DE20205073U1 - Wind turbine with counter-rotating impellers - Google Patents
Wind turbine with counter-rotating impellersInfo
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Description
Hubert Roth 30. März 2002Hubert Roth March 30, 2002
Die vorliegende Erfindung betrifft Windkraftanlagen gemäß dem Oberbegriff von anspruch 1.The present invention relates to wind turbines according to the preamble of claim 1.
Es sind einerseits Windkraftanlagen bekannt, deren Windräder eine horizontale Achse aufweisen. Derartige Windkraftanlagen haben jedoch verschiedene Nachteile. So halten sie häufig Windböen nicht stand, was in einem Umkippen der Anlagen fuhren kann. Deshalb müssen solche Windkraftanlagen bei sehr starkem Wind teilweise aus dem Wind gedreht werden, um einen Schaden zu vermeiden, mit der Folge einer nicht optimalen Leistungsausbeute. Außerdem beeinträchtigen diese Anlagen die Wohnnutzung in ihrer Umgebung, da sie eine beträchtliche Geräuschentwicklung aufweisen, und da der Schattenwurf ihrer drehenden Windräder zu dem störenden "Diskoeffekt" fuhrt.On the one hand, there are wind turbines whose wind turbines have a horizontal axis. However, such wind turbines have various disadvantages. For example, they often cannot withstand gusts of wind, which can cause the turbines to tip over. Therefore, in very strong winds, such wind turbines have to be partially turned out of the wind to avoid damage, which results in less than optimal power output. In addition, these turbines impair residential use in their vicinity, as they generate considerable noise and the shadows cast by their rotating wind turbines lead to the annoying "disco effect".
Andererseits sind Windkraftanlagen bekannt, deren Windräder sich um eine vertikale Achse drehen. Derartige Windkraftanlagen sind weniger störend für eine Wohnnutzung in ihrer Umgebung. Außerdem können sie bei einer Anordnung mit mehreren derartigen Anlagen relativ nahe aneinander gestellt werden, so dass der Platzbedarf insgesamt reduziert ist. Jedoch ist die Energieausbeute derartiger Anlagen verbesserungswürdig.On the other hand, wind turbines are known whose wind turbines rotate around a vertical axis. Such wind turbines are less disruptive to residential use in their vicinity. In addition, in an arrangement with several such turbines, they can be placed relatively close to one another, so that the overall space requirement is reduced. However, the energy yield of such turbines needs to be improved.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Windkraftanlagen, deren Windräder sich um eine vertikale Achse drehen, derart weiterzubilden, dass sie eine erhöhte Stabilität aufweisen insbesondere gegenüber Windböen, und dass gleichzeitig die Energieausbeute verbessert wird insbesondere in windschwächeren Hügellagen. It is an object of the present invention to further develop wind turbines whose wind turbines rotate about a vertical axis in such a way that they have increased stability, in particular against gusts of wind, and that at the same time the energy yield is improved, in particular in hilly areas with less wind.
• · &igr; &igr; i · · ·• · &igr;&igr; i · · ·
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Diese Aufgabe wird durch eine Windkraftanlage gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by a wind turbine according to claim 1. The dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The present invention is explained in more detail below using preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt die Vorderansicht einer Ausführungsform einer Windkraftanlage nach der vorliegenden Erfindung;Fig. 1 shows the front view of an embodiment of a wind turbine according to the present invention;
Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf ein Laufrad nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;Fig. 2 shows a plan view of an impeller according to an embodiment of the present invention;
Fig. 3 zeigt die Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer Windkraftanlage nach der vorliegenden Erfindung;Fig. 3 shows the front view of another embodiment of a wind turbine according to the present invention;
Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf ein Laufrad nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;Fig. 4 shows a plan view of an impeller according to another embodiment of the present invention;
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung, wie die Rotorblätter nach einer Ausführungsform der Erfindung in Abhängigkeit von ihrer Winkellage verstellt werden können;Fig. 5 shows a schematic representation of how the rotor blades can be adjusted according to an embodiment of the invention depending on their angular position;
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch einen Generator nach einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 6 shows a schematic representation of a cross section through a generator according to an embodiment of the invention;
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch einen Generator nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch einen Generator nach noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
25 Fig. 7 shows a schematic representation of a cross section through a generator according to a further embodiment of the invention; and
Fig. 8 shows a schematic representation of a longitudinal section through a generator according to yet another embodiment of the invention.
