專利名稱：同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種優(yōu)選地具有凸極的同步電機(jī)，該凸極具有電連接在一起的磁極線圈。本發(fā)明還涉及一種風(fēng)力設(shè)備以及一種監(jiān)測(cè)風(fēng)力設(shè)備的同步電機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
同步電機(jī)通常是眾所周知的。結(jié)構(gòu)的一種類型是形成具有(凸出的)磁極的轉(zhuǎn)子或者定子，每一個(gè)磁極具有至少一個(gè)磁極線圈，勵(lì)磁電流通過(guò)該磁極線圈流動(dòng)。在同步電機(jī)中該勵(lì)磁電流總是直流。
在這個(gè)方面，所有的磁極線圈或者多數(shù)的單個(gè)凸極是電連接在一起的。但是，由于磁極線圈是被單個(gè)制造和裝配的，所以利用合適的連接手段，例如，夾具，焊接連接等等，可實(shí)現(xiàn)該種連接。尤其是，那些連接位置，而且還有其它的，例如，在該位置處繞組線被損壞的位置，會(huì)受到電接頭被中斷的風(fēng)險(xiǎn)，例如，由于在機(jī)器的運(yùn)行中發(fā)生了振動(dòng)。
在所述中斷處，由于高的電流強(qiáng)度的存在，形成了電弧，由于材料的除去，電弧增大了中斷，并且因此它本身也變得更大，而且變得有幾厘米長(zhǎng)。在這個(gè)方面，周圍的材料有被點(diǎn)燃的風(fēng)險(xiǎn)，并且因此產(chǎn)生的火會(huì)毀壞機(jī)器。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是研制一種同步電機(jī)和一種操作同步電機(jī)的方法，以使得可減少火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。
在說(shuō)明書的開頭部分闡述的同步電機(jī)和方法中，可實(shí)現(xiàn)上述的目的，這是因?yàn)榇艠O線圈(至少一個(gè)磁極線圈)的電接頭被監(jiān)測(cè)，并且在所述電接頭中發(fā)生中斷時(shí)，至少勵(lì)磁電流會(huì)被減少。由于對(duì)電接頭的監(jiān)測(cè)，故可適時(shí)地識(shí)別出中斷。隨后，勵(lì)磁電流的減少可防止電弧的產(chǎn)生，所以可有效地降低周圍材料著火的風(fēng)險(xiǎn)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，為了確保熄滅可能存在的電弧，勵(lì)磁電流被完全切斷。那樣，在適時(shí)地識(shí)別中斷上，可靠地排除由于電弧所產(chǎn)生的火災(zāi)是可能的。
在本發(fā)明的一具體的較佳實(shí)施例中，例如，在磁極線圈組被并聯(lián)地連接在一起的情況下，僅有其中發(fā)生了中斷的組被切斷。操作程序規(guī)定的僅是該組的磁極線圈不再被供以電流，而勵(lì)磁電流仍然可通過(guò)其它的組流過(guò)，所以同步電機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
為了能以一種簡(jiǎn)單的方式識(shí)別出中斷，尤其是電弧，非常接近電接頭的導(dǎo)線通過(guò)一預(yù)定的信號(hào)起作用，并且該信號(hào)的存在被監(jiān)測(cè)。如果電弧產(chǎn)生，那么鄰近的導(dǎo)線也被該電弧中斷。那樣，該信號(hào)被中斷，并且按照本發(fā)明的方法，同步電機(jī)可被適當(dāng)?shù)乜刂啤?br>
為了使得該機(jī)械結(jié)構(gòu)是一種最簡(jiǎn)單的可能的設(shè)計(jì)構(gòu)造，提供一種導(dǎo)線(監(jiān)測(cè)導(dǎo)線)是可能的，該導(dǎo)線與電接頭平行地或者繞著電接頭呈螺旋狀地延伸，或者該導(dǎo)線纏繞在電接頭的周圍，或者被安裝或者膠粘到電接頭上。
