因为段可由成形的和机加工的板制成。例如，支撑结构从而可由分段式的轧制和机加工的板制成，这些板提供分段式支撑结构部件，而锥形件可由分段式平板制成，每一个平板带有例如两个弯部，或者甚至可由锻钢部件组成，该部件提供了分段式锥形件部件。也可以使用不同的材料用于分段式支撑结构部件和用于分段式锥形件部件。
[0030]本发明的这个实施例是基于如下想法，即围绕环的六边形形状将带来六条笔直的边，这可使得更加易于控制用于风力涡轮机中的发电机的转子壳体的小的预定公差。
[0031]根据本发明的又一个实施例，每个分段式锥形件部件被附接到一个支撑结构部件并被附接到环，各自都通过螺栓连接。
[0032]除了螺栓连接，也可以把部件焊接在一起并焊接到环或把它们铆接在一起。例如，螺栓连接可能是将每个分段式锥形件部件附接到一个支撑结构部件并附接到环的优选方式。
[0033]本发明的这个实施例是基于如下想法，即通过使用螺栓将每个分段式锥形件部件附接到一个支撑结构部件并附接到环，可以简单地对这些部件相对于彼此进行调节，从而不超过转子壳体的预定公差。
[0034]根据本发明的又一个实施例，每个分段式支撑结构部件通过螺栓连接被附接到另一个支撑结构部件。
[0035]本发明的这个实施例是基于如下想法，即通过使用螺栓将每个分段式支撑结构部件附接到另一个支撑结构部件，可以简单地对这些部件相对于彼此进行调节，从而不超过转子壳体的预定公差。
[0036]根据本发明的又一个实施例，在彼此附接的两个分段式支撑结构部件之间形成间隔。
[0037]为了给作为转子壳体侧部的分段式支撑结构部件提供公差控制，在两个相邻的分段式支撑结构部件之间的这样长形的间隔可能是有益的。
[0038]本发明的这个实施例是基于如下想法，即通过使用在分段式支撑结构部件之间的间隔，可以提供用于转子壳体公差控制的简单方式。
[0039]根据本发明的又一个实施例，在彼此附接的两个分段式支撑结构部件之间的间隔在O mm和2 mm之间，优选地在O mm和I mm之间，最优选地在O mm和0.5 mm之间。
[0040]间隔的尺寸可取决于分段式支撑结构部件的数量，并取决于每个分段式支撑结构部件的预定公差。
[0041]本发明的这个实施例是基于如下想法，即这样的分段式支撑结构部件可通过保持每个分段式支撑结构部件的小公差被生产，而不会遇到某些问题。
[0042]根据本发明的又一个实施例，环适于提供用于发电机的轴承的壳体。
[0043]本发明的这个实施例是基于如下想法，即不使发电机轴承的壳体分段可能是有利的，因为在尝试布置轴承时这可能导致问题，因为在操作发电机时，在分段式壳体的段间的任何公差可能是不利的。
[0044]根据本发明的环可被用于接收用于转子旋转的轴承，并因此可以用作单件式轴承壳体。因此，这样的轴承壳体可由锻造的和机加工的钢环组成。因此，环将不会如转子壳体的其他部件那样分段。这使得把发电机的轴承包括到环中是简单的，使得环可提供轴承的壳体。
[0045]根据本发明的又一个方面，提供了一种带有外部转子的发电机，该发电机包括根据本发明前述方面的任何实施例的转子壳体。
[0046]根据本发明的又一个方面，提供了一种风力涡轮机，其包括带有外部转子的发电机装置，该发电机包括根据本发明前述方面的任何实施例的转子壳体。
[0047]根据本发明的又一个方面，提供了一种用于制造转子壳体的方法，该转子壳体用于带有外部转子的发电机，该方法包括:将环和锥形件在水平面中在锥形件的内侧附接到一起，形成转子壳体的前部；由分段式支撑结构部件形成支撑结构；以及将支撑结构在支撑结构的前端处附接到锥形件，形成转子壳体的侧部。
[0048]本发明的这个方面是基于如下想法，即分段式转子壳体概念的生产方法可导致以较简单和成本减少的方式生产直接驱动式发电机。
[0049]根据本发明的又一个实施例，该方法包括由分段式锥形件部件形成锥形件。
[0050]本发明的这个实施例是基于如下想法，即把由分段式锥形件部件形成锥形件包括到分段式转子壳体概念的生产方法中可导致以更加简单和更大的成本减少的方式生产直接驱动式发电机。
[0051]必须注意的是，已参考不同的主题描述了本发明的实施例。特别地，一些实施例已参考方法类型权利要求被描述，而其它实施例已参考装置类型权利要求被描述。然而，本领域技术人员将从上面和下面的描述中得知，除非另外声明，除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间(特别地，在方法类型权利要求的特征和装置类型权利要求的特征之间)的任何组合也被认为与本文档一同公开。