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In Fig. 1 ist eine Vorderansicht und eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Windkraftanlage 1 nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Windkraftanlage weist erste Laufräder 2 und eine zweite Laufräder 3 auf, wobei sich die ersten Laufräder 2 von oben gesehen entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung drehen, und sich die zweiten Laufräder 3 von oben gesehen in der UhrzeigerrichtungFig. 1 shows a front view and a top view of an embodiment of a wind turbine 1 according to the present invention. The wind turbine has first impellers 2 and a second impeller 3, wherein the first impellers 2 rotate counterclockwise when viewed from above, and the second impellers 3 rotate clockwise when viewed from above.
drehen. Die ersten Laufräder 2 sind dabei in einer ersten Laufradgruppe 4 zusammengefasst, und die zweiten Laufräder 3 in einer zweiten Laufradgruppe 5, wobei die Laufräder in ihrer zugehörigen Laufradgruppe vorzugsweise jeweils miteinander gekoppelt sind.
5rotate. The first wheels 2 are combined in a first wheel group 4, and the second wheels 3 in a second wheel group 5, wherein the wheels in their associated wheel group are preferably coupled to one another.
5
In der in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsform sind die Laufradgruppen 4, 5 auf einem Turm 6 montiert, und zwischen den Laufradgruppen 4, 5 ist ein Generator 7 angeordnet. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend. So können die Laufräder auch direkt auf einem Gebäude montiert werden, und der Generator kann sich auch unterhalb der Laufradgruppen 4, 5 befinden.In the embodiment shown in Fig. 1, the impeller groups 4, 5 are mounted on a tower 6, and a generator 7 is arranged between the impeller groups 4, 5. However, this arrangement is not mandatory. The impellers can also be mounted directly on a building, and the generator can also be located below the impeller groups 4, 5.
Durch die entgegengesetzte Drehrichtung der ersten und zweiten Laufradgruppen 4, 5 wird eine optimale Stabilisierung der Windkraftanlage durch einen verdoppelten Kreiseleffekt erreicht. Da die Windkraftanlage durch diesen Kreiseleffekt gegenüber einer Winkeländerung der Drehachse kinematisch stabilisiert ist, ist sie auch stärksten Winkböen gegenüber resistenter. Daher können die tragenden Teile, insbesondere der Turm und das Fundament schwächer dimensioniert werden.The opposite direction of rotation of the first and second impeller groups 4, 5 ensures optimal stabilization of the wind turbine through a doubled gyroscopic effect. Since the wind turbine is kinematically stabilized against a change in the angle of the axis of rotation by this gyroscopic effect, it is also more resistant to the strongest gusts of wind. The load-bearing parts, in particular the tower and the foundation, can therefore be made weaker.
In Fig. 2 ist die Draufsicht auf ein erstes Laufrad 2 nach der in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsform dargestellt. Es kann gesehen werden, dass sich die Schaufelblätter in Abhängigkeit von ihrer Winkellage verstellen. Dadurch wird erreicht, dass die Schaufelblätter, wenn diese sich mit dem Wind bewegen, einen hohen Luftwiderstand aufweisen, und, wenn diese sich entgegen dem Wind bewegen, einen geringen Luftwiderstand aufweisen, mit der Folge einer erhöhten Ausbeute an Windenergie.Fig. 2 shows a top view of a first impeller 2 according to the embodiment shown in Fig. 1. It can be seen that the blades adjust depending on their angular position. This ensures that the blades have a high air resistance when they move with the wind and a low air resistance when they move against the wind, resulting in an increased yield of wind energy.
