[go: up one dir, main page]

DE102011000420B4 - Turbo-generator unit - Google Patents

Turbo-generator unit Download PDF

Info

Publication number
DE102011000420B4
DE102011000420B4 DE102011000420.3A DE102011000420A DE102011000420B4 DE 102011000420 B4 DE102011000420 B4 DE 102011000420B4 DE 102011000420 A DE102011000420 A DE 102011000420A DE 102011000420 B4 DE102011000420 B4 DE 102011000420B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
rotor
generator
turbo
generator unit
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.)
Active
Application number
DE102011000420.3A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011000420A1 (en
Inventor
Prof. Dr.-Ing. Gampe Uwe
Prof. Dr.-Ing. Hofmann Wilfried
Dr.-Ing. Hildebrand Nicol
Dr.-Ing. Buchheim Guntram
Prof. Dr.-Ing. Bernet Steffen
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.)
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
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 Technische Universitaet Dresden filed Critical Technische Universitaet Dresden
Priority to DE102011000420.3A priority Critical patent/DE102011000420B4/en
Publication of DE102011000420A1 publication Critical patent/DE102011000420A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011000420B4 publication Critical patent/DE102011000420B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/03Annular blade-carrying members having blades on the inner periphery of the annulus and extending inwardly radially, i.e. inverted rotors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Turbo-Generator-Einheit (1), aufweisend eine als Turbine (2) mit einer Trommel (8) ausgebildete Antriebsvorrichtung (2) sowie einen Generator (4) mit einem Rotor (10) und einem Stator (15), wobei die Turbine (2) und der Generator (4) ineinander integriert angeordnet sind und eine gemeinsame Mittelachse (18) aufweisen, und wobei die Turbine (2) in Außenläuferbauweise und der Generator (4) in Innenläuferbauweise ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (10) des Generators (4) koaxial um die Trommel (8) der Turbine (2) angeordnet ist und eine hohlzylinderförmige Außenwandung sowie eine mit der Außenform der Trommel (8) der Turbine (2) korrespondierende Innenwandung aufweist, wobei die Innenwandung und die Außenwandung beabstandet zueinander, einen Ringspalt (19) ausbildend, angeordnet sind.Turbo-generator unit (1) comprising a drive device (2) designed as a turbine (2) with a drum (8) and a generator (4) with a rotor (10) and a stator (15), the turbine ( 2) and the generator (4) are arranged integrated into one another and have a common central axis (18), and wherein the turbine (2) in external rotor construction and the generator (4) are formed in internal rotor construction, characterized in that the rotor (10) the generator (4) is arranged coaxially around the drum (8) of the turbine (2) and has a hollow cylindrical outer wall and an inner wall corresponding to the outer shape of the drum (8) of the turbine (2), the inner wall and the outer wall being spaced from one another , an annular gap (19) forming, are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbo-Generator-Einheit mit einer schnelllaufenden Antriebsmaschine und einem schnelllaufenden Generator in integraler Bauweise.The invention relates to a turbo-generator unit with a high-speed drive machine and a high-speed generator in integral design.

In Verbindung mit der verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien und der Nutzung industrieller Abwärme werden zunehmend verbrauchernahe und damit dezentrale Einheiten zur Erzeugung von Elektroenergie und Wärme benötigt. Die dezentralen Erzeugereinheiten weisen Leistungen im Bereich von einigen Kilowatt bis hin zu einigen Megawatt auf. Dabei ist die Verwendung von Dampfturbinenanlagen mit Gegendruckturbinen weit verbreitet. Diese Dampfturbinenanlagen, auch als Dampfturbosätze bezeichnet, basieren auf einer ausgereift entwickelten und zuverlässigen Technologie für den kommerziellen Einsatz.
Allerdings herrscht aus Kostengründen eine erhebliche Diskrepanz zwischen der Verbreitung der Dampfturbosätze kleinerer Leistung und deren Entwicklungsstand. Die Dampfturbosätze kleiner Leistung weisen einen geringen Umwandlungswirkungsgrad auf und sind in einer materialintensiven Schwerbauweise gefertigt. Bei Schwankungen der Wärmelast, das heißt bei Schwankungen des Dampfbedarfes, wird der Dampfmassestrom durch die Gegendruckregelung geändert, um einen konstanten Dampfdruck am Austritt der Turbine sicherzustellen. Die Gegendruckregelung wirkt dabei auf die Turbinenregelventile. Bei konstanter Turbinendrehzahl führt die Massestromänderung jedoch zu einem Anstieg der Strömungsverluste innerhalb der Turbine und damit zu einer Verminderung des ohnehin schon geringen effektiven Wirkungsgrades, der aufgrund der erheblichen Verluste durch Spalt- und Sekundärströmungen sowie Teilbeaufschlagung nur im Bereich von 50 % bis 65 % liegt.
In conjunction with the increased use of renewable energies and the use of industrial waste heat, increasingly consumer-oriented and thus decentralized units are needed to generate electricity and heat. The decentralized generating units have outputs ranging from a few kilowatts to a few megawatts. The use of steam turbine plants with back pressure turbines is widespread. These steam turbine systems, also referred to as steam turbine sets, are based on a mature developed and reliable technology for commercial use.
However, for cost reasons, there is a significant discrepancy between the diffusion of steam turbine sets of smaller power and their level of development. The steam turbine sets of low power have a low conversion efficiency and are manufactured in a material-intensive heavy duty construction. In the event of fluctuations in the heat load, that is to say in the case of fluctuations in the steam demand, the steam mass flow is changed by the backpressure control in order to ensure a constant vapor pressure at the outlet of the turbine. The back pressure control acts on the turbine control valves. At constant turbine speed, however, the mass flow change leads to an increase in the flow losses within the turbine and thus to a reduction of the already low effective efficiency, which is only in the range of 50% to 65% due to the significant losses by fission and secondary flows as well as partial loading.

Als Stand der Technik sind Getriebe-Dampfturbosätze mit konstanter Drehzahl in aufgelöster Bauweise von Turbine und Generator bekannt. Unter der aufgelösten Bauweise ist die örtlich getrennte Anordnung von Turbine und Generator zu verstehen, wobei die Wellen von Turbine und Generator mechanisch miteinander gekoppelt sind und einen Wellenstrang bilden.As the state of the art, transmission steam turbine sets of constant speed are known in the resolved design of turbine and generator. Under the resolved design is the spatially separated arrangement of turbine and generator to understand, with the shafts of the turbine and generator are mechanically coupled together and form a shaft train.

1 zeigt ein herkömmliches Getriebe-Dampfturbinen-Konzept mit einer als Dampfturbine ausgebildeten Antriebsvorrichtung 2, einem Getriebe 3 und einem Generator 4. Die Dampfturbine 2 wird in Strömungsrichtung 5 mit Dampf beaufschlagt. Der Dampf weist dabei einen Eintrittsdruck von weniger als 130 bar und eine Eintrittstemperatur unterhalb 530 °C auf. Der Austrittsdruck des Dampfes aus der Turbine 2 ist von der Abwärmenutzung abhängig. Über das Getriebe 3 wird die konstante Drehzahl der Welle der Dampfturbine 2 in eine ebenfalls konstante, geringere Drehzahl gewandelt, bei welcher der Generator 4 läuft. Bei schnelllaufenden Turbinen 2 im Leistungsbereich von 150 kW bis 10.000 kW werden Drehzahlen bis 23.000 1/min realisiert, die über das Getriebe 3 auf 1.500 1/min beziehungsweise 3.000 1/min verringert werden. Als Dampfturbinen 2 werden einstufige Axialturbinen mit geringen inneren Wirkungsgraden eingesetzt, die bei Leistungen unterhalb 500 kW auch teilbeaufschlagt betrieben werden. Für Leistungen von 1 MW bis 2 MW werden die Turbinen 2 in der sogenannten Twinbauweise und/oder Tandembauweise verwendet. Bei der Twinbauweise sind eine Hochdruckturbine und eine Niederdruckturbine zweiwellig ausgeführt und dampfseitig in Reihe geschaltet. Der Generator 4 wird über ein Getriebe 3 angetrieben. Bei der Tandembauweise werden zwei baugleiche Turbinen parallel betrieben, welche gemeinsam einen Generator 4 antreiben.
Die vom Generator 4 erzeugte elektrische Energie wird in das elektrische Netz 6 eingespeist.
1 shows a conventional transmission-steam turbine concept with a designed as a steam turbine drive device 2 , a gearbox 3 and a generator 4 , The steam turbine 2 is in the flow direction 5 steamed. The steam has an inlet pressure of less than 130 bar and an inlet temperature below 530 ° C. The outlet pressure of the steam from the turbine 2 is dependent on the use of waste heat. About the transmission 3 is the constant speed of the shaft of the steam turbine 2 converted into a likewise constant, lower speed at which the generator 4 running. For high-speed turbines 2 In the power range from 150 kW to 10,000 kW, speeds up to 23,000 rpm are achieved via the gearbox 3 be reduced to 1,500 1 / min and 3,000 1 / min, respectively. As steam turbines 2 Single-stage axial turbines with low internal efficiencies are used, which are also operated partially powered at powers below 500 kW. For outputs from 1 MW to 2 MW, the turbines become 2 used in the so-called twin construction and / or tandem construction. In twin construction, a high-pressure turbine and a low-pressure turbine are designed with two shafts and connected in series on the steam side. The generator 4 is about a gearbox 3 driven. In the tandem construction, two identical turbines are operated in parallel, which together form a generator 4 drive.
The generator 4 generated electrical energy is in the electrical network 6 fed.