[0052]本发明的上述限定的方面和进一步的方面从下文将要描述的实施例的示例是明白的，并且参考实施例的示例被解释。将在下文参考实施例的示例更加详细地描述本发明，但本发明不局限于这些示例。
【专利附图】
【附图说明】
[0053]图1a示出了根据本发明的示例性实施例所提出的转子壳体的示意性三维图，该转子壳体用于带有外部转子的发电机。
[0054]图1b示出了根据本发明的示例性实施例所提出的锥形件和环的示意性三维图，该锥形件和环用于图1a中所示的转子壳体。
[0055]图1c示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式支撑结构部件的示意性三维图，该分段式支撑结构部件用于图1a中所示的转子壳体。
[0056]图2a示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式锥形件部件的第一侧视图的示意性三维图，该分段式锥形件部件用于图1b中所示的锥形件。
[0057]图2b示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式锥形件部件的第二侧视图的示意性三维图，该分段式锥形件部件用于图1b中所示的锥形件。
[0058]图2c示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式支撑结构部件的外侧视图的示意性三维图，该分段式支撑结构部件用于图1a中所示的转子壳体。
[0059]图2d示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式支撑结构部件的内侧视图的示意性三维图，该分段式支撑结构部件用于图1a中所示的转子壳体。
[0060]图3示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式支撑结构部件的示意性三维图，该分段式支撑结构部件被附接到图1a中所示的转子壳体的相应的分段式锥形件部件。
[0061]图4示出了根据本发明的示例性实施例所提出的转子壳体的一部分的示意性三维图，其中，支撑结构和锥形件各自由六个分段式部件制成，该转子壳体用于带有外部转子的发电机。
[0062]图5示出了与图4中所示类似的根据本发明的示例性实施例所提出的转子壳体的一部分的示意性三维图，但与图4相对比，分段式锥形件部件的每个由单件制成并随后被弯曲两次，该转子壳体用于带有外部转子的发电机。
[0063]图6示出了根据本发明的示例性实施例所提出的用于转子壳体的环的示意性三维图，该转子壳体用于带有外部转子的发电机。
[0064]图7示出了根据本发明的示例性实施例所提出的转子壳体如图5中所示那部分的放大摘出的示意性三维图，该转子壳体用于带有外部转子的发电机。
【具体实施方式】
[0065]附图中的说明是示意性的。注意的是在不同的图中，相似或相同的元件或特征被设置为具有相同的参考标记或具有仅在第一位数字上与相应的参考标记不同的参考标记。为了避免不必要的重复，关于前述实施例中已经被说明的元件或特征在说明书的后面位置不再说明。
[0066]图1a示出了根据本发明的示例性实施例所提出的转子壳体100的示意性三维图，该转子壳体用于带有外部转子的发电机。用于带有外部转子的发电机的转子壳体100包括支撑结构110、锥形件120和环，其中，支撑结构110为圆柱形。环130和锥形件120在水平面中在锥形件的内侧121被附接到一起，形成转子壳体的前部。支撑结构110在支撑结构110的前端处被附接到锥形件120，形成转子壳体100的侧部，并且支撑结构110由分段式支撑结构部件111形成。
[0067]在图1a中，转子壳体100形成为实心的分段式概念(cone印t)，其包括若干个分段式支撑结构部件111，支撑结构部件111提供了转子壳体100的支撑结构110，单件的锥形件120被附接到环130，从而提供转子壳体100的前板。
