EP3326264A1 - Ringstator, generator, sowie windenergieanlage mit demselben - Google Patents

Ringstator, generator, sowie windenergieanlage mit demselben

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EP3326264A1
EP3326264A1 EP16736015.5A EP16736015A EP3326264A1 EP 3326264 A1 EP3326264 A1 EP 3326264A1 EP 16736015 A EP16736015 A EP 16736015A EP 3326264 A1 EP3326264 A1 EP 3326264A1
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EP
European Patent Office
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stator
generator
cooling
ring
recesses
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16736015.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Albrecht Brenner
Frank Knoop
Jan Carsten Ziems
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Wobben Properties GmbH
Original Assignee
Wobben Properties GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
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    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Definitions

  • the present invention relates to a stator for an electric generator, in particular a synchronous generator or a ring generator of a wind turbine.
  • the invention further relates to such a synchronous generator or ring generator.
  • the invention relates to a wind turbine with such a generator.
  • Stator rings of the aforementioned type are known in principle. They usually have a plurality of grooves for receiving the stator winding, in which an electric power is induced by the rotor running along it.
  • the stator rings are typically constructed to have a magnetic yoke adjacent the portion carrying the grooves.
  • stator rings for internal rotor the magnetic yoke is located radially outside the region in which the grooves are provided.
  • stator rings for external rotor it behaves the other way around.
  • the grooves are radially outside the magnetic yoke.
  • a principle of air cooling is known, for example, from WO2010 / 040659 A2.
  • the cooling concept presented there is classified as satisfactory with regard to its mode of operation. Nevertheless, there is still a need to further improve the cooling performance in a generator and stator of the type described. Accordingly, the invention has the object to provide a stator with improved cooling ability.
  • the stator has a plurality of grooves for receiving the stator winding, and adjacent to the grooves, a magnetic yoke, wherein the stator in the region of the magnetic yoke has a plurality of cooling air flow through baredeausEnglishept, and wherein the stator a plurality in the axial direction of the stator Having stacked stator laminations, wherein the cooling recesses extend through all the stator laminations.
  • the magnetic yoke preferably has a first region immediately adjacent to the grooves, and a radially outer second region, which serves as a extended magnetic yoke is called.
  • the cooling recesses are arranged in the extended magnetic yoke.
  • the invention makes use of the knowledge that heat removal is most efficient where it occurs.
  • the invention is advantageously further developed in that cooling fins are formed in one, several or all of the cooling recesses for increasing the surface area.
  • the cooling recesses are formed as slots.
  • the longitudinal sides of the elongated holes extend in the radial direction of the stator ring.
  • the ends are not formed semicircular.
  • slots are thus also recesses with a rectangular cross-section, possibly with rounded corners.
  • At least two cooling recesses of the plurality of cooling recesses are separated by a web whose highest thickness in the circumferential direction of the stator ring is preferably equal to or less than the clear width of the cooling recesses in the circumferential direction.
  • the thus sized web thus acts in addition to its supporting function as a cooling fin.
  • the stator ring has a plurality of sets of at least two cooling recesses separated from one another by a web.
  • preferably one set is provided for every third groove, or more preferably one set for every other groove, or alternatively and more preferably one set for each groove.
  • the distance between two sets of cooling recesses is preferably greater than the distance between two cooling recesses adjacent within a set.
  • the maximum thickness of the web between two cooling recesses within a set in the circumferential direction of the stator ring is preferably equal to or less than the clear width of the cooling recesses in the circumferential direction.
  • the cooling recesses are arranged offset in the circumferential direction to the grooves.
  • the staggered arrangement of the cooling recesses relative to the grooves ensures at sufficiently large dimensions of the cooling recess for a very uniform heat flow.
  • the surface of the cooling recesses is contoured such that the formation of turbulence within the cooling recesses is favored.
  • the formation of a turbulent air flow within the cooling recesses causes an increase in the heat transfer from the air to the surface of the cooling recesses.
  • the contour is produced in the embodiment with a plurality of stacked stator laminations by means of an offset in the radial direction and / or in the direction of rotation of the cooling recesses between adjacent stator laminations. Due to the offset, the surface of the cooling recesses is technically roughened.