Die Verstellbarkeit der Schaufelblätter kann dabei über einen an dem jeweiligen Schaufelblatt angebrachten Hebel erreicht werden, der an seinem Ende in einer Laufschiene geführt wird, wobei diese Laufschiene über den Umfang etwa den Verlauf einer Sinuskurve aufweist, so dass eine nockenartige Verstellung erreicht wird. Die Laufschiene zur Verstellung der Schaufelblätter kann dabei während desThe blades can be adjusted using a lever attached to the blade in question, which is guided at its end in a guide rail, whereby this guide rail has the shape of a sinusoidal curve around its circumference, so that a cam-like adjustment is achieved. The guide rail for adjusting the blades can be moved during the
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Betriebes der Anlage z.B. über einen Elektromotor, ein Zahnrad und ein Zahnring, der an der Laufschiene angebracht ist, um die Achse der Laufräder gedreht werden, so dass eine Anpassung an die Windrichtung stattfinden kann. Außerdem können so im Störungsfall die Schaufelblätter derart eingestellt werden, dass sie keine Antriebswirkung, sondern eine Bremswirkung erzeugen, um so zusammen mit einer Bremsanlage ein schnelleres Herunterfahren der Windkraftanlage zu gewährleistenDuring operation of the system, for example, an electric motor, a gear and a gear ring attached to the guide rail can be rotated around the axis of the impellers so that adjustment to the wind direction can take place. In addition, in the event of a fault, the blades can be adjusted in such a way that they do not produce a driving effect but rather a braking effect, in order to ensure that the wind turbine can be shut down more quickly together with a braking system.
Nach der vorliegenden Erfindung werden dabei die Schaufelblätter aneinandergrenzender Laufräder derselben Laufradgruppe vorzugsweise derart verstellt, dass sie, wenn sie sich mit dem Wind bewegen, zusammen im Querschnitt bei geraden Schaufelblättern ein weit aufgefächertes V bilden, wie dies auch in Fig. 5 schematisch dargestellt ist (Stellung der Schaufelblätter auf der rechten Seite in Fig. 5), bzw. bei gewölbten Schaufelblättern ein Kreissegment oder eine Halbkugel.According to the present invention, the blades of adjacent impellers of the same impeller group are preferably adjusted in such a way that, when they move with the wind, they together form a widely fanned V in cross-section in the case of straight blades, as is also shown schematically in Fig. 5 (position of the blades on the right-hand side in Fig. 5), or a circular segment or a hemisphere in the case of curved blades.
Dadurch wird erreicht, dass angrenzende Flügelblätter in der Winkellage, in der sie am meisten vom Wind angegriffen werden (rechte Stellung in Fig. 5), gemeinsam einen optimalen Luftwiderstand haben. Je nach Windstärke kann der Winkel der Flügelgrundstellung auch kleiner sein, um nachströmenden Wind wirksam werden zu lassen, und damit keinen Windstau an den Flügeln entstehen zu lassen.This ensures that adjacent blades have an optimal air resistance together in the angle position in which they are most exposed to the wind (right position in Fig. 5). Depending on the wind strength, the angle of the basic blade position can also be smaller in order to allow the following wind to take effect and thus prevent wind build-up on the blades.
Dabei ist es von besonderem Vorteil bei "geschlossenen" Schaufelblättern (rechte Stellung in Fig. 5) eine Winddurchlassöffnung bzw. einen Luftspalt zwischen den Schaufelblättern beizubehalten, um eine Optimierung des Luftwiderstandes zu erreichen. Dieser Luftspalt kann gegebenenfalls über eine Steuerung auch während des Betriebes der Windkraftanlage mechanisch oder hydraulisch eingestellt werden, um bei sich ändernden Windstärken eine optimale Einstellung zu gewährleisten. Auch können Abstandhalter zwischen den Schaufelblättern vorgesehen werden.It is particularly advantageous to maintain a wind passage opening or an air gap between the blades when the blades are "closed" (right position in Fig. 5) in order to optimize air resistance. This air gap can be adjusted mechanically or hydraulically using a control system even while the wind turbine is in operation in order to ensure optimal adjustment when wind strengths change. Spacers can also be provided between the blades.