Neben den Getriebe-Dampfturbosätzen mit konstanter Drehzahl sind auch getriebelose Dampfturbosätze in aufgelöster Bauweise von Turbine und schnelllaufendem Generator mit lastabhängiger Drehzahlvariabilität bekannt. Allerdings befinden sich diese Dampfturbosätze noch in der Entwicklungsphase.In addition to the constant-speed gearbox steam turbine sets, gearless steam turbine sets in the dissolved design of turbine and high-speed generator with load-dependent speed variability are also known. However, these steam turbine sets are still in the development phase.

Den im Stand der Technik bekannten Getriebe-Dampfturbosätzen ist zueigen, in materialintensiver Schwerbauweise ausgeführt zu sein und eine durch das Getriebe und den Generator im Vergleich zur Turbine geringe Drehzahl aufzuweisen. Die herkömmlichen Getriebe-Dampfturbosätze erfordern die Ausbildung eines Ölsystems für Getriebe, Lager und die Ventilantriebe. Infolge der Betriebsweise mit konstanter Drehzahl treten insbesondere bei Teillastbedingungen, das heißt Dampfbedarfsschwankungen, erhöhte Verluste auf.
Die in aufgelöster Bauweise von Turbine und Generator ausgebildeten Dampfturbosätze beanspruchen zudem einen großen Bauraum.
The known in the art transmission-Dampfurbosätzen is own, to be executed in material-intensive heavy construction and have a low by the transmission and the generator compared to the turbine speed. The conventional transmission steam turbine sets require the design of an oil system for transmission, bearings and the valve actuators. As a result of operating at a constant speed occur especially at part load conditions, that is, steam demand fluctuations, increased losses.
The trained in dissolved construction of turbine and generator steam turbine sets also claim a large amount of space.

Im Stand der Technik werden integrale Turbine-Generator-Anordnungen beschrieben, die den Platzbedarf der Turbosätze reduzieren und damit eine kompaktere Bauweise erzielen.
Aus der US 2 984 751 A geht eine integrale Turbine-Generator-Einheit hervor, bei der die Turbine als eine mit Luft oder Verbrennungsgas betreibbare zweistufige Gasturbine ausgebildet ist. Die erste Turbinenstufe ist als Primärantrieb des Rotors mit integriertem Generator vorgesehen. Innerhalb der ein geringeres Moment als die erste Stufe erzeugenden zweiten Stufe wird die Luft auf einen geringeren Druck beziehungsweise eine geringere Temperatur entspannt, um vor dem Verlassen der Einheit als Kühlluft für eine gemeinsame Turbine-Generator-Hohlwelle verwendbar zu sein. Das Gas strömt in axialer Richtung durch die erste, außen angeordnete Stufe, bevor es um einen Winkel von 180° umgelenkt wird und axial durch die zweite, innen angeordnete Stufe sowie einen zwischen einer zentralen Antriebswelle und der Hohlwelle ausgebildeten Ringspalt geführt wird. Die Strömungsführung wurde aus Gründen des Axialschubausgleichs gewählt.
In the prior art integral turbine-generator arrangements are described which reduce the space requirement of the turbo sets and thus achieve a more compact design.
From the US 2 984 751 A shows an integral turbine-generator unit in which the turbine is designed as a run with air or combustion gas two-stage gas turbine. The first turbine stage is provided as the primary drive of the rotor with integrated generator. Within the second stage producing a lower torque than the first stage, the air is relieved to a lower pressure or lower temperature prior to exiting the unit as cooling air for a common turbine-generator hollow shaft to be usable. The gas flows in the axial direction through the first, outer stage before it is deflected by an angle of 180 ° and axially guided by the second, internally arranged stage and an annular gap formed between a central drive shaft and the hollow shaft. The flow guide was chosen for reasons of Axialschubausgleichs.

Das zum Antrieb der Turbine verwendete Gas wird somit gleichzeitig zur Generatorkühlung genutzt. Die kompakte Bauweise der Turbine-Generator-Einheit soll zudem den Einsatz als Hilfsstromversorgung bei Flugzeugen möglich machen.The gas used to drive the turbine is thus used simultaneously for the generator cooling. The compact design of the turbine-generator unit is also intended to make it possible to use it as an auxiliary power supply for aircraft.

Auch in der US 3 148 282 A wird ein integraler Turbine-Generator-Satz beschrieben, welcher dafür ausgebildet ist, die Länge des aus Turbine und Generator gekoppelten Turbosatzes zu verkürzen und damit Schwingungen und Geräusche zu reduzieren. Der auch für den Betrieb mit Dampfturbinen vorgesehene Turbine-Generator-Satz, wird bei geringen Drehzahlen betrieben.Also in the US 3 148 282 A An integral turbine generator set is described, which is designed to shorten the length of the turbo generator coupled turbine set and thus reduce vibrations and noises. The intended also for operation with steam turbine turbine generator set is operated at low speeds.

Im Stand der Technik sind bisher jedoch keine, zum Beispiel auf der US 2 984 751 A oder der US 3 148 282 A basierenden, Anwendungen von Turbine-Generator-Einheiten bekannt, was auch mit der Realisierbarkeit der veröffentlichten Anordnungen zusammenhängen könnte.In the prior art, however, no, for example, on the US 2 984 751 A or the US 3 148 282 A based applications of turbine generator units known, which could also be related to the feasibility of the published arrangements.