[0068]图1b示出了根据本发明的示例性实施例所提出的锥形件120和环130的示意性三维图，该锥形件120和环130用于图1a中所示的转子壳体100。在图1b中，单件的锥形件120被附接到环130，从而提供转子壳体100的前板。
[0069]图1c示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式支撑结构部件111的示意性三维图，该支撑结构部件111用于图1a中所示的转子壳体100。在图1c中，仅仅示出了在图1a中所示的支撑结构110的一个分段式支撑结构部件111。
[0070]图2a示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式锥形件部件122的第一侧视图的示意性三维图，该分段式锥形件部件122用于图1b中所示的锥形件120。分段式锥形件部件122具有若干个孔，用于将锥形件部件122例如通过螺栓附接到环130并附接到分段式支撑结构部件111，环130和支撑结构部件111都在图1a至Ic中示出。
[0071]图2b示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式锥形件部件122的第二侧视图的示意性三维图，该分段式锥形件部件122用于图1b中所示的锥形件120。与图2a相对比，图2a中所示的分段式锥形件部件122被逆时针旋转90°。正如可看到的，分段式锥形件部件122还在其两个较短侧面处具有若干个孔，以便提供简单的可能性以将分段式锥形件部件122例如通过使用螺栓而附接到另一个分段式锥形件部件122。若干个分段式锥形件部件122和环130 —起形成转子壳体100的前板。这种概念使得图1a中所示的转子壳体100的前板非常工业化，因为其能够通过有限数量的焊接来生产。这些分段式锥形件部件122可以被制成铸钢或更优选地由锻钢制成。
[0072]图2c示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式支撑结构部件111的外侧视图的示意性三维图，该分段式支撑结构部件111用于图1a中所示的转子壳体100。这样的分段式支撑结构部件111可被制成铸钢。
[0073]图2d示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式支撑结构部件的内侧视图的示意性三维图，该分段式支撑结构部件用于图1a中所示的转子壳体。从这一侧可以看至IJ，示意性示出的分段式支撑结构部件111是带波纹的。磁体模块(未示出)可被附接到这些波纹内。
[0074]图3示出了根据本发明的示例性实施例所提出的分段式支撑结构部件111的示意性三维视图，该分段式支撑结构部件111被附接到图1a中所示的转子壳体100的相应的分段式锥形件部件122。在图3中示出的分段式支撑结构部件111包括分段式锥形件部件122。该分段式锥形件部件122可附接到分段式支撑结构部件111，或者该分段式锥形件部件122可被生产为分段式支撑结构部件111的一部分。
[0075]图4示出了根据本发明的示例性实施例所提出的转子壳体100的一部分的示意性三维图，其中，支撑结构110和锥形件120各自由六个分段式部件111、122制成，该转子壳体100用于带有外部转子的发电机。锥形件120由分段式锥形件部件122形成，其中，分段式支撑结构部件111的数量等于分段式锥形件部件122的数量。在图4中，每个分段式锥形件部件122由被焊接在一起的三个弯曲件组成。
[0076]此外，在图4中所示的是间隔112，其被形成在两个彼此附接的分段式支撑结构部件111之间。
[0077]图5示出了与图4中所示类似的根据本发明的示例性实施例所提出的转子壳体100的一部分的示意性三维图，但与图4相对比，分段式锥形件部件122的每个由单件制成并随后被弯曲两次，该转子壳体100用于带有外部转子的发电机。
[0078]在图1a中所示的支撑结构110由六个分段式支撑结构部件111形成，其中，在图5中，一个分段式支撑结构部件111和一个分段式锥形件部件被移除，以便提供转子壳体100内部的更好的视图。
[0079]在图5中，分段式锥形件部件的每个由单件制成，其被弯曲两次。因此，图5中的每个分段式锥形件部件包括笔直边缘124，而不是图4的分段式锥形件部件所包括的弯曲边缘。这可以再一次减少生产成本，因为弯曲可能比焊接更便宜。