Im weiteren Winkelverlauf wird die Stellung der Flügel flacher (wie in der mittleren Stellung in Fig. 5, dort jedoch bei sich schließenden Schaufelblättern), so dassAs the angle progresses, the position of the wings becomes flatter (as in the middle position in Fig. 5, but there with the blades closing), so that
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der Wind noch mehr durch die Flügelpaare strömen kann. An den Flügelkanten wird beim Windabriss dadurch eine Sogwirkung erreicht (Aufwindkräfte). Schließlich sind die Flügel in der Rücklaufbewegung vollkommen flach gestellt (vgl. linke Stellung in Fig. 5), um einen geringst möglichen Luftwiderstand aufzuweisen. the wind can flow even more through the pairs of wings. This creates a suction effect at the edges of the wings when the wind breaks away (updraft forces). Finally, the wings are positioned completely flat during the return movement (see left position in Fig. 5) in order to have the lowest possible air resistance.
Durch diese Maßnahme wird die Ausbeute an Windenergie erhöht. Denn das Verhältnis der Luftwiderstände zwischen annähernd "geschlossenen" Schaufelblättern auf der Seite, auf der sich die Schaufelblätter mit dem Wind bewegen, und "offenen" Schaufelblätter auf der Seite, auf der sich die Schaufelblätter entgegen dem Wind bewegen, wird auf diese Weise erhöht, so dass die "geschlossenen" Schaufelblätter stärker angetrieben werden, aber die "offenen" Schaufelblätter weniger abgebremst werden.This measure increases the yield of wind energy. This is because the ratio of air resistance between the almost "closed" blades on the side where the blades move with the wind and the "open" blades on the side where the blades move against the wind is increased, so that the "closed" blades are driven more strongly, but the "open" blades are slowed down less.
In Fig. 3 ist die Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer Windkraftanlage nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform sind abwechselnd zwei erste und zwei zweite Laufradgruppen 4, 5 vorgesehen. Außerdem weist diese Ausführungsform auf den Seiten der Laufräder, auf denen sich die Schaufelblätter entgegen der Windrichtung bewegen, erste bzw. zweite Windablenkvorrichtungen 8, 9 auf, welche den in ihrem Bereich zuströmenden Wind in eine Richtung parallel zur Achse ablenken hin zu einen Bereich der angrenzenden Laufradgruppe, in dem sich die Schaufelblätter mit der Windrichtung bewegen.Fig. 3 shows the front view of another embodiment of a wind turbine according to the present invention. In this embodiment, two first and two second impeller groups 4, 5 are provided alternately. In addition, this embodiment has first and second wind deflection devices 8, 9 on the sides of the impellers on which the blades move against the wind direction, which deflect the wind flowing in their area in a direction parallel to the axis towards an area of the adjacent impeller group in which the blades move with the wind direction.
So wird erreicht, dass der Wind, der ohne Windablenkvorrichtung bei einer Laufradgruppe abbremsend wirken würde, derart abgelenkt wird, dass er bei einer angrenzenden Laufradgruppe den zuströmenden, antreibenden Wind weiter erhöht, im Idealfall sogar verdoppelt.This ensures that the wind, which would have a decelerating effect on one group of impellers without a wind deflection device, is deflected in such a way that it further increases the incoming, driving wind on an adjacent group of impellers, ideally even doubling it.
Weiter können die Laufräder in dem Bereich, in dem sich die Schaufelblätter entgegen dem Wind bewegen, jeweils durch ein Schutzblech umgeben sein, wie inFurthermore, the impellers can be surrounded by a protective plate in the area where the blades move against the wind, as in
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Fig. 4 dargestellt, um die abbremsende Wirkung des entgegenströmenden Windes zu vermeiden. Ein solches Schutzblech kann zusammen mit einer zugehörigen Windablenkvorrichtung einstückig ausgebildet sein.Fig. 4, in order to avoid the braking effect of the oncoming wind. Such a protective plate can be formed in one piece together with an associated wind deflector.