在本發(fā)明的一具體的較佳實(shí)施例中，所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線是一種導(dǎo)電體，例如，是一種傳統(tǒng)的絕緣銅線。這種導(dǎo)線的獲得并不昂貴，而且，根據(jù)本發(fā)明其可以一種簡(jiǎn)單的方式被安裝。另外，當(dāng)應(yīng)用導(dǎo)電體時(shí)，以一種復(fù)雜程度低，并且費(fèi)用少的方式引入一預(yù)定的信號(hào)是可能的。在一可選擇的實(shí)施例中，所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線是一種導(dǎo)光體。在該情況下，給所述導(dǎo)體提供信號(hào)無(wú)可否認(rèn)地包含較高的復(fù)雜程度，但是，在另一方面，該信號(hào)相對(duì)于電磁影響并不靈敏，因此對(duì)干擾具有較高的自由度。
為了增強(qiáng)根據(jù)本發(fā)明所述的方法和同步電機(jī)的操作可靠性，特別地，為所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線提供信號(hào)的第一設(shè)備和用于監(jiān)測(cè)所述信號(hào)的第二設(shè)備可以備用的形式提供。那樣，在部件發(fā)生故障的情況下，它的功能可被備用的現(xiàn)有部件取代。
通過(guò)參考附圖，在下文中將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述，其中圖1所示為極輪(pole wheel)的一扇形部分；圖2所示為圖1中一放大比例尺的零件示意圖；圖3所示為在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，具有導(dǎo)電體的導(dǎo)線的簡(jiǎn)化示意圖；圖4所示為具有導(dǎo)光體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一可選擇的實(shí)施例；圖5所示為沒(méi)有附加導(dǎo)體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；和圖6所示為具有電流母線的風(fēng)力設(shè)備的示意圖，其中保險(xiǎn)絲纏繞在電流母線的周圍。
具體實(shí)施例方式
圖1是一簡(jiǎn)化示意圖，所示為同步電機(jī)(發(fā)電機(jī))的極輪的一部分。參考數(shù)字10指代為凸極的單個(gè)極靴，而參考數(shù)字12指代為排列在凸極上的磁極線圈。
那些磁極線圈12通過(guò)電接頭14被連接在一起，所以磁極線圈12以串聯(lián)的形式連接，因此所有的磁極線圈都具有相同的流經(jīng)它們的電流。由于磁極線圈12是被個(gè)別地制造，所以所述接頭通過(guò)，例如，接線套管16，連接在一起。
圖2是圖1中一放大比例尺的零件示意圖，所示為兩個(gè)極靴10，這兩個(gè)極靴10具有排列在其后的磁極線圈12。在所述磁極線圈12之間有一電接頭14。該接頭是由導(dǎo)體14制成，磁極線圈12從導(dǎo)體14處被纏繞，所述導(dǎo)體在連接位置16處通過(guò)，例如，連接套管16，或者焊接連接，或者另外合適的連接，被連接到鄰近的磁極線圈12的導(dǎo)體上。該種連接位置16也可依次地位于在所示附圖中圖解的兩個(gè)磁極線圈12之間和它們各自鄰近的磁極線圈12(未圖示)之間。然而，特別的是在所述電接頭14中的那些連接位置16是結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)，所以在那兒會(huì)發(fā)生中斷，例如，當(dāng)在同步電機(jī)的運(yùn)行中的產(chǎn)生振動(dòng)的時(shí)候。
圖示中環(huán)繞著電接頭14和連接位置16的是導(dǎo)線18，它以螺旋狀的方式被卷繞，并作為監(jiān)測(cè)裝置或者監(jiān)測(cè)導(dǎo)線。