  • the invention relates to an electric generator, in particular a synchronous generator or ring generator of a wind turbine, with a rotor and a stator, the stator having a stator ring.
  • the invention solves according to this aspect, the underlying task described at the outset by the stator is formed according to one of the preferred embodiments described above.
  • the rotor is designed as an internal rotor.
  • the rotor of the generator is designed as an external rotor.
  • the present invention relates to a wind energy plant, in particular a gearless wind energy plant, with an electric generator, in particular a synchronous generator or ring generator.
  • the invention solves the underlying task in such a wind turbine by the generator is designed according to one of the preferred embodiments described herein.
  • the wind turbine has at least one motor-driven, preferably electric motor-driven fan for generating a cooling air flow through the cooling recesses of the stator ring.
  • Fig. 1 shows a wind turbine schematically in a perspective
  • Fig. 2 shows a nacelle of the wind turbine according to FIG. 1 schematically in a perspective sectional view
  • FIG. 3 is a simplified schematic perspective view of a stator of the wind turbine according to Figures 1 and 2,
  • Fig. 4 is a partial schematic sectional view through the stator according to
  • FIG. 4a is a partial view of Figure 4 concerning the magnetic yoke
  • Fig. 5 is a partial schematic detail view of Figure 4 for a first
  • Fig. 6 is a partial schematic detail view of Figure 4 for a second
  • FIG. 7 shows a sectional view along the line A-A from FIG. 6.
  • FIG. 1 shows a wind energy plant 100 with a tower 102 and a nacelle 104.
  • a rotor 106 with three rotor blades 108 and a spinner 110 is arranged on the nacelle 104.
  • the rotor 106 is set in rotation by the wind in operation and thereby drives a generator 1 (FIG. 2) in the nacelle 104.
  • the nacelle 104 is shown in FIG.
  • the nacelle 104 is rotatably mounted on the tower 102 and driven by an azimuth drive 7 in a generally known manner.
  • a Machine carrier 9 is arranged, which holds a synchronous generator 1.
  • the synchronous generator 1 is constructed according to the present invention and is in particular a slow-rotating, multi-pole synchronous ring generator.
  • the synchronous generator 1 has a stator 3 and an internal rotor 5, also referred to as a rotor.
  • the rotor or rotor 5 is connected to a rotor hub 13, which transmits the rotational movement of the rotor blades 108 caused by the wind to the synchronous generator 1.
  • Fig. 3 shows the stator 3 in isolation.
  • the stator 3 has a stator ring 16 with an inner circumferential surface 18.
  • a plurality of grooves 17 is provided, which are formed for receiving the stator winding in the form of conductor bundles.
  • the stator ring 16 of the stator 3 has a stator winding in a first radial region W.
  • the stator winding is housed in the form of conductor bundles 12 in the grooves 17 which extend from the inner circumferential surface 18 from. Adjacent to the region W, the magnetic yoke J is formed.
  • the magnetic yoke J is radially outside the range W with the stator winding.
  • the rotor would rotate radially outward of the stator, and thus the magnetic yoke would be located radially within the region of the stator windings adjacent thereto.
  • An additional graphic representation is omitted here for the sake of clarity.
  • an air gap S is formed between the stator 3 and the rotor 5.
  • a plurality of sets 15 of cooling recesses 19 are formed in the stator ring 16.
  • a set 15 of cooling recesses may comprise one or more cooling recesses. In each case one set of cooling recesses may be provided for one, two, three, four, or more than four grooves.
  • the schematic partial view in FIG. 4a shows the division of the magnetic yoke J into a first region J1 and a second region J2 adjoining radially outside.
  • the second region J2 is understood as the extended magnetic yoke.
  • the cooling recesses are preferably arranged in the second region J2. in the In the present exemplary embodiment, a set 15 of cooling recesses is assigned in each case to three grooves 17 in each case.
  • Figures 5 and 6 show various details of the invention, each isolated from each other. However, it is assumed in the sense of the invention that the individual features, which are each shown only in one of the embodiments, can also be combined with the features of the other embodiments. Figures 5 and 6 show no curvature of the stator ring 13. The details shown apply to both generators with internal and external rotor.
  • FIG. 5 first a set 15 consisting of two cooling recesses 19 is shown.