In der US 5 376 827 A wird eine gattungsgemäße Einheit mit einer Turbine und einem Generator offenbart. Die Turbine weist sich gegenläufig drehende äußere und innere Rotorblätter auf, welche sich von jeweiligen äußeren und inneren Rotoren erstrecken. Die äußeren und inneren Rotoren sind an stationären Rahmen gehaltert. Der elektrische Generator weist einen Feldkern zum Erzeugen magnetischer Pole auf, welcher koaxial zu einem Anker angeordnet ist, um bei relativer Drehung zueinander elektrische Energie zu erzeugen. Der Feldkern und der Anker sind koaxial und radial nach außen zum äußeren Rotor angeordnet. Der Feldkern oder der Anker ist fest mit dem äußeren Rotor verbunden, während der jeweils andere fest mit den Rahmen verbunden ist.In the US 5,376,827 A a generic unit with a turbine and a generator is disclosed. The turbine has counter rotating outer and inner rotor blades extending from respective outer and inner rotors. The outer and inner rotors are supported on stationary frames. The electric generator has a field core for generating magnetic poles, which is arranged coaxially with an armature in order to generate electrical energy relative to each other in relative rotation. The field core and the armature are arranged coaxially and radially outward to the outer rotor. The field core or anchor is fixedly connected to the outer rotor, while the other is firmly connected to the frame.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kompakte Turbo-Generator-Einheit zur Verfügung zu stellen, welche ein auf ein Minimum reduziertes Gewicht und einen minimalen Platzbedarf aufweist. Die Turbo-Generator-Einheit soll auch unter Teillastbedingungen die Energie unter minimalen Verlusten umwandeln. Die Turbo-Generator-Einheit soll dabei wartungsarm und damit wenig kostenintensiv betreibbar sein.Object of the present invention is to provide a compact turbo-generator unit having a reduced to a minimum weight and a minimum space requirement. The turbo-generator unit is to convert the energy under minimum load conditions with minimal losses. The turbo-generator unit should be low-maintenance and therefore less expensive to operate.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Turbo-Generator-Einheit gelöst, welche eine als eine Turbine ausgebildete Antriebsvorrichtung und einen Generator mit einem Rotor und einem Stator umfasst. Die Turbine und der Generator sind ineinander integriert angeordnet und weisen eine gemeinsame Mittelachse auf.
Nach der Konzeption der Erfindung sind die Turbine in Außenläuferbauweise und der Generator in Innenläuferbauweise ausgebildet.
Bei der Turbine wird die Strömungsenergie des die Turbine durchströmenden Fluids in Rotationsenergie umgesetzt. Bei der in Innenläuferbauweise ausgebildeten Turbine wird die Rotationsenergie mit Hilfe eines auf einer Achse angeordneten, aus Laufschaufeln ausgebildeten Schaufelrades abgegriffen, wobei die Achse mit dem Schaufelrad in Rotation versetzt wird. Im Vergleich dazu wird bei der in Außenläuferbauweise ausgebildeten Turbine, bei welcher die Laufschaufeln an einem äußeren Umfang der Turbine fixiert sind, die Rotationsenergie folglich am äußeren Umfang der Turbine abgeführt. Der äußere Umfang rotiert.
Beim Generator in Innenläuferbauweise ist der bewegte Teil, welcher auch als Rotor oder Läufer bezeichnet wird, im Inneren des Generators angeordnet und wird vom ruhenden Teil, welcher auch als Stator des Generators bezeichnet wird, umschlossen.
Dadurch wird der Generator, aufweisend einen Rotor und einen Stator, vorteilhaft am äußeren Umfang der Turbine anordenbar.
Die Ausbildung der Turbine in Außenläuferbauweise und des Generators in Innenläuferbauweise ermöglicht die direkte Kraftübertragung vom bewegten Turbinenteil auf den Rotor des Generators bei minimalem Platzbedarf in axialer und radialer Ausdehnung. Zudem werden die biegedynamischen und rotationsdynamischen Eigenschaften der Kraftübertragung gegenüber anderen Anordnungen, wie der Innenläufer-Innenläufer-Bauweise oder der Außenläufer-Außenläufer-Bauweise von Turbine und Generator, verbessert.
Durch die Anordnung des Stators des Generators auf der Außenseite der Turbo-Generator-Einheit ist die an dieser Stelle erzeugte Verlustwärme sicher und mit geringem technischen Aufwand abführbar, da der Stator auf der turbinenabgewandten Seite des Generators und damit auf der Seite mit geringerer Temperatur angeordnet ist. Im Stator wird die meiste Verlustwärme innerhalb des Generators erzeugt.
Zudem ermöglicht die Anordnung des Stators auf der Außenseite eine unkomplizierte Spannungsausleitung aus der Turbo-Generator-Einheit beziehungsweise einen einfachen Spannungsanschluss an einen Maschinenstromrichter, da keine zusätzliche Umhüllung zur Dampfzuführung und/oder Dampfabführung ausgebildet ist. Außerdem ist im Wicklungsraum des Stators kein kritischer Dichtspalt zum Hochdruckteil des Dampfes der Turbine ausgebildet.
The object is achieved by a turbo-generator unit according to the invention, which comprises a drive device designed as a turbine and a generator with a rotor and a stator. The turbine and the generator are integrated with each other and have a common center axis.
According to the concept of the invention, the turbine are designed in external rotor construction and the generator in internal rotor construction.
In the turbine, the flow energy of the fluid flowing through the turbine is converted into rotational energy. In the internal rotor design turbine, the rotational energy is tapped using a arranged on an axis, formed of blades paddle wheel, wherein the axis is rotated with the paddle wheel in rotation. In comparison, in the outer rotor design turbine, in which the blades are fixed to an outer circumference of the turbine, the rotational energy is consequently dissipated at the outer circumference of the turbine. The outer circumference rotates.
In the generator in internal rotor design of the moving part, which is also referred to as a rotor or rotor, arranged in the interior of the generator and is enclosed by the stationary part, which is also referred to as the stator of the generator.
As a result, the generator, comprising a rotor and a stator, can advantageously be arranged on the outer circumference of the turbine.
The design of the turbine in external rotor design and the generator in internal rotor design allows direct power transmission from the moving turbine part to the rotor of the generator with minimal space requirements in axial and radial extent. In addition, the bending dynamic and rotationally dynamic properties of the power transmission over other arrangements, such as the internal rotor internal rotor construction or the external rotor outer rotor construction of turbine and generator, improved.
Due to the arrangement of the stator of the generator on the outside of the turbo-generator unit, the heat loss generated at this point is safe and can be discharged with little technical effort, since the stator is disposed on the turbine side facing away from the generator and thus on the side with lower temperature , The stator generates most of the heat lost inside the generator.
In addition, the arrangement of the stator on the outside allows an uncomplicated Spannungsausleitung from the turbo-generator unit or a simple voltage connection to a machine converter, since no additional enclosure for steam supply and / or steam discharge is formed. In addition, no critical sealing gap is formed in the winding space of the stator to the high-pressure part of the steam of the turbine.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Turbine der Turbo-Generator-Einheit als axiale Dampfturbine und mehrstufig ausgebildet. Jede Stufe weist dabei ein Leitgitter sowie ein Laufgitter auf. Unter dem Laufgitter, das auch als Schaufelgitter bezeichnet wird, ist die Abwicklung der am Umfang angeordneten Laufschaufeln und deren Projektion in die Ebene zu verstehen. Dabei bilden jeweils ein auf einer Trommel angeordnetes Leitgitter und ein als Ring ausgebildetes Schaufelgitter eine Stufe der mehrstufigen Turbine. Unter einem Ring beziehungsweise einer Reihe ist eine gleichmäßig beabstandete Anordnung, in radialer Richtung von der Innenwandung des Rotors vorragender Laufschaufeln zu verstehen. Der Rotor ist über die Laufschaufeln vorteilhaft antreibbar und in Rotationsbewegung um die Mittelachse versetzbar. Die Leitgitter, welche eine Vielzahl von Leitschaufeln aufweisen, sind auf einer vorteilhaft kreiszylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildeten Trommel vollumfänglich angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention, the turbine of the turbo-generator unit as an axial steam turbine and multi-stage educated. Each stage has a guide grid and a playpen. Under the playpen, which is also referred to as a blade grid, the settlement of the circumferentially arranged blades and their projection is to be understood in the plane. In each case, a guide grid arranged on a drum and a blade grid designed as a ring form one stage of the multi-stage turbine. Under a ring or a series is a uniformly spaced arrangement to understand in the radial direction of the inner wall of the rotor projecting blades. The rotor can be advantageously driven via the rotor blades and set into rotational movement about the central axis. The guide gratings, which have a multiplicity of guide vanes, are arranged in full on an advantageously circular-cylindrical or truncated-cone-shaped drum.

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist die Trommel feststehend ausgebildet. Beim Umströmen der auf der Trommel angeordneten, am Umfang der Trommel fest fixierten Leitschaufeln wird ein Teil der stoffgebundenen Energie des Fluids in kinetische Energie umgewandelt, sodass die Strömung am Austritt eine höhere Geschwindigkeit sowie einen Drehimpuls aufweist. Dadurch wirken an den Laufschaufeln Kräfte in Umfangsrichtung. Es kommt zur Rotation. Bei der mehrstufigen Ausführung der Turbine sind die Leitschaufeln und Laufschaufeln in Strömungsrichtung des Fluids in abwechselnder Reihenfolge angeordnet.According to a first embodiment of the invention, the drum is fixed. As the vanes are fixed around the circumference of the drum, a portion of the material-bound energy of the fluid is converted into kinetic energy, such that the flow at the exit has a higher velocity and an angular momentum. As a result, act on the blades forces in the circumferential direction. It comes to rotation. In the multi-stage embodiment of the turbine, the vanes and blades are arranged in the flow direction of the fluid in alternating order.

Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist die Trommel mit den am Umfang angeordneten Leitschaufeln entgegen der Drehrichtung der Laufschaufeln rotierend beweglich gehaltert angeordnet. Die Trommel mit Leitschaufeln ist folglich ebenfalls derart rotierbar ausgebildet, dass Leitgitter und Schaufelgitter jeder Stufe zueinander gegenläufig rotieren. Auf diese Weise kann bei gleicher Leistung der Turbine die Stufenzahl gegenüber der Ausführung mit feststehendem Leitgitter verringert werden. Damit sind die Turbine und die Turbo-Generator-Einheit noch kompakter und platzsparender ausführbar.According to a second embodiment of the invention, the drum with the vanes arranged on the circumference is arranged to be movable in a rotary manner counter to the direction of rotation of the moving blades. The drum with guide vanes is therefore likewise designed to be rotatable in such a way that the guide vanes and the vane grille of each stage rotate in opposite directions relative to one another. In this way, with the same power of the turbine, the number of stages compared to the design with a fixed guide grid can be reduced. This makes the turbine and the turbo-generator unit even more compact and space-saving.