如果中斷發(fā)生，例如，由于在連接位置16處產(chǎn)生振動(dòng)，那么將在那兒形成電弧，這是因?yàn)橹袛嘧畛醴浅Ｐ《鴦?lì)磁電流相對(duì)地高。材料由于電弧被除去，并因此引起中斷在規(guī)模上的增加。但是，材料由于電弧的除去也可中斷導(dǎo)線18，所以由于對(duì)導(dǎo)線18的合適的監(jiān)測(cè)可以檢測(cè)到該種中斷，因此，可以得出結(jié)論，即電接頭14現(xiàn)在被中斷并且形成了電弧。于是，可以采取合適的措施，例如，為了熄滅電弧而切斷勵(lì)磁電流，并由此防止火災(zāi)的發(fā)生。
圖3以簡(jiǎn)化的形式圖示了一種利用導(dǎo)線18進(jìn)行監(jiān)測(cè)狀況的可能的方法。導(dǎo)線18的一側(cè)是位于地電位。假定導(dǎo)線的另一側(cè)是一開關(guān)裝置20，在該情況下是一繼電器，其被供以足夠的電壓，所以它能止動(dòng)。該繼電器有一打開裝置22，因此，當(dāng)所述繼電器20被操作時(shí)，該打開裝置可被開啟。如果現(xiàn)在在導(dǎo)線18中發(fā)生一中斷，那么繼電器20被釋放，并且所述打開裝置22關(guān)閉。該關(guān)閉動(dòng)作可被檢測(cè)到，例如，通過(guò)接線端子24處的一下游連接裝置，并且可作適當(dāng)?shù)毓烙?jì)。
可以理解的是，所述繼電器也可被排列在導(dǎo)線18的另一側(cè)上。然后，所述導(dǎo)線被供以合適的電壓，該電壓可引起繼電器20的操作，并且在這種情況下，所述導(dǎo)線18一被中斷，繼電器20也就自然地被釋放了，這可直接導(dǎo)致勵(lì)磁電流被切斷。
圖4所示為圖3所圖解的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可選擇的實(shí)施例。圖4中的導(dǎo)線18是光波導(dǎo)線或者光導(dǎo)纖維。光信號(hào)通過(guò)光源30被接入光波導(dǎo)線18中，在此以發(fā)光二極管的形式進(jìn)行圖解。在另一端處，光信號(hào)通過(guò)一接收器32被接收，在本情況下是光敏電阻器，該接收器又可是橋接電路的組成部分。
因此，通過(guò)光源30發(fā)出的光只要通過(guò)導(dǎo)線18被傳輸，接收器32就是一給定的電阻。如果在導(dǎo)線18中存在一中斷，那么從光源30處傳入的光就不再會(huì)到達(dá)接收器32，所述接收器32會(huì)在它的電阻中經(jīng)歷一變化，那樣導(dǎo)線18中的中斷就可被識(shí)別到。
可以理解的是，所述接收器也可是，例如，以光電晶體管或者任何其它的光敏元件的形式。
圖5所示為用于監(jiān)測(cè)所述電接頭14的系統(tǒng)的一可選擇的形式。在這種情況下，在耦合輸入點(diǎn)36處，除了有勵(lì)磁電流的流過(guò)，還有一小振幅和預(yù)定頻率的交流電壓被疊加。該交流電壓在耦合輸出點(diǎn)38處被監(jiān)測(cè)。在這個(gè)方面，例如，可實(shí)現(xiàn)電容或者電感耦合輸出。在這點(diǎn)上，附圖所示為電容器的一電極40。另一個(gè)電極，例如，可通過(guò)所述電接頭14本身被形成。
通過(guò)電容器40被耦合輸出的交流電壓可再次被一合適的下游連接電路監(jiān)測(cè)到。如果在電接頭14中發(fā)生中斷，那么勵(lì)磁電流無(wú)可否認(rèn)地仍然通過(guò)電弧被傳輸，但是疊加的交流電壓不再那樣被傳輸，所以它在耦合輸出點(diǎn)38處也不再被耦合輸出。這就使得在電接頭14中檢測(cè)到中斷成為可能。
如果多數(shù)磁極線圈被集合在一起以組成一個(gè)組，并且有多數(shù)個(gè)這種磁極線圈的組，那么對(duì)每一個(gè)組而言，包含它們本身特定預(yù)備好的保險(xiǎn)絲是適當(dāng)?shù)?，因此，?dāng)保險(xiǎn)絲中出現(xiàn)中斷時(shí)，只有受到影響的組的勵(lì)磁電流會(huì)被減少或者被切斷，所以，為了允許發(fā)電機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其它的組可照常繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