  • the cooling recesses 19 are spaced from each other in the circumferential direction and arranged offset to the grooves 17.
  • Each of the recesses 19 according to FIG. 5 has a multiplicity of cooling fins 21.
  • the cooling recesses 19 within a respective set 15 are spaced apart by a thin web 20.
  • the web 20 has at its widest point a thickness 23 which is smaller than a distance 25 between the cooling recesses 19 of adjacent sets 15.
  • the width 23 of a respective web 20 is less than or equal to the width in the direction of rotation of one of the cooling recesses 19th
  • FIG. 7 shows a section along the line AA from FIG.
  • the stator lamination packages 16a, b, c, d, e, f,..., N are offset from one another in the radial direction such that the inner surface of the cooling recess 19 is roughened.
  • the offset 27 can be small.
  • An offset of a few millimeters favors the heat exchange between the cooling air in the cooling recess 19 and the stator plates 16a-n. It is not necessary for the stator laminations to be offset relative to one another for such a configuration. It is sufficient if the respective cooling recesses 19a-n extending through the individual sheets 16a-n are slightly offset relative to each other.
  • the cooling recesses 19 according to FIG. 1 shows a section along the line AA from FIG.
  • the stator lamination packages 16a, b, c, d, e, f,..., N are offset from one another in the radial direction such that the inner surface of the cooling recess 19 is rough
  • cooling recesses 6 be provided with cooling fins.
  • more than two cooling recesses may also be formed, and a set 15 of cooling recesses 19 may be assigned in a number of grooves 17 different from those in FIGS. 5 and 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ringstator für einen elektrischen Generator für eine Windenergieanlage mit einer Vielzahl von Nuten (17) zur Aufnahme der Statorwicklung und einem magnetischen Joch. Wobei im Bereich des Statorjochs mehrere Sätze (15) von mit Kühlluft beaufschlagbaren Kühlkanälen (19) vorgesehen sind, wobei der Stator aus einer Vielzahl in axialer Richtung gestapelter Statorbleche besteht und wobei sich die Kühlkanäle in axialer Richtung durch sämtliche Statorbleche hindurch erstrecken.

Description

RINGSTATOR, GENERATOR, SOWIE WINDENERGIEANLAGE MIT DEMSELBEN
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Statorring für einen elektrischen Generator, insbesondere einen Synchrongenerator bzw. einen Ringgenerator einer Windenergieanlage. Die Erfindung betrifft ferner einen solchen Synchrongenerator bzw. Ringgenerator. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage mit einem solchen Generator.
Statorringe der vorbezeichneten Art sind grundsätzlich bekannt. Sie weisen üblicherweise eine Vielzahl von Nuten zur Aufnahme der Statorwicklung auf, in welcher durch den an ihr entlang laufenden Rotor eine elektrische Leistung induziert wird. Die Statorringe sind typischerweise so aufgebaut, dass sie benachbart zu dem Abschnitt, der die Nuten trägt, ein magnetisches Joch aufweisen. Bei Statorringen für Innenläufer befindet sich das magnetische Joch radial außerhalb des Bereichs, in dem die Nuten vorgesehen sind. Bei Statorringen für Außenläufer verhält es sich entsprechend umgekehrt. Hier sind die Nuten radial außerhalb des magnetischen Jochs.
Infolge der Induktion elektrischer Leistung kommt es in einem elektrischen Generator der vorbezeichneten Art, und insbesondere im Statorring zu Wärmeentwicklung. Um die hierdurch bedingten Leistungsverluste möglichst gering zu halten, ist eine effiziente Wärmeabfuhr erstrebenswert. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ansätze bekannt, Wärme auch direkt aus dem Statorring abzuführen. Beispielsweise zeigt die Entgegenhaltung EP 2 419 991 B1 die Verwendung von Rohren, die sich durch den Statorring hindurch erstrecken und hydraulisch aufgeweitet werden, um fest in den Ausnehmungen anzuliegen, was für einen besseren Wärmeübergang sorgen soll.