Der Rotor des Generators ist erfindungsgemäß koaxial um die Trommel der Turbine angeordnet und weist eine hohlzylinderförmige Außenwandung sowie eine mit der Außenform der Trommel und den darauf angeordneten Leitgittern korrespondierende Innenwandung auf. Die Trommel der Turbine und der Rotor des Generators sind eine gemeinsame Mittelachse aufweisend angeordnet. Infolge der Ausdehnung des Fluids bei der Entspannung nimmt in Strömungsrichtung des Fluids durch die mehrstufig ausgeführte Turbine die Strömungsquerschnittsfläche, insbesondere die Höhe beziehungsweise die Länge der Laufschaufeln, zu. Der Strömungsraum innerhalb der Turbine ist kegelförmig ausgebildet.According to the invention, the rotor of the generator is arranged coaxially around the drum of the turbine and has a hollow-cylindrical outer wall as well as an inner wall corresponding to the outer shape of the drum and the guide gratings arranged thereon. The drum of the turbine and the rotor of the generator are arranged having a common center axis. As a result of the expansion of the fluid during the expansion, the flow cross-sectional area, in particular the height or the length of the rotor blades, increases in the direction of flow of the fluid through the multi-stage turbine. The flow space inside the turbine is cone-shaped.

Bei einer Trommel mit einer kreiszylindrischen Außenform sowie im Durchmesser zunehmenden Leitschaufeln und Laufschaufeln ist die Innenwandung des Rotors kegelstumpfförmig ausgebildet und korrespondiert damit mit der Außenform der Trommel und den darauf angeordneten Leitschaufeln. Da sich die Dichte des Fluids beim Durchströmen der Turbine temperaturabhängig und druckabhängig ändert, ändern sich die Strömungsquerschnitte nicht linear, sodass die Form der Innenwandung des Rotors von der eines idealen Kegelstumpfes abweichen kann.In a drum having a circular cylindrical outer shape and increasing in diameter vanes and blades, the inner wall of the rotor is frusto-conical and thus corresponds to the outer shape of the drum and the vanes arranged thereon. Since the density of the fluid changes as it flows through the turbine depending on temperature and pressure, the flow cross sections do not change linearly, so that the shape of the inner wall of the rotor can deviate from that of an ideal truncated cone.

Bei einer Trommel mit einer kegelstumpfförmigen Außenform ist die Innenwandung des Rotors kreiszylinderförmig ausgebildet und korrespondiert damit ebenfalls mit der Außenform der Trommel und den darauf angeordneten Leitschaufeln, wobei der Durchmesser des Kegelstumpfes in Strömungsrichtung des Fluids im gleichen Maße kleiner wird, wie der Durchmesser der Leitschaufeln und Laufschaufeln zunimmt.In a drum with a frusto-conical outer shape, the inner wall of the rotor is circular cylindrical and thus also corresponds to the outer shape of the drum and the vanes arranged thereon, wherein the diameter of the truncated cone in the flow direction of the fluid is smaller as the diameter of the vanes and Blades is increasing.

Die Innenwandung und die Außenwandung des Rotors sind konzeptionsgemäß derart zueinander beabstandet angeordnet, dass zwischen der Innenwandung und der Außenwandung ein Ringspalt ausgebildet ist. Die Außenwandung und die Innenwandung sind bevorzugt über Radscheiben mechanisch miteinander verbunden.The inner wall and the outer wall of the rotor are conceptually arranged spaced from each other such that an annular gap is formed between the inner wall and the outer wall. The outer wall and the inner wall are preferably mechanically interconnected via wheel discs.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Laufschaufeln der Turbine am inneren Umfang der Innenwandung des Rotors, fest mit dem Rotor verbunden angeordnet sind. Die Laufschaufeln sind bevorzugt in einer Reihe, ringförmig am Umfang angeordnet und bilden das Schaufelgitter.A development of the invention is that the blades of the turbine are arranged on the inner circumference of the inner wall of the rotor, fixedly connected to the rotor. The blades are preferably arranged in a row, annular on the circumference and form the blade grid.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Stator des Generators den Rotor des Generators umfänglich umschließend angeordnet. Dabei ist der Stator bevorzugt mit Statorwicklungen versehen. Die Wandung des Stators ist mit der Außenwandung des Rotors korrespondierend und vorteilhaft als Gehäuse der Turbo-Generator-Einheit ausgebildet. Die Wandung des Stators und die Außenwandung des Rotors weisen im Wesentlichen gleiche Konturen und Formen auf, sodass der Rotor innerhalb des Stators integrierbar und der Rotor im Verhältnis zum Stator rotationsbeweglich anordenbar ist.
An der Außenwandung des Rotors ist bevorzugt ein Permanentmagnet derart angeordnet, dass der Permanentmagnet bei der Rotationsbewegung des Rotors an den feststehenden Statorwicklungen vorbeigeführt wird. Die Relativbewegung zwischen Rotor und Stator beziehungsweise zwischen Permanentmagnet und Statorwicklung führt zur Induktion einer Spannung innerhalb der Statorwicklungen.
According to a further embodiment of the invention, the stator of the generator is circumferentially surrounding the rotor of the generator. The stator is preferably provided with stator windings. The wall of the stator is formed with the outer wall of the rotor correspondingly and advantageously as a housing of the turbo-generator unit. The wall of the stator and the outer wall of the rotor have substantially the same contours and shapes, so that the rotor can be integrated within the stator and the rotor is rotatably movable relative to the stator.
On the outer wall of the rotor, a permanent magnet is preferably arranged such that the permanent magnet is guided past during the rotational movement of the rotor to the stationary stator windings. The relative movement between rotor and stator or between Permanent magnet and stator winding leads to the induction of a voltage within the stator windings.

Von besonderem Vorteil ist, dass in das Gehäuse der Turbo-Generator-Einheit integrierte Lager ausgebildet sind. Die bevorzugt als Magnetlager ausgebildeten Lager führen und haltern den sich innerhalb des Stators rotationsbeweglich angeordneten Rotor. Dabei ist ein Lager als radiales und axiales Lager sowie ein Lager als radiales Lager ausgebildet. Die Lager führen den Rotor jeweils in radialer Richtung. Das als radiales und axiales Lager ausgebildete Lager wird beiderseits von benachbart angeordneten, am Rotor umfänglich ausgebildeten Ausformungen in Richtung der Mittelachse begrenzt und führt folglich den Rotor zusätzlich in axialer Richtung. Die Ausformungen ragen in radialer Richtung aus der Außenwandung des Rotors in Richtung des Stators beziehungsweise des Gehäuses der Turbo-Generator-Einheit. Alternativ umfasst das als radiales und axiales Lager ausgebildete Lager eine am Rotor umfänglich ausgebildete Ausformung in Richtung der Mittelachse beiderseits, wobei die Ausformung in radialer Richtung aus der Außenwandung des Rotors in Richtung des Stators ragend ausgebildet ist.
Die Lager sind in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Mittelachse der Turbo-Generator-Einheit, bevorzugt jeweils neben der Statorwicklung angeordnet. Die Lager begrenzen die Statorwicklung in Richtung der Mittelachse beidseitig, wobei jeweils ein Lager auf einer Seite der Statorwicklung angeordnet ist.
It is particularly advantageous that integrated bearings are formed in the housing of the turbo-generator unit. The bearings, which are preferably designed as magnetic bearings, guide and support the rotor which is rotatably mounted within the stator. In this case, a bearing is designed as a radial and axial bearing and a bearing as a radial bearing. The bearings guide the rotor each in the radial direction. The designed as a radial and axial bearing bearing is located on both sides of adjacent, formed on the rotor circumferentially formed formations in the direction of the central axis and thus additionally guides the rotor in the axial direction. The formations protrude in the radial direction from the outer wall of the rotor in the direction of the stator or the housing of the turbo-generator unit. Alternatively, the bearing formed as a radial and axial bearing comprises a circumferentially formed on the rotor molding in the direction of the central axis on both sides, wherein the formation is formed projecting in the radial direction from the outer wall of the rotor in the direction of the stator.
The bearings are preferably arranged in the axial direction, that is to say in the direction of the center axis of the turbo-generator unit, next to the stator winding. The bearings limit the stator winding in the direction of the central axis on both sides, wherein in each case a bearing is arranged on one side of the stator winding.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Rotor aus thermisch entkoppelnden Materialpaarungen ausgebildet ist, um die Wärmeströme von der Turbine zum Generator zu reduzieren und damit die thermische Belastung des Generators zu begrenzen. Die thermische Entkopplung erfolgt bevorzugt an den Verbindungsstellen der Radscheiben und der Außenwandung des Rotors, wobei die Radscheiben hohlwandig ausgebildet sind. Alternativ sind die Radscheiben radial zweigeteilt und durch Kohlefaserverbundelemente formschlüssig und kraftschlüssig verbunden, wobei die Radscheibenteile schwalbenschwanzförmig oder hammerkopfförmig ausgebildet sind.
Zudem weisen die Radscheiben Profilschlitze auf, sodass durch den zwischen der Innenwandung und der Außenwandung des Rotors ausgebildeten Ringspalt Kühlluft leitbar ist. Die Profilschlitze sind bevorzugt derart ausgebildet, dass die Kühlluft durch die Rotation des Rotors durch die Spalte zwischen der Außenwandung des Rotors mit den Permanentmagneten und der Innenwandung des Rotors als Begrenzung des Strömungskanals der Turbine hindurch gefördert wird. Die Kühlluft strömt durch den Ringspalt und die in den Radscheiben vorgesehenen Profilschlitze und verringert den Vorgang der Wärmeübertragung von der Turbine an den Generator.
A further advantageous embodiment of the invention is that the rotor is formed of thermally decoupled material pairings in order to reduce the heat flows from the turbine to the generator and thus to limit the thermal load of the generator. The thermal decoupling is preferably carried out at the junctions of the wheel discs and the outer wall of the rotor, wherein the wheel discs are hollow-walled. Alternatively, the wheel discs are radially divided into two and positively connected by carbon fiber composite elements and non-positively, the wheel disc parts are dovetailed or hammerhead-shaped.
In addition, the wheel discs have profile slots, so that cooling air can be conducted through the annular gap formed between the inner wall and the outer wall of the rotor. The profile slots are preferably formed such that the cooling air is conveyed through the rotation of the rotor through the gaps between the outer wall of the rotor with the permanent magnets and the inner wall of the rotor as a boundary of the flow channel of the turbine. The cooling air flows through the annular gap and provided in the wheel discs profile slots and reduces the process of heat transfer from the turbine to the generator.