所以，如果每一個(gè)磁極線圈組都具有它們自己的保險(xiǎn)絲(當(dāng)然具有適當(dāng)?shù)酿伻牒捅O(jiān)測(cè)裝置)，那么，關(guān)于磁極線圈組和各自的保險(xiǎn)絲這將提供了一種明確的結(jié)合，并且，當(dāng)保險(xiǎn)絲被切斷時(shí)，磁極線圈組的動(dòng)作可被合適地中斷。一種更進(jìn)一步的可能的選擇方案包含利用一種用于整個(gè)極輪的磁極線圈的單個(gè)保險(xiǎn)絲，并且在保險(xiǎn)絲中出現(xiàn)中斷的情況下可切斷勵(lì)磁電流。當(dāng)該中斷被再次儲(chǔ)備時(shí)，一合適的勵(lì)磁電流能再次流過(guò)，為了確信熄滅了所述電弧，所述中斷必須被保持一預(yù)定的時(shí)間段。然后只有其中產(chǎn)生了中斷的磁極線圈組被從中排除出去。但是，在某些情況下，這種排列會(huì)受到不利條件的影響，即保險(xiǎn)絲被中斷，以致要么操作是在沒(méi)有保險(xiǎn)絲的情況下繼續(xù)進(jìn)行，要么操作因?yàn)椴僮靼踩脑虿荒鼙焕^續(xù)進(jìn)行。
本發(fā)明并不僅被局限在，例如，監(jiān)測(cè)風(fēng)力設(shè)備的發(fā)電機(jī)上，它還可以被應(yīng)用在風(fēng)力設(shè)備的其它部件中。因此，例如，電弧形式的問(wèn)題不僅僅發(fā)生在磁極線圈中的中斷上，還會(huì)發(fā)生在直流母線中的中斷上，由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能通過(guò)直流母線從機(jī)器外殼被傳輸?shù)诫娫磁潆姾?，所述電源配電盒通常被排列在鐵塔的基部或者在鐵塔的外部。那些直流母線通常由金屬，例如，鋁構(gòu)成，并在鐵塔的內(nèi)部被固定到它的壁上，在那里被向下保持。由于依靠加載在風(fēng)力設(shè)備上的全部的風(fēng)，鐵塔可移動(dòng)(在所述外殼的區(qū)域中，該移動(dòng)可輕易地達(dá)到0.5米至2米的幅度范圍)，所以電流母線也相應(yīng)地被移動(dòng)和加載，如果所述移動(dòng)太大，或者如果所述電流母線沒(méi)有被整齊地布線，那么在某一特定的最糟的情況下，這將導(dǎo)致在電流母線中產(chǎn)生中斷，因此在獨(dú)立的部件之間也將會(huì)形成電弧，并且由于在該位置上存在有很高的能量流，所以這將導(dǎo)致對(duì)風(fēng)力設(shè)備十分嚴(yán)重的損壞，尤其是，由于產(chǎn)生的電弧也有某種可能會(huì)跳回到接地的鐵塔，所以也不能排除發(fā)生火災(zāi)的情況。
圖6中圖解的結(jié)構(gòu)所示為纏繞有保險(xiǎn)絲的三線電流母線的部分的示意圖，在這種情況下，利用圖3-圖5中所示的用于監(jiān)測(cè)保險(xiǎn)絲的監(jiān)測(cè)設(shè)備是可能的。如果在電流母線中產(chǎn)生了中斷，這也將導(dǎo)致在保險(xiǎn)絲中產(chǎn)生中斷，并且，在這種情況下，整個(gè)設(shè)備將停止運(yùn)轉(zhuǎn)且不能進(jìn)一步被操作，尤其是，出于自我保護(hù)的目的，當(dāng)在任何情況下，為了確保此后可靠的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，母線(電流母線)不僅必須被修理，而且在某些情況下還不得不被更換的時(shí)候。圖解實(shí)例中的電流母線照常用來(lái)將電能從風(fēng)力設(shè)備的外殼中的發(fā)電機(jī)處傳輸?shù)借F塔的基部或者布置在那兒的電氣裝置，例如，反相器或者變壓器處。
權(quán)利要求