Während das Kühlen nach beispielsweise vorstehend bezeichneter Art in der Praxis allgemein als funktionsfähig eingestuft wird, so wird dennoch der erforderliche apparative Aufwand und auch der erforderliche Zeitaufwand zum Montieren der Rohre und zum Aufweiten der Rohre als nachteilig empfunden. Weiterhin besteht bei einigen Generatortypen die Möglichkeit, anstelle von Flüssigkeitskühlung mit Luftkühlung zu arbeiten.
Ein Prinzip der Luftkühlung ist beispielsweise aus WO2010/040659 A2 bekannt. Dort wird vorgeschlagen, in einer äußeren Tragstruktur des Statorrings eine Vielzahl von radial angeströmten Kühlkanälen vorzusehen, die mit einer Statorglocke zum Schaffen eines Druckraums mit einem Über- oder Unterdruck zum Bereitstellen eines Luftstroms zusammenwirkt. Das dort vorgestellte Kühlkonzept wird hinsichtlich seiner Funktionsweise als zufriedenstellen eingestuft. Dennoch besteht weiterhin Bedarf, die Kühlleistungen bei einem Generator und Stator der eingangs bezeichneten Art weiter zu verbessern. Demzufolge lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Statorring mit verbesserter Kühlmöglichkeit anzugeben.
Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe bei einem Statorring der eingangs bezeichneten Art, indem dieser mit den Merkmalen von Anspruch 1 ausgebildet ist. Insbesondere weist der Statorring eine Vielzahl von Nuten zur Aufnahme der Statorwicklung auf, sowie benachbart zu den Nuten ein magnetisches Joch, wobei der Statorring im Bereich des magnetischen Jochs mehrere von Kühlluft durchström bare Kühlausnehmungen aufweist, und wobei der Statorring eine Vielzahl in axialer Richtung des Statorrings hintereinander gestapelter Statorbleche aufweist, wobei sich die Kühlausnehmungen durch sämtliche Statorbleche hindurch erstrecken. Das magnetische Joch weist vorzugsweise einen ersten Bereich unmittelbar benachbart zu den Nuten auf, und einen radial weiter außen liegenden zweiten Bereich, welcher als erweitertes magnetisches Joch bezeichnet wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Kühlausnehmungen in dem erweiterten magnetischen Joch angeordnet.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass eine Wärmeabfuhr am effizientesten dort erfolgt, wo sie entsteht.
Die höhere Effizienz der Wärmeabführung kompensiert die Leistungsverluste, die durch die Störungen in Kauf genommen werden die sich insbesondere aus den bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung ergeben.
Die Erfindung wird dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass in einer, mehreren oder sämtlichen der Kühlausnehmungen Kühlrippen zur Oberflächenvergrößerung ausgebildet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kühlausnehmungen als Langlöcher ausgebildet. Vorzugsweise verlaufen die Längsseiten der Langlöcher in radialer Richtung des Statorrings. Als Langloch werden im Sinne der Erfindung auch solche Ausnehmungen verstanden, deren Enden nicht halbkreisförmig ausgebildet sind. Als Langlöcher gelten somit auch Ausnehmungen mit einem rechteckigen Querschnitt, ggf. auch mit abgerundeten Ecken.
Vorzugsweise sind mindestens zwei Kühlausnehmungen der Vielzahl von Kühlausnehmungen durch einen Steg voneinander getrennt, dessen höchste Dicke in Umfangsrichtung des Statorrings vorzugsweise gleich oder geringer ist als die lichte Weite der Kühlausnehmungen in Umfangsrichtung. Der derart dimensionierte Steg fungiert somit zusätzlich zu seiner abstützenden Funktion auch als Kühlrippe.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Statorring mehrere Sätze aus jeweils mindestens zwei durch einen Steg voneinander getrennten Kühlausnehmungen auf. In bevorzugten alternativen Ausgestaltungen ist vorzugsweise ein Satz für jede dritte Nut vorgesehen, oder besonders bevorzugt ein Satz für jede zweite Nut, oder alternativ und besonders bevorzugt ein Satz für jede Nut.