Die Turbo-Generator-Einheit ist weiterhin vorteilhaft über einen Umrichter an ein elektrisches Netz anschließbar ausgebildet. Der Umrichter weist dabei einen gepulsten Maschinenstromrichter, einen Gleichspannungszwischenkreis und einen gepulsten Netzstromrichter mit je einer mikrocontroller-basierten Informationsverarbeitung auf.The turbo-generator unit is furthermore advantageously designed to be connectable to an electrical network via a converter. In this case, the converter has a pulsed machine converter, a DC intermediate circuit and a pulsed mains converter, each with a microcontroller-based information processing.

Des Weiteren ist die Turbo-Generator-Einheit vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Drehzahl der Turbo-Generator-Einheit variierbar und bevorzugt an die Leistung der Turbo-Generator-Einheit anpassbar ist.Furthermore, the turbo-generator unit is advantageously designed such that the rotational speed of the turbo-generator unit can be varied and preferably adapted to the power of the turbo-generator unit.

Die erfindungsgemäße Lösung als Integration einer Turbine, welche bevorzugt als mehrstufige, in Außenläuferbauweise realisierte Dampfturbine ausgebildet ist, mit einem massearmen, schnelllaufenden Generator in einer Turbine-Generator-Einheit, welche mit einer vorteilhaft aus Magnetlagern und damit ölfreien Lagerung ausgebildet ist, weist diverse Vorteile auf:

  • - kompakte, platzsparende und gewichtsreduzierte Bauweise durch Integration des Generators und Ausbildung ohne zusätzliches mechanisches Getriebe und damit Reduzierung der Länge gegenüber der aufgelösten Bauweise um mindestens 15 %,
  • - reduzierte Anzahl von Komponenten, zum Beispiel durch Reduzierung der Anzahl der Lager auf zwei Traglager und ein Axiallager,
  • - Betriebsweise mit hoher Drehzahl - schnelllaufend,
  • - Betriebsweise mit variabler Drehzahl - Anpassen der Drehzahl an die Leistung der Turbo-Generator-Einheit derart, dass die Strömungswinkel an den Turbinenschaufelprofilen nahezu konstant bleiben, um speziell die Strömungsverluste bei Teillast zu reduzieren,
  • - großer Wirkungsgrad auch bei Teillast infolge der Drehzahlvariabilität,
  • - Verzicht auf Nebenaggregate und Hilfsverbrauchsstoffe, insbesondere durch eine ölfreie Ausführung,
  • - Minimierung der Wartungskosten, da beispielsweise die Wartung des Getriebes mit dazugehörigem Ölwechsel entfällt und
  • - Verringerung von Spaltverlusten innerhalb der Turbine durch aktive Spaltkontrolle während des Betriebes - Reduzierung der Dichtspalte mittels Veränderung der Radiallage und der Axiallage der Trommel mit den Leitschaufeln innerhalb der Magnetlager durch gezielte Veränderung der mittels der Magnetlager erzeugten Lagerkräfte.
The inventive solution as integration of a turbine, which is preferably designed as a multi-stage, constructed in Außenläuferbauweise steam turbine with a low-mass, high-speed generator in a turbine-generator unit, which is advantageously formed with a magnetic bearings and thus oil-free storage, has various advantages on:
  • - compact, space-saving and weight-reduced design by integration of the generator and training without additional mechanical gear and thus reducing the length compared to the resolved construction by at least 15%,
  • - Reduced number of components, for example by reducing the number of bearings on two support bearings and a thrust bearing,
  • - high speed operation - fast running,
  • Variable speed operation - adjusting the speed to the power of the turbo-generator unit such that the flow angles at the turbine blade profiles remain nearly constant, specifically to reduce the flow losses at part load,
  • high efficiency even at partial load as a result of the speed variability,
  • - abandonment of ancillary equipment and auxiliary consumables, in particular by an oil-free design,
  • - Minimizing maintenance costs, since, for example, the maintenance of the gearbox with associated oil change is eliminated and
  • - Reduction of gap losses within the turbine by active gap control during operation - Reduction of the sealing gaps by changing the radial position and the axial position of the drum with the vanes within the magnetic bearings by deliberately changing the bearing forces generated by the magnetic bearings.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

  • 2: Prinzipdarstellung einer Turbo-Generator-Einheit ohne Getriebe - Anordnung der Turbine und des Generators auf einer Welle,
  • 3: Prinzipdarstellung einer Turbo-Generator-Einheit in integraler Bauweise und
  • 4: Konstruktion der Turbo-Generator-Einheit in integraler Bauweise.
Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 2 : Schematic representation of a turbo-generator unit without transmission - Arrangement of the turbine and the generator on a shaft,
  • 3 : Schematic representation of a turbo-generator unit in integral construction and
  • 4 : Construction of the turbo-generator unit in integral design.

In 2 ist eine Turbo-Generator-Einheit 1 ohne Getriebe dargestellt. Die als Dampfturbine ausgebildete Antriebsvorrichtung 2 und der Generator 4 sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und damit starr miteinander gekoppelt. Die von der in Strömungsrichtung 5 mit Dampf beaufschlagten Turbine 2 erzeugte variierbare Drehzahl wird direkt an den Generator 4 weitergeleitet, sodass die Turbine 2 und der Generator 4 die gleiche Drehzahl aufweisen.In 2 is a turbo generator unit 1 shown without gear. The trained as a steam turbine drive device 2 and the generator 4 are arranged on a common shaft and thus rigidly coupled together. The of the in the flow direction 5 steam turbine 2 generated variable speed is directly to the generator 4 forwarded, so the turbine 2 and the generator 4 have the same speed.

Die Turbo-Generator-Einheit 1 ist über einen Umrichter 7 an das elektrische Netz 6 angeschlossen. Der Umrichter 7 umfasst einen gepulsten Maschinenstromrichter, einen Gleichspannungszwischenkreis und einen gepulsten Netzstromrichter. Aufgrund der Entkopplung der variablen Generatorfrequenz von der Netzfrequenz ermöglicht das System den Betrieb der Turbine 2 bei einer, entsprechend der Last, optimalen Drehzahl unabhängig von der Netzfrequenz und somit die drehzahlunabhängige elektrische Belastung der Turbo-Generator-Einheit 1. Die Drehzahl ist dabei sowohl über die Regelung der Turbine 2 mittels Drosselung des Dampfes, als auch über das regelbare Generatormoment mittels des Maschinenstromrichters variierbar und wird nach einem Optimalitätskriterium, dem sogenannten MPPT-Maximum, an den Leistungsbedarf angepasst. MPPT steht für „Power Point Tracking Maximum“. Bei Berücksichtigung der entsprechenden Turbinencharakteristik wird der Wirkungsgrad der Turbine 2 im Teillastbereich erhöht.
Durch den Einsatz des Umrichters 7 werden in Verbindung mit einem speziellen Regelkonzept verschiedene Funktionen gewährleistet, welche unter anderem

  • - eine Leistungsregelung mit unterlagerter Stromregelung durch einen Maschinenstromrichter,
  • - die Realisierung eines Wirkleistungsbetriebes des Generators 4 mit cos (φ) ≈ 1 im gesamten Drehzahlbereich bei geringer Oberschwingungsbelastung,
  • - die Drehzahlvariabilität der Turbo-Generator-Einheit 1,
  • - eine Zwischenkreisspannungsregelung mit unterlagerter Stromregelung im Netzstromrichter und
  • - eine normgerechte Netzeinspeisung in das Energieversorgungsnetz betreffen.
The turbo generator unit 1 is via an inverter 7 to the electrical network 6 connected. The inverter 7 includes a pulsed machine power converter, a DC link and a pulsed AC converter. Due to the decoupling of the variable generator frequency from the mains frequency, the system enables the operation of the turbine 2 at one, according to the load, optimal speed regardless of the mains frequency and thus the speed-independent electrical load of the turbo-generator unit 1 , The speed is both about the control of the turbine 2 by throttling the steam, as well as on the controllable generator torque by means of the machine converter can be varied and is adjusted according to an optimality criterion, the so-called MPPT maximum to the power requirement. MPPT stands for "Power Point Tracking Maximum". Taking into account the corresponding turbine characteristics, the efficiency of the turbine 2 increased in the partial load range.
Through the use of the inverter 7 In connection with a special control concept, various functions are guaranteed, among others
  • a power control with subordinate current regulation by a machine converter,
  • - The realization of an active power operation of the generator 4 with cos (φ) ≈ 1 in the entire speed range with low harmonic load,
  • - The speed variability of the turbo-generator unit 1 .
  • - A DC link voltage control with secondary current control in the power converter and
  • - relate to a standard-compliant grid feed-in into the energy supply network.