[0080]在图5中示出的分段式锥形件部件也可与图4中类似由至少两个部件制成，并随后被焊接在一起。在这种情况下，在图5中，每个分段式锥形件部件的焊接边缘可以是直线，而在图4中，每个分段式锥形件部件的焊接边缘是弯曲的。
[0081 ] 因此，在图5中，每个分段式锥形件部件122可被分为两部分，其中，相应的分段式支撑结构部件111可包括被如此分开的分段式锥形件部件122的一部分123。此外，每个分段式锥形件部件122可包括笔直形状侧面124，其中，相应的分段式锥形件部件122的笔直形状侧面124可与这个分段式锥形件部件122的被附接到环130的另一侧面125 (如作为图4的放大摘出的图7中所示)相对，从而分段式锥形件部件122可一起提供围绕环130的六边形形状。每个分段式锥形件部件122可附接到一个支撑结构部件111并附接到环130，各自都通过螺栓附接。此外，每个分段式支撑结构部件111可例如通过螺栓连接被附接到另一个支撑结构部件111。
[0082]加以总结，在图5中示出的每个分段式锥形件部件122要么可以作为单个部件被生产，随后被弯曲两次，从而提供笔直的弯曲边缘124，这可进一步减少生产成本，要么可以由至少两个部件制成，这两个部件随后被焊接在一起，从而提供至少一个笔直的弯曲边缘124，这可提供更加灵活的生产链/供应链。
[0083]如果分段式锥形件部件122由至少两个部件制成，则分段式支撑结构部件111可包括这些部件中的一个123。这个部件123可随后优选地通过焊接被附接到分段式锥形件部件122的另一部件。通过这样，转子壳体100可被生产为如图4或图5所示，取决于焊接边缘124被形成为笔直的还是弯曲的。如果分段式锥形件部件122的焊接边缘124是弯曲的，则可提供如图4中所示的转子壳体100，如果分段式锥形件部件122的焊接边缘124是笔直的，则可提供如图5中所示的转子壳体100。
[0084]图6示出了根据本发明的示例性实施例所提出的用于转子壳体100的环130的示意性三维图，该转子壳体100用于带有外部转子的发电机。环130由单件制成的，从而可生产为铸钢环。环130可充当转子轴承的壳体。
[0085]图7示出了根据本发明的示例性实施例所提出的转子壳体如图5中所示那部分的放大摘出的示意性三维图，该转子壳体用于带有外部转子的发电机。
[0086]如从图7中可以看出，分段式锥形件部件122由单件制成并被弯曲两次，从而提供弯曲边缘的笔直形状侧面。分段式锥形件部件的另一侧面125通过螺栓连接被附接到环130。
[0087]应该注意到，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且冠词“一”或“一个”的使用不排除多数。而且，关于不同实施例所描述的元件可以组合。还应该注意到，权利要求中的参考标记不应被看作限制权利要求的范围。
[0088]应该注意到，术语“附接”可包括螺栓连接、铆接、焊接或两种材料的任何其他结合方式，取决于被相互附接的材料和/或部件的使用。在合理及有用的情况下，焊接、螺栓连接或铆接可相互被替换。
[0089]应该注意到，也可以在本发明进一步的改进中组合来自本文所述的不同说明性实施例的特征。还应该注意到，权利要求中的参考标记不应被看作限制权利要求的范围。
[0090]为了概括本发明的上述实施例，可以声明:
所提出的发明可导致转子壳体的使用，其中，支撑结构由独立的实心段制成，从而提供分段式支撑结构部件和/或分段式锥形件部件，该支撑结构也称为轭部甚至可能是作为转子壳体前板一部分的锥形件。这些实心段可被附接到一起，以提供完整的转子壳体。可以用一定数量的这些实心段沿圆周方向制成转子。每个实心段可被制为单件或可再由较小的子部件组成，该子部件可然后相互连接，例如通过螺栓、焊接、铆钉或者另一种适用的组装技术。实心段的每个可被制成铸钢段。所有的实心段可相互被附接在一起，并与环附接，该环可被用作转子壳体的轴承环。在磁体插入转子壳体之后，分段式支撑结构部件还可随后与发电机的制动盘附接在一起，从而可形成完整的固定、闭合和稳定的转子壳体。通过这样，可提供牢固的分段式转子壳体，该转子壳体可由分段式模块和环组装而成。每个分段式模块可包括分段式支撑结构部件和分段式锥形件部件。因此，转子壳体可以以简化的方式被生产，允许更多地降低成本以及更灵活地生产带有外部转子的大型发电机。此外，相比分段式锥形件部件，分段式支撑结构部件可由不同的材料制成，这可能导致更低的总体生产成本和/或转子壳体的稳定性增加。本发明甚至可以应用到具有外部转子的现有发电机，因为如果出于任何原因此类发电机的转子必须被更换，则利用本发明可以提供更换此类发电机的转子的简单和成本降低的方式。