Der Abstand zwischen zwei Sätzen von Kühlausnehmungen ist vorzugsweise größer als der Abstand zwischen zwei innerhalb eines Satzes benachbarten Kühlausnehmungen. Die höchste Dicke des Stegs zwischen zwei Kühlausnehmungen innerhalb eines Satzes in Umfangsrichtung des Statorrings ist vorzugsweise gleich oder geringer als die lichte Weite der Kühlausnehmungen in Umfangsrichtung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Statorrings sind die Kühlausnehmungen in Umlaufrichtung zu den Nuten versetzt angeordnet. Die versetzte Anordnung der Kühlausnehmungen relativ zu den Nuten sorgt bei ausreichend großer Dimensionierung der Kühlausnehmung für einen sehr gleichmäßigen Wärmefluss.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Statorrings ist die Oberfläche der Kühlausnehmungen derart konturiert, dass die Ausbildung von Turbulenzen innerhalb der Kühlausnehmungen begünstigt wird. Das Ausbilden einer turbulenten Luftströmung innerhalb der Kühlausnehmungen sorgt für eine Erhöhung des Wärmeübergangs von der Luft zur Oberfläche der Kühlausnehmungen. Vorzugsweise wird die Kontur in der Ausführung mit mehreren hintereinander gestapelten Statorblechen mittels eines Versatzes in radialer Richtung und/oder in Umlaufrichtung der Kühlausnehmungen zwischen benachbarten Statorblechen erzeugt. Aufgrund des Versatzes ist die Oberfläche der Kühlausnehmungen technisch gesehen aufgeraut.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt einen elektrischen Generator, insbesondere einen Synchrongenerator bzw. Ringgenerator einer Windenergieanlage, mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Stator einen Statorring aufweist. Die Erfindung löst gemäß diesem Aspekt die ihr zugrunde liegende eingangs bezeichnete Aufgabe, indem der Statorring nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Generators ist der Rotor als Innenläufer ausgebildet. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor des Generators als Außenläufer ausgebildet.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Windenergieanlage, insbesondere eine getriebelose Windenergieanlage, mit einem elektrischen Generator, insbesondere einem Synchrongenerator bzw. Ringgenerator. Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe bei einer solchen Windenergieanlage, indem der Generator nach einer der hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Windenergieanlage mindestens einen motorisch, vorzugsweise elektromotorisch angetriebenen Lüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms durch die Kühlausnehmungen des Statorrings hindurch auf.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Windenergieanlage schematisch in einer perspektivischen
Ansicht,
Fig. 2 eine Gondel der Windenergieanlage gemäß Fig. 1 schematisch in einer perspektivischen Schnittansicht
Fig. 3 eine vereinfachte schematische perspektivische Ansicht eines Stators der Windenergieanlage gemäß den Figuren 1 und 2,
Fig. 4 eine partielle schematische Schnittansicht durch den Stator gemäß
Fig. 3,
Fig. 4a eine partielle Ansicht zu Figur 4 betreffend das magnetische Joch,
Fig. 5 eine partielle schematische Detailansicht zu Figur 4 für ein erstes
Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 eine partielle schematische Detailansicht zu Figur 4 für ein zweites
Ausführungsbeispiel, und
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 6.
Fig. 1 zeigt eine Windenergieanlage 100 mit einem Turm 102 und einer Gondel 104. An der Gondel 104 ist ein Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 1 10 angeordnet. Der Rotor 106 wird in Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator 1 (Fig. 2) in der Gondel 104 an.
Die Gondel 104 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Gondel 104 ist drehbar an dem Turm 102 montiert und mittels eines Azimutantriebs 7 in allgemein bekannter Weise angetrieben verbunden. In ferner allgemein bekannter Weise ist in der Gondel 104 ein Maschinenträger 9 angeordnet, der einen Synchrongenerator 1 hält. Der Synchrongenerator 1 ist gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet und ist insbesondere ein langsam drehender, vielpoliger Synchron-Ringgenerator. Der Synchrongenerator 1 weist einen Stator 3 und einen innen laufenden Rotor 5 auf, auch bezeichnet als Läufer. Der Rotor beziehungsweise Läufer 5 ist mit einer Rotornabe 13 verbunden, die die durch den Wind verursachte Rotationsbewegung der Rotorblätter 108 an den Synchrongenerator 1 überträgt.
Fig. 3 zeigt den Stator 3 in Alleinstellung. Der Stator 3 weist einen Statorring 16 mit einer inneren Umlauffläche 18 auf. In der inneren Umlauffläche 18 ist eine Vielzahl von Nuten 17 vorgesehen, die zur Aufnahme der Statorwicklung in Form von Leiterbündeln ausgebildet sind.