3 zeigt die Prinzipdarstellung einer kompakten, ölfreien, schnelllaufenden Turbo-Generator-Einheit 1 in integraler Bauweise.
Die Dampfturbine 2 ist axial, mehrstufig und in Außenläuferbauweise ausgebildet. Die Leitschaufeln 9, welche jeweils die Leitgitter 9 der Turbine 2 bilden, sind auf einer kreiszylindrisch ausgebildeten Trommel 8 angeordnet. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausgestaltung weist die Trommel 8 die Form eines Kegelstumpfes auf. Die Achse der Trommel 8 und die Mittelachse 18 der Turbo-Generator-Einheit 1 liegen deckungsgleich übereinander. Die Achsen sind identisch.
Der Dampf trifft in Strömungsrichtung 5 auf die auf der feststehenden Trommel 8 angeordneten, nicht drehenden Leitschaufeln 9 auf. Beim Umströmen der Leitschaufeln 9 wird die Richtung des Dampfes derart verändert, dass ein Teil der stoffgebundenen Energie des Fluids in kinetische Energie umgewandelt wird, sodass die Strömung eine höhere Geschwindigkeit sowie einen Drehimpuls aufweist und der Dampf beim Auftreffen auf die in Strömungsrichtung 5 anschließenden Laufschaufeln 11 die Laufschaufeln 11 in Bewegung versetzt beziehungsweise antreibt. Nach dem Umströmen der ersten Laufschaufeln 11 tritt der Dampf in eine weitere Anordnung feststehender Leitschaufeln 9 ein und wird erneut umgelenkt, um wiederum optimal auf die nachfolgende Reihe von Laufschaufeln 11 aufzutreffen. Die Turbine 2 mit einer Mehrzahl an Laufrädern beziehungsweise Anordnungen an Laufschaufeln 11 arbeitet mehrstufig.
Da sich der Dampf beim Durchströmen der Turbine 2 abkühlt und infolge der Entspannung ausdehnt, nimmt die Höhe beziehungsweise die Länge der Leitschaufeln 9 und der Laufschaufeln 11 in Strömungsrichtung des Dampfes 5 zu. Aus diesem Grund ist die mehrstufige Turbine 2 kegelförmig ausgebildet. Alternativ zur feststehenden Trommel 8 sind die Trommel 8 und die Leitgitter 9 im Vergleich zu den Laufschaufeln 11 derart gelagert, dass die Leitgitter 9 in entgegengesetzter Richtung zu den Laufschaufeln 11 rotieren. Durch die optionale Ausbildung der Turbine 2 mit gegenläufig rotierenden Leitgitter 9 und Schaufelgitter 11 wird die Stufenzahl gegenüber der Ausführung mit feststehendem Leitgitter 9 verringert.
Die Laufschaufeln 11 sind fest mit dem Rotor 10 des Generators 4 verbunden, sodass der Rotor 10 mittels der Laufschaufeln 11 angetrieben und in Rotationsbewegung um die Mittelachse 18 versetzt wird. Die Ausgestaltung der Dampfturbine 2 in Außenläuferbauweise ermöglicht die Anordnung der Permanentmagnete 14 an der Außenseite des Rotors 10 als Komponenten des schnelllaufenden Generators 4.
Der Rotor 10 des Generators 4 ist innerhalb des Stators 15 angeordnet. Die Permanentmagnete 14 werden bei Bewegung des Rotors 10 an den feststehenden Statorwicklungen 16 des Generators 4 vorbeigeführt. Dadurch wird innerhalb der Statorwicklungen 16 eine Spannung induziert. Die Statorwicklungen 16 des Generators 4 umschließen die Turbo-Generator-Einheit 1.
Zudem wird die Turbo-Generator-Einheit 1 von ölfreien, als Magnetlager ausgebildeten Lagern 12, 13 umfasst. Die Lager 12, 13 sind in Richtung der Mittelachse 18 jeweils neben der Statorwicklung 16 angeordnet. Die Lager 12, 13 begrenzen die Statorwicklung 16 in Richtung der Mittelachse 18 beidseitig. Um den von der Turbine 2 zum Generator 4 führenden Wärmestrom, das heißt den Vorgang der Wärmeübertragung von der Turbine 2 mit hoher Temperatur an den Generator 4 mit geringerer Temperatur, zu minimieren, wird der Rotor 10 aus thermisch entkoppelnden Materialpaarungen gefertigt. Zudem wird Kühlluft in Strömungsrichtung 17 durch den am Rotor 10 ausgebildeten Ringspalt 19 gefördert. Aufgrund der Drehung des Rotors 10 strömt die Kühlluft selbständig durch die in den Radscheiben 20 des Rotors 10 ausgebildeten Profilschlitze mit entsprechender Formgebung.
3 shows the schematic diagram of a compact, oil-free, high-speed turbo-generator unit 1 in integral construction.
The steam turbine 2 is axial, multi-level and designed in external rotor design. The vanes 9 , which in each case the Leitgitter 9 the turbine 2 form, are on a circular cylindrical drum 8th arranged. According to an alternative embodiment, not shown, the drum 8th the shape of a truncated cone. The axis of the drum 8th and the central axis 18 the turbo generator unit 1 lie congruently on top of each other. The axes are identical.
The steam hits in the direction of flow 5 on the on the fixed drum 8th arranged, non-rotating vanes 9 on. When flowing around the guide vanes 9 the direction of the steam is changed so that a portion of the material-bound energy of the fluid is converted into kinetic energy, so that the flow has a higher speed and an angular momentum and the steam when hitting the direction of flow 5 subsequent blades 11 the blades 11 set in motion or drives. After flowing around the first blades 11 The steam enters a further arrangement of fixed vanes 9 one and is deflected again, in turn, optimally to the subsequent series of blades 11 impinge. The turbine 2 with a plurality of impellers or assemblies on blades 11 works multi-level.
As the steam flows through the turbine 2 cools and expands as a result of relaxation, the height or the length of the vanes decreases 9 and the blades 11 in the flow direction of the steam 5 to. For this reason, the multi-stage turbine 2 cone-shaped. Alternative to the fixed drum 8th are the drum 8th and the Leitgitter 9 compared to the blades 11 stored in such a way that the guide grille 9 in the opposite direction to the blades 11 rotate. Due to the optional design of the turbine 2 with counter-rotating guide grille 9 and scoop grid 11 is the number of stages compared to the version with fixed guide grid 9 reduced.
The blades 11 are stuck to the rotor 10 of the generator 4 connected so that the rotor 10 by means of the blades 11 driven and in rotation about the central axis 18 is offset. The design of the steam turbine 2 in external rotor design allows the arrangement of the permanent magnets 14 on the outside of the rotor 10 as components of the high-speed generator 4 ,
The rotor 10 of the generator 4 is inside the stator 15 arranged. The permanent magnets 14 be during movement of the rotor 10 on the stationary stator windings 16 of the generator 4 past. This will be within the stator windings 16 induces a voltage. The stator windings 16 of the generator 4 enclose the turbo-generator unit 1 ,
In addition, the turbo-generator unit 1 of oil-free bearings designed as magnetic bearings 12 . 13 includes. Camps 12 . 13 are in the direction of the central axis 18 each next to the stator winding 16 arranged. Camps 12 . 13 limit the stator winding 16 in the direction of the central axis 18 both sides. To the one from the turbine 2 to the generator 4 leading heat flow, that is the process of heat transfer from the turbine 2 with high temperature to the generator 4 at a lower temperature, minimize the rotor 10 made of thermally decoupling material pairings. In addition, cooling air is in the flow direction 17 through the rotor 10 trained annular gap 19 promoted. Due to the rotation of the rotor 10 The cooling air flows independently through the in the wheel discs 20 of the rotor 10 trained profile slots with appropriate shape.