【权利要求】
1.一种用于带有外部转子的发电机的转子壳体(100)，所述转子壳体(100)包括 支撑结构(I 10),其中，所述支撑结构(I 10)为圆柱形， 锥形件(120)，和 环(130)，其中 所述环(130)和所述锥形件(120)在水平面中在所述锥形件的内侧(121)被附接到一起，形成所述转子壳体的前部， 所述支撑结构(110)在所述支撑结构(110)的前端处被附接到所述锥形件(120)，形成所述转子壳体(100)的侧部，并且 所述支撑结构(110 )由分段式支撑结构部件(111)形成。
2.根据前述权利要求1所述的转子壳体(100)，其中 所述锥形件(120)由分段式锥形件部件(122)形成。
3.根据前述权利要求2所述的转子壳体(100)，其中 所述分段式支撑结构部件(111)的数量等于所述分段式锥形件部件(122)的数量。
4.根据前述权利要求2或3中任一项所述的转子壳体(100)，其中 每个分段式支撑结构部件(111)包括分段式锥形件部件(122)的至少一部分(123)。
5.根据前述权利要求2至4中任一项所述的转子壳体(100)，其中 所述支撑结构(110)由六个分段式支撑结构部件(111)形成。
6.根据前述权利要求2至5中任一项所述的转子壳体，其中 每个分段式锥形件部件(122)包括笔直形状侧面(124)，并且其中相应的分段式锥形件部件(122)的笔直形状侧面(124)与该分段式锥形件部件(122)的附接到所述环(130)的另一侧面(125)相对，从而所述分段式锥形件部件(122) —起提供围绕所述环(130)的六边形形状。
7.根据前述权利要求2至6中任一项所述的转子壳体(100)，其中 每个分段式锥形件部件(122)被附接到一个支撑结构部件(111)并被附接到所述环(130 )，各自都通过螺栓连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的转子壳体(100)，其中 每个分段式支撑结构部件(111)通过螺栓连接被附接到另一个支撑结构部件(111)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的转子壳体(100)，其中 在彼此附接的两个分段式支撑结构部件(111)之间形成间隔(112)。
10.根据前述权利要求9所述的转子壳体(100)，其中 在彼此附接的两个分段式支撑结构部件(111)之间的所述间隔(112)在O mm和2 mm之间，优选地在O mm和I mm之间，最优选地在O mm和0.5 mm之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的转子壳体(100)，其中 所述环(130)适于提供用于所述发电机的轴承的壳体。
12.—种带有外部转子的发电机，所述发电机包括 权利要求1至11中任一项所述的转子壳体(100)。
13.一种风力涡轮机,包括 带有外部转子的发电机装置，并且 所述发电机包括权利要求1至11中任一项所述的转子壳体(100)。
14.一种用于制造转子壳体(100)的方法，所述转子壳体(100)用于带有外部转子的发电机，所述方法包括: 将环(130)和锥形件(120)在水平面中在所述锥形件(120)的内侧(121)附接到一起，形成所述转子壳体(100)的前部， 由分段式支撑结构部件(111)形成支撑结构(110 )，以及 将所述支撑结构(110)在所述支撑结构(110)的前端处附接到所述锥形件(120)，形成所述转子壳体(100)的侧部。
15.根据前述权利要求13所述的方法，还包括: 由分段式锥形件部件(122 )形成所述锥形件(120 )。
【文档编号】H02K5/04GK104426281SQ201410444673
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】A.S.毕尔格, T.索伦森, A.V.特拉尼 申请人:西门子公司