1.一種同步電機(jī)，其包括一具有多數(shù)個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子，每一個(gè)磁極都裝配有至少一個(gè)相應(yīng)的磁極線圈，其中，多數(shù)磁極的磁極線圈都是借助于一第一導(dǎo)線電連接在一起的，勵(lì)磁電流通過(guò)該第一導(dǎo)線流動(dòng)，其特征在于大致平行于第一導(dǎo)線布置的是一監(jiān)測(cè)導(dǎo)線，該監(jiān)測(cè)導(dǎo)線通過(guò)一預(yù)定信號(hào)被作用或者可被作用，所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線被耦合或者被連接到一裝置上，以用于檢測(cè)信號(hào)，在所述第一導(dǎo)線中出現(xiàn)中斷時(shí)，通過(guò)所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線中的信號(hào)變化，相同的中斷被檢測(cè)到或者可被檢測(cè)到，并且用于檢測(cè)所述信號(hào)的裝置被耦合到一控制裝置上，然后，該控制裝置至少可降低和優(yōu)選地切斷通過(guò)所述第一導(dǎo)線的勵(lì)磁電流。
2.如權(quán)利要求1所述的同步電機(jī)，其特征在于監(jiān)測(cè)導(dǎo)線以螺旋狀繞著電接頭延伸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的同步電機(jī)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線是呈導(dǎo)電體和/或?qū)Ч怏w的形式。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的同步電機(jī)，其特征在于用于通過(guò)信號(hào)作用于所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線的裝置采用的是備用設(shè)計(jì)，并且，優(yōu)選地，包括一第一裝置和一第二裝置，以用于通過(guò)信號(hào)作用于所述導(dǎo)線。
5.如權(quán)利要求4所述的同步電機(jī)，其特征在于通過(guò)信號(hào)作用于所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線的第一和第二裝置形成一結(jié)構(gòu)單元。
6.一種風(fēng)力設(shè)備，其具有如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的同步電機(jī)。
7.一種監(jiān)測(cè)同步電機(jī)操作的方法，該同步電機(jī)具有一轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括多數(shù)個(gè)具有磁極線圈的磁極，其中，多數(shù)磁極的磁極線圈被電連接在一起，并且勵(lì)磁電流通過(guò)所述磁極線圈流動(dòng)，其中具備有用于監(jiān)測(cè)所述磁極線圈的電接頭的裝置，并且在所述電接頭中發(fā)生中斷時(shí)，所述勵(lì)磁電流至少被減少，并優(yōu)選地被切斷。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于當(dāng)具有多數(shù)個(gè)并聯(lián)的磁極線圈組時(shí)，在具有電中斷的磁極線圈的組中勵(lì)磁電流被切斷，但是相反地，在其它的組中將優(yōu)選地保持勵(lì)磁電流。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于為了識(shí)別電中斷，一具有預(yù)定頻率和/或振幅的交流電壓在所述電接頭的至少一個(gè)預(yù)定的第一位置處與勵(lì)磁電流疊加，并且上述交流電壓的存在可借助于合適的監(jiān)測(cè)裝置在至少一個(gè)第二預(yù)定位置處被監(jiān)測(cè)。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于為了識(shí)別電中斷，一非常接近所述電接頭的監(jiān)測(cè)導(dǎo)線通過(guò)一預(yù)定信號(hào)被作用，且所述預(yù)定信號(hào)的存在是可被監(jiān)測(cè)的，并且在預(yù)定信號(hào)中出現(xiàn)故障或者大的變化時(shí)，一控制裝置可被用來(lái)減少和/或完全地切斷勵(lì)磁電流。