Wie sich aus der Querschnittsansicht gemäß Fig. 4 ergibt, weist der Statorring 16 des Stators 3 in einem ersten radialen Bereich W eine Statorwicklung auf. Die Statorwicklung ist in Form von Leiterbündeln 12 in den Nuten 17 untergebracht, die sich von der inneren Umlauffläche 18 aus erstrecken. Benachbart zu dem Bereich W ist das magnetische Joch J ausgebildet. Bei dem dargestellten Generator 1 mit Innenläufer, angedeutet durch einen Rotor 5, der sich in Umlaufrichtung U innerhalb des Statorrings 16 bewegt, ist das magnetische Joch J radial außerhalb des Bereichs W mit der Statorwicklung. Bei einem alternativen, ebenfalls erfindungsgemäßen Generator mit Außenläufer (nicht dargestellt) würde der Rotor radial außerhalb des Stators umlaufen, und das magnetische Joch wäre demzufolge radial innerhalb des Bereichs der Statorwicklungen benachbart zu diesem angeordnet. Auf eine zusätzliche zeichnerische Darstellung wird an dieser Stelle zugunsten der Übersichtlichkeit verzichtet. Zwischen dem Stator 3 und dem Rotor 5 ist ein Luftspalt S ausgebildet. Im Bereich J des magnetischen Jochs sind mehrere Sätze 15 von Kühlausnehmungen 19 (vgl. Figur 5, 6) im Statorring 16 ausgebildet. Ein Satz 15 von Kühlausnehmungen kann eine oder mehrere Kühlausnehmungen umfassen. Es können jeweils für eine, zwei, drei, vier, oder mehr als 4 Nuten jeweils ein Satz von Kühlausnehmungen vorgesehen sein.
Die schematische Teilansicht in Fig. 4a zeigt die Aufteilung des magnetischen Jochs J in einen ersten Bereich J1 und einen sich radial außerhalb anschließenden zweiten Bereich J2. Der zweite Bereich J2 wird als das erweiterte magnetische Joch verstanden. Die Kühlausnehmungen sind vorzugsweise in dem zweiten Bereich J2 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist exemplarisch ein Satz 15 von Kühlausnehmungen jeweils drei Nuten 17 zugeordnet.
Die Figuren 5 und 6 zeigen verschiedene Details der Erfindung jeweils isoliert voneinander. Es wird aber im Sinne der Erfindung vorausgesetzt, dass die einzelnen Merkmale, die jeweils nur in einem der Ausführungsbeispiele gezeigt sind, auch mit den Merkmalen der anderen Ausführungsbeispiele kombiniert werden können. Die Figuren 5 und 6 zeigen keine Krümmung des Statorrings 13. Die dargestellten Details gelten sowohl für Generatoren mit Innen- als auch mit Außenläufer.
In Figur 5 ist zunächst ein Satz 15 bestehend aus zwei Kühlausnehmungen 19 gezeigt. Die Kühlausnehmungen 19 sind voneinander in Umlaufrichtung beabstandet und zu den Nuten 17 versetzt angeordnet. Jede der Ausnehmungen 19 gemäß Figur 5 weist eine Vielzahl von Kühlrippen 21 auf.
In Figur 6 sind insgesamt drei Sätze 15 mit jeweils zwei Kühlausnehmungen 19 gezeigt, wobei jeder Satz 15 einer Nut 17 zugeordnet ist. Die Sätze 15 mit den Kühlausnehmungen 19 sind relativ zu den ihnen jeweils zugeordneten Nuten 17 nicht versetzt.
Die Kühlausnehmungen 19 innerhalb eines jeweiligen Satzes 15 sind durch einen dünnen Steg 20 voneinander beabstandet. Der Steg 20 weist an seiner breitesten Stelle eine Dicke 23 auf, die geringer ist, als ein Abstand 25 zwischen den Kühlausnehmungen 19 benachbarter Sätze 15. Vorzugsweise ist die Breite 23 eines jeweiligen Stegs 20 geringer oder gleich der Breite in Umlaufrichtung einer der Kühlausnehmungen 19.