In 4 wird die in Bezug auf 3 weiterführende Konstruktion der Turbo-Generator-Einheit 1 in integraler Bauweise dargestellt. Der erforderliche Axialschubausgleich wird nicht gezeigt.
Der Dampf strömt in Strömungsrichtung 5 durch ein Spiralgehäuse 21 in die Dampfturbine 2 der Turbo-Generator-Einheit 1 ein und wird durch ein Leitgitter 22 auf ein Laufrad 23 geleitet, welches die erste Stufe der mehrstufigen Turbine 2 darstellt. Das radial oder diagonal ausgebildete Laufrad 23 ist eine konstruktiv günstige Ausführung und gewährleistet eine verlustarme Einströmung des Dampfes in die Turbine 2. Außerdem wird bei einer mit radialem oder diagonalem Laufrad 23 ausgebildeten Stufe ein höherer Anteil an Energie umgewandelt als in einer axialen Stufe. Durch den höheren Anteil umgewandelter Energie wird die Dampftemperatur stärker abgesenkt. Das Laufrad 23 ist fest mit dem Rotor 10 des Generators 4 verbunden.
Der Dampf strömt nach der mehrstufigen Entspannung in Strömungsrichtung 5 durch einen Diffusor 24 aus der Turbo-Generator-Einheit 1 aus.
Der Stator 15, welcher mit den Statorwicklungen 16 versehen ist, bildet den äußeren Abschluss der Turbo-Generator-Einheit 1 als Teil eines Gehäuses 26. Die in Richtung der Mittelachse 18 jeweils neben der Statorwicklung 16 angeordneten Lager 12, 13 sind innerhalb des Gehäuses 26 integriert. Der Rotor 10 ist umfänglich mit Ausformungen 25 ausgebildet. Die Ausformungen 25 sind, jeweils an das Lager 12 in axialer Richtung angrenzend angeordnet und umfassen das Lager 12 in Richtung der Mittelachse 18 beiderseits. Die Ausformungen 25 sind in radialer Richtung aus der Außenwandung des Rotors 10 in Richtung des Stators 15 herausragend ausgebildet. Nach einer alternativen, nicht dargestellten Ausgestaltung, wird eine ebenfalls in radialer Richtung aus der Außenwandung des Rotors 10 in Richtung des Stators 15 vorstehende, am Rotor 10 umfänglich ausgebildete Ausformung vom Lager in Bezug auf die Mittelachse 18 beidseitig umfasst. Das Lager 12 ist damit ein radiales und axiales Magnetlager 12, welches den Rotor 10 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung führt und als Kombinationslager ausgebildet ist. Neben dem radialen und axialen Magnetlager 12 wird der Rotor 10 über das als radiales Magnetlager 13 ausgebildete Lager 13 innerhalb des Stators 15 geführt. Die berührungsfreie Ausführung der Magnetlager 12, 13 ermöglicht die ölfreie Ausbildung der Turbo-Generator-Einheit 1.
In 4 will be in terms of 3 further construction of the turbo-generator unit 1 shown in integral construction. The required axial thrust balance is not shown.
The steam flows in the direction of flow 5 through a spiral housing 21 into the steam turbine 2 the turbo generator unit 1 and is through a guide grid 22 on an impeller 23 passed, which is the first stage of the multi-stage turbine 2 represents. The radially or diagonally formed impeller 23 is a structurally favorable design and ensures a low-loss inflow of steam into the turbine 2 , Also, with a radial or diagonal impeller 23 a higher level of energy converted to a trained stage than in an axial stage. Due to the higher proportion of converted energy, the steam temperature is lowered more. The impeller 23 is fixed to the rotor 10 of the generator 4 connected.
The steam flows after the multi-stage relaxation in the flow direction 5 through a diffuser 24 from the turbo-generator unit 1 out.
The stator 15 which is connected to the stator windings 16 is provided, forms the outer end of the turbo-generator unit 1 as part of a housing 26 , The towards the central axis 18 each next to the stator winding 16 arranged bearings 12 . 13 are inside the case 26 integrated. The rotor 10 is circumferential with formations 25 educated. The formations 25 are, in each case to the camp 12 arranged in the axial direction adjacent and include the bearing 12 in the direction of the central axis 18 on both sides. The formations 25 are in the radial direction of the outer wall of the rotor 10 in the direction of the stator 15 excellently formed. According to an alternative, not shown embodiment, also in the radial direction from the outer wall of the rotor 10 in the direction of the stator 15 protruding, on the rotor 10 formed circumferentially from the bearing with respect to the central axis 18 on both sides. The warehouse 12 is thus a radial and axial magnetic bearing 12 which is the rotor 10 leads both in the radial and in the axial direction and is designed as a combination bearing. In addition to the radial and axial magnetic bearings 12 becomes the rotor 10 about that as a radial magnetic bearing 13 trained camps 13 inside the stator 15 guided. The non-contact version of the magnetic bearings 12 . 13 allows the oil-free formation of the turbo-generator unit 1 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Turbo-Generator-EinheitTurbo-generator unit
22
Antriebsvorrichtung, Dampfturbine, TurbineDrive device, steam turbine, turbine
33
Getriebetransmission
44
Generatorgenerator
55
Strömungsrichtung des DampfesFlow direction of the steam
66
elektrisches NetzElectrical network
77
Umrichterinverter
88th
Trommel, LeitgitterträgerDrum, guide bar carrier
99
Leitschaufel, Leitgitter der Turbine 2Guide vane, guide vanes of the turbine 2
1010
Rotor, RotortrommelRotor, rotor drum
1111
Laufschaufel Rotor, SchaufelgitterBlade rotor, blade grid
1212
Lager, radiales und axiales MagnetlagerBearing, radial and axial magnetic bearing
1313
Lager, radiales MagnetlagerBearing, radial magnetic bearing
1414
Permanentmagnetpermanent magnet
1515
Stator des Generators 4Stator of the generator 4
1616
Statorwicklungstator
1717
Strömungsrichtung der KühlluftFlow direction of the cooling air
1818
Mittelachsecentral axis
1919
Ringspaltannular gap
2020
Radscheiben mit ProfilschlitzenWheel discs with profile slots
2121
Spiralgehäusevolute
2222
Leitgitter 1. Stufeguide grid 1 , step
2323
Laufrad 1. StufeImpeller 1st stage
2424
Diffusordiffuser
2525
Ausformungformation
2626
Gehäusecasing

Claims (11)