11.一種風(fēng)力設(shè)備，其包括一轉(zhuǎn)子和一結(jié)合在其上的發(fā)電機(jī)，在風(fēng)力設(shè)備的操作中，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，借助于電流母線，該電能從外殼的區(qū)域中的發(fā)電機(jī)處被傳輸?shù)借F塔的基部區(qū)域，并且在那兒被加工，以被供應(yīng)到電力供應(yīng)網(wǎng)上，其中大致平行于所述母線的是一監(jiān)測(cè)導(dǎo)線，該監(jiān)測(cè)導(dǎo)線通過(guò)一預(yù)定的信號(hào)被作用或者可被作用，其中所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線(保險(xiǎn)絲)被耦合到或者被連接到一裝置上，以用于檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)在所述母線中發(fā)生中斷時(shí)，該中斷被或者可被所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線中的信號(hào)變化檢測(cè)到，并且用于檢測(cè)所述信號(hào)的設(shè)備被耦合到一控制裝置上，隨后，該控制裝置可至少減少和優(yōu)選地切斷通過(guò)上述母線的電流。
12.一種具有如從屬權(quán)利要求2-5中的任一項(xiàng)所述的特征的風(fēng)力設(shè)備。
13.如權(quán)利要求11所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線被纏繞在一單個(gè)的電流母線或者一組電流母線的周圍，并且基本上平行地從所述電流母線的起點(diǎn)延伸到其末端處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種優(yōu)選地具有凸極的同步電機(jī)，該凸極具有磁極線圈，所述磁極線圈被電連接在一起。本發(fā)明還涉及一種風(fēng)力設(shè)備和一種監(jiān)測(cè)風(fēng)力設(shè)備的同步電機(jī)的方法。本發(fā)明的目的是研制一種同步電機(jī)和一種操作同步電機(jī)的方法，以使得可以降低發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。一種同步電機(jī)，其包括一具有多數(shù)個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子，每一個(gè)磁極都裝配有至少一個(gè)相應(yīng)的磁極線圈，其中，多數(shù)磁極的磁極線圈都是借助于一第一導(dǎo)線電連接在一起的，勵(lì)磁電流通過(guò)該第一導(dǎo)線流動(dòng)，其中大致平行于第一導(dǎo)線布置的是一監(jiān)測(cè)導(dǎo)線，該監(jiān)測(cè)導(dǎo)線通過(guò)一預(yù)定信號(hào)被作用或者可被作用，所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線被耦合或者被連接到一裝置上，以用于檢測(cè)信號(hào)，在所述第一導(dǎo)線中出現(xiàn)中斷時(shí)，通過(guò)所述監(jiān)測(cè)導(dǎo)線中的信號(hào)變化，相同的中斷被檢測(cè)到或者可被檢測(cè)到，并且用于檢測(cè)所述信號(hào)的裝置被耦合到一控制裝置上，然后，該控制裝置至少可降低和優(yōu)選地切斷通過(guò)所述第一導(dǎo)線的勵(lì)磁電流。
文檔編號(hào)H02K19/36GK1518789SQ02812296
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2002年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月20日
發(fā)明者艾勞埃斯·烏本, 艾勞埃斯 烏本 申請(qǐng)人:艾勞埃斯·烏本, 艾勞埃斯 烏本