In Figur 7 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 6 dargestellt. Die Statorblechpakete 16a, b, c, d, e, f,... ,n sind in radialer Richtung derart gegeneinander versetzt, dass die innere Oberfläche der Kühlausnehmung 19 aufgeraut ist. Der Versatz 27 kann gering sein. Bereits ein Versatz von wenigen Millimetern begünstigt den Wärmeaustausch zwischen der Kühlluft in der Kühlausnehmung 19 und den Statorblechen 16a-n. Es müssen für eine solche Konfiguration nicht die Statorbleche insgesamt gegenander versetzt werden. Es genügt, wenn die jeweiligen, sich durch die Einzelbleche 16a-n hindurch erstreckenden Kühlausnehmungen 19a-n zueinander leicht versetzt sind. Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, können die Kühlausnehmungen 19 gemäß Figur
5 glattwandig ausgebildet sein. Ebenso könnten die Kühlausnehmungen 19 gemäß Figur
6 mit Kühlrippen versehen sein. Innerhalb eines Satzes 15 von Kühlausnehmungen können auch mehr als zwei Kühlausnehmungen ausgebildet sein, und ein Satz 15 von Kühlausnehmungen 19 kann in einer von den Figuren 5 und 6 abweichenden Anzahl von Nuten 17 zugeordnet werden.

Claims

Ansprüche
1. Statorring (16) für einen elektrischen Generator (1 ), insbesondere einen Synchrongenerator bzw. Ringgenerator einer Windenergieanlage (100), mit
einer Vielzahl von Nuten (17) zur Aufnahme der Statorwicklung (W), und
einem magnetischen Joch (J), wobei
der Statorring im Bereich des magnetischen Jochs mehrere von Kühlluft durchström bare Kühlausnehmungen (19) aufweist, und wobei der Statorring eine Vielzahl in axialer Richtung des Statorrings hintereinander gestapelter Statorbleche (16a-n) aufweist, wobei sich die Kühlausnehmungen durch sämtliche Statorbleche hindurch erstrecken.
2. Statorring (16) nach Anspruch 1 ,
wobei in einer, mehreren oder sämtlichen der Kühlausnehmungen (19) Kühlrippen (21 ) zur Oberflächenvergrößerung ausgebildet sind.
3. Statorring (16) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Kühlausnehmungen (19) als Langlöcher ausgebildet sind.
4. Statorring (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei mindestens zwei Kühlausnehmungen (19) durch einen Steg (20) voneinander getrennt sind.
5. Statorring (16) nach Anspruch 4,
wobei der Statorring mehrere Sätze (15) aus jeweils mindestens zwei durch einen Steg (20) voneinander getrennten Kühlausnehmungen (19) aufweist.
6. Statorring (16) nach Anspruch 5,
wobei der Abstand (25) zwischen zwei Sätzen (15) von Kühlausnehmungen (19) größer ist als der Abstand (23) zwischen zwei innerhalb eines Satzes (15) benachbarten Kühlausnehmungen (19).
7. Statorring (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Kühlausnehmungen (19) in Umlaufrichtung zu den Nuten (17) versetzt angeordnet sind.
8. Statorring (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche der Kühlausnehmungen (19) derart konturiert ist, dass die Ausbildung von Turbulenzen innerhalb der Kühlausnehmungen begünstigt wird.
9. Elektrischer Generator (1 ), insbesondere Synchrongenerator bzw. Ringgenerator einer Windenergieanlage (100),
mit einem Rotor (5) und einem Stator (3), wobei der Stator einen Statorring (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorring (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
10. Generator nach Anspruch 9,
wobei der Rotor (5) als Innenläufer ausgebildet ist.
1 1. Generator nach Anspruch 9,
wobei der Rotor als Außenläufer ausgebildet ist.
12. Windenergieanlage (100), insbesondere getriebelose Windenergieanlage, mit einem elektrischen Generator (1 ), insbesondere einem Synchrongenerator bzw. Ringgenerator,
dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ausgebildet ist.
13. Windenergieanlage (100) nach Anspruch 12,
mit mindestens einem motorisch, vorzugsweise elektromotorisch, angetriebenen Lüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms durch die Kühlausnehmungen des Statorrings (16) hindurch.
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