Turbo-Generator-Einheit (1), aufweisend eine als Turbine (2) mit einer Trommel (8) ausgebildete Antriebsvorrichtung (2) sowie einen Generator (4) mit einem Rotor (10) und einem Stator (15), wobei die Turbine (2) und der Generator (4) ineinander integriert angeordnet sind und eine gemeinsame Mittelachse (18) aufweisen, und wobei die Turbine (2) in Außenläuferbauweise und der Generator (4) in Innenläuferbauweise ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (10) des Generators (4) koaxial um die Trommel (8) der Turbine (2) angeordnet ist und eine hohlzylinderförmige Außenwandung sowie eine mit der Außenform der Trommel (8) der Turbine (2) korrespondierende Innenwandung aufweist, wobei die Innenwandung und die Außenwandung beabstandet zueinander, einen Ringspalt (19) ausbildend, angeordnet sind.Turbo-generator unit (1) comprising a drive device (2) designed as a turbine (2) with a drum (8) and a generator (4) with a rotor (10) and a stator (15), the turbine ( 2) and the generator (4) are arranged integrated into one another and have a common central axis (18), and wherein the turbine (2) in external rotor construction and the generator (4) are formed in internal rotor construction, characterized in that the rotor (10) of the generator (4) is arranged coaxially around the drum (8) of the turbine (2) and has a hollow cylindrical outer wall and with the outer shape of the drum (8) of the turbine (2) corresponding inner wall, wherein the inner wall and the outer wall spaced from one another , an annular gap (19) forming, are arranged. Turbo-Generator-Einheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, die Außenwandung und die Innenwandung des Rotors (10) über Radscheiben (20) mechanisch miteinander verbunden sind.Turbo generator unit (1) after Claim 1 , characterized in that, the outer wall and the inner wall of the rotor (10) via wheel discs (20) are mechanically interconnected. Turbo-Generator-Einheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radscheiben (20) Profilschlitze aufweisen, sodass Kühlluft in Strömungsrichtung (17) durch den Ringspalt (19) förderbar ist, um den Vorgang der Wärmeübertragung von der Turbine (2) an den Generator (4) zu verringern.Turbo generator unit (1) after Claim 2 , characterized in that the wheel discs (20) have profile slots, so that cooling air in the flow direction (17) through the annular gap (19) is conveyed to reduce the process of heat transfer from the turbine (2) to the generator (4). Turbo-Generator-Einheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (10) aus thermisch entkoppelnden Materialpaarungen ausgebildet ist, um den Vorgang der Wärmeübertragung von der Turbine (2) an den Generator (4) zu verringern.Turbo generator unit (1) according to one of Claims 1 to 3 characterized in that the rotor (10) is formed of thermally decoupling material pairings to reduce the process of heat transfer from the turbine (2) to the generator (4). Turbo-Generator-Einheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (2) als axiale, mehrstufige Dampfturbine (2) mit Leitgittern (9) und Schaufelgittern (11) ausgebildet ist.Turbo generator unit (1) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the turbine (2) as axial, multi-stage steam turbine (2) with guide grids (9) and blade grids (11) is formed. Turbo-Generator-Einheit (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitgitter (9) auf der Trommel (8) vollumfänglich angeordnet sind, wobei die Trommel (8) kreiszylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.Turbo generator unit (1) after Claim 5 , characterized in that the guide gratings (9) on the drum (8) are arranged fully circumferentially, wherein the drum (8) is formed circular cylindrical or frusto-conical. Turbo-Generator-Einheit (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (8) - feststehend oder - mit dem am Umfang angeordneten Leitgitter (9) entgegen der Drehrichtung des Schaufelgitters (11) rotierend beweglich gehaltert angeordnet ist.Turbo generator unit (1) after Claim 5 or 6 , characterized in that the drum (8) - fixed or - with the arranged on the circumference of the guide grid (9) against the rotational direction of the blade grid (11) is arranged rotatably movably supported. Turbo-Generator-Einheit (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschaufeln, (11) der Turbine (2) am inneren Umfang der Innenwandung des Rotors (10) ringförmig und fest mit dem Rotor (10) verbunden angeordnet sind, wobei - jeweils ein auf der Trommel (8) angeordnetes Leitgitter (9) und eine als Ring ausgebildete Reihe von Laufschaufeln (11) eine Stufe der Turbine (2) bilden und - der Rotor (10) über die Laufschaufeln (11) antreibbar und in Rotationsbewegung um die Mittelachse (18) versetzbar ist.Turbo generator unit (1) according to one of Claims 5 to 7 , characterized in that the blades, (11) of the turbine (2) on the inner circumference of the inner wall of the rotor (10) are arranged annularly and fixedly connected to the rotor (10), wherein - each one on the drum (8) arranged Leitgitter (9) and formed as a ring series of blades (11) form a stage of the turbine (2) and - the rotor (10) via the rotor blades (11) driven and in rotation about the central axis (18) is displaceable. Turbo-Generator-Einheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (15) den Rotor (10) des Generators (4) umfänglich umschließend angeordnet und der Stator (15) mit Statorwicklungen (16) versehen ist, wobei - die Wandung des Stators (15) als Gehäuse (26) und mit der Außenwandung des Rotors (10) korrespondierend ausgebildet ist sowie - ein Permanentmagnet (14) an der Außenwandung des Rotors (10), bei Rotationsbewegung des Rotors (10) an den Statorwicklungen (16) vorbeiführbar angeordnet ist.Turbo generator unit (1) according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the stator (15) surrounding the rotor (10) of the generator (4) circumferentially and the stator (15) is provided with stator windings (16), wherein - the wall of the stator (15) as a housing (26 ) and with the outer wall of the rotor (10) is formed corresponding to and - a permanent magnet (14) on the outer wall of the rotor (10), upon rotation of the rotor (10) on the stator windings (16) is arranged vorbeiführbar. Turbo-Generator-Einheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbo-Generator-Einheit (1) über einen Umrichter (7) an ein elektrisches Netz (6) anschließbar ausgebildet ist, wobei der Umrichter (7) einen gepulsten Maschinenstromrichter, einen Gleichspannungszwischenkreis und einen gepulsten Netzstromrichter mit je einer mikrocontroller-basierten Informationsverarbeitung aufweist.Turbo generator unit (1) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the turbo-generator unit (1) via an inverter (7) to an electrical network (6) is connectable, wherein the inverter (7) comprises a pulsed machine power converter, a DC intermediate circuit and a pulsed mains converter with one each having microcontroller-based information processing. Turbo-Generator-Einheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Turbo-Generator-Einheit (1) variierbar und an die Leistung der Turbo-Generator-Einheit (1) anpassbar ist.Turbo generator unit (1) according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that the rotational speed of the turbo-generator unit (1) is variable and adaptable to the power of the turbo-generator unit (1).
DE102011000420.3A 2011-01-31 2011-01-31 Turbo-generator unit Active DE102011000420B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011000420.3A DE102011000420B4 (en) 2011-01-31 2011-01-31 Turbo-generator unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011000420.3A DE102011000420B4 (en) 2011-01-31 2011-01-31 Turbo-generator unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011000420A1 DE102011000420A1 (en) 2012-08-02
DE102011000420B4 true DE102011000420B4 (en) 2019-02-14

Family

ID=46511171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011000420.3A Active DE102011000420B4 (en) 2011-01-31 2011-01-31 Turbo-generator unit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011000420B4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201616239D0 (en) * 2016-09-23 2016-11-09 Intelligent Power Generation Limited Axial Turbine
DE102023117411A1 (en) * 2023-06-30 2025-01-02 MTU Aero Engines AG steam turbine
CN119686820A (en) * 2025-02-25 2025-03-25 淮北涣城发电有限公司 A wide load and large flow power generation device for thermal power units

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2984751A (en) 1958-07-28 1961-05-16 Thompson Ramo Wooldridge Inc Integral turbine-generator unit
US3148282A (en) 1961-11-27 1964-09-08 Gen Electric Integral turbine-generator set
US5083040A (en) * 1990-06-07 1992-01-21 General Electric Company Integrated turbine generator
US5376827A (en) 1993-05-27 1994-12-27 General Electric Company Integrated turbine-generator
DE69626382T2 (en) * 1995-11-24 2003-12-11 Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo HEAT RECOVERY GAS TURBINE ROTOR
US20040041404A1 (en) * 2002-08-28 2004-03-04 Mcconnell Robert W. Systems and methods for managing a battery source associated with a microturbine power generating system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2984751A (en) 1958-07-28 1961-05-16 Thompson Ramo Wooldridge Inc Integral turbine-generator unit
US3148282A (en) 1961-11-27 1964-09-08 Gen Electric Integral turbine-generator set
US5083040A (en) * 1990-06-07 1992-01-21 General Electric Company Integrated turbine generator
US5376827A (en) 1993-05-27 1994-12-27 General Electric Company Integrated turbine-generator
DE69626382T2 (en) * 1995-11-24 2003-12-11 Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo HEAT RECOVERY GAS TURBINE ROTOR
US20040041404A1 (en) * 2002-08-28 2004-03-04 Mcconnell Robert W. Systems and methods for managing a battery source associated with a microturbine power generating system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011000420A1 (en) 2012-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2006538T3 (en) Gear integrated wind turbine generator
US10715008B2 (en) ORC turbine and generator, and method of making a turbine
EP2140110B1 (en) Generating energy from fluid expansion
US20150330452A1 (en) Rotating electrical machine having improved bearing lubrication and associated methods
EP2453130A2 (en) Multiple generator wind turbine
DE102005060180A1 (en) Electric machines and arrangements with a yokeless stator with modular stacks of sheet metal
CN102695875A (en) Wind turbine
CN101521414A (en) Arrangement for a direct drive generator, direct drive generator, wind turbine and method for the assembly of a generator
DE212014000185U1 (en) energy converters
EP2424076A2 (en) Segmented stator assembly
DE102011000420B4 (en) Turbo-generator unit
EP3001540B1 (en) Direct-drive wind turbines
CN105464899B (en) Wind turbines and wind turbines
WO2016078895A2 (en) Cooling of an axial end region of a stator in a rotating electrical machine
EP2295726A1 (en) Gas turbine engine compressor with integrated starter/generator
EP2508753A1 (en) Compact drive-generator unit for wind turbines
EP4256199B1 (en) Generator-gearbox-arrangement with brake for a wind turbine
WO2018041667A1 (en) Rotor blade hub for a wind turbine, and wind turbine having same
US20190089211A1 (en) Electric machine comprising a stator provided with an inner tubular sleeve
Rodrigues et al. Design of high-speed induction motors and associate inverter for direct drive of centrifugal machines
DE212014000175U1 (en) Electric turbo machine and energy converter
EP3093452A1 (en) Turbo-machine train and method for operating a turbo-machine train
EP3869670A1 (en) Generator for an electrical machine having improved cooling system, and wind turbine
Chen Wind turbine drive train systems
DE202012012783U1 (en) Apparatus and system for converting kinetic energy of an exhaust air stream into electrical energy

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final