Die Windablenkvorrichtungen bzw. die Schutzbleche können ebenfalls durch einen Betätigungsmechanismus um die Achse der Anlage gedreht werden, um einer Änderung der Windrichtung zu entsprechen, bzw. um eine Bremswirkung im Störungsfall zu erreichen.The wind deflectors or protective plates can also be rotated around the axis of the system by an actuating mechanism in order to correspond to a change in wind direction or to achieve a braking effect in the event of a malfunction.
Die Windkraftanlage nach der vorliegenden Erfindung kann einen oder mehrere Generatoren 7 aufweisen, die von den ersten und zweiten Laufradgruppen angetrieben werden. Dabei können einerseits Synchron-, Asynchron- oder Ringgeneratoren herkömmlicher Bauart verwendet werden. Vorzugsweise werden jedoch erfindungsgemäße Generatoren verwendet, die im Folgenden beschrieben werden.The wind turbine according to the present invention can have one or more generators 7 which are driven by the first and second impeller groups. Synchronous, asynchronous or ring generators of conventional design can be used. Preferably, however, generators according to the invention are used, which are described below.
In Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch einen erfindungsgemäßen Generator fur eine Windkraftanlage nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser Generator umfasst einen inneren Rotor 11 und einen äußeren Rotor 10, wobei der äußere Rotor 10 von der ersten Laufradgruppe 4 angetrieben wird, und der innere Rotor 11 von der zweiten Laufradgruppe 5 angetrieben wird.Fig. 6 shows a schematic representation of a cross section through a generator according to the invention for a wind turbine according to the present invention. This generator comprises an inner rotor 11 and an outer rotor 10, the outer rotor 10 being driven by the first impeller group 4 and the inner rotor 11 being driven by the second impeller group 5.
Dabei kann entweder der innere oder der äußere Rotor als Stator im elektrotechnischen Sinne ausgebildet sein, mit der Besonderheit, dass hier der Stator nicht feststehend ist, sondern selbst ebenfalls angetrieben wird, und sich daher ebenfalls dreht. Der andere Rotor, also z.B. der innere Rotor, falls der äußere Rotor als Stator ausgebildet ist, wird dabei über Schleifringe mit Strom versorgt, um am inneren Rotor angeordnete Elektromagnete mit einem Erregerstrom zu versorgen. Für den drehenden Stator sind ebenfalls Schleifringe, insbesondere mit Plasmaleitern vorgesehen, um den erzeugten Strom abführen zu können.Either the inner or the outer rotor can be designed as a stator in the electrical engineering sense, with the special feature that the stator is not stationary but is also driven and therefore also rotates. The other rotor, e.g. the inner rotor if the outer rotor is designed as a stator, is supplied with power via slip rings in order to supply electromagnets arranged on the inner rotor with an excitation current. Slip rings, in particular with plasma conductors, are also provided for the rotating stator in order to be able to discharge the current generated.
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Der Vorteil dieser Anordnung liegt in der höheren relativen Drehgeschwindigkeit zwischen Stator und Rotor. Damit wird unmittelbar eine Wechselstromfrequenz erzeugt, die im Bereich der Netzfrequenz liegt, so dass die Umformung in die passende Netzfrequenz zur Einspeisung in das Stromnetz vereinfacht wird. Dabei kann auf ein Übersetzungsgetriebe verzichtet werden. Auch kann eine herkömmliche Umformung über einen Gleichstromzwischenkreis in einspeisefähigen Wechselstrom vorgesehen werden, z. B. ein geregelter Pulsweitenwechselrichter.The advantage of this arrangement is the higher relative rotational speed between stator and rotor. This immediately generates an alternating current frequency that is in the range of the mains frequency, making it easier to convert it to the appropriate mains frequency for feeding into the power grid. This means that a transmission gear is not required. Conventional conversion via a direct current intermediate circuit into feed-in alternating current can also be provided, e.g. a regulated pulse width inverter.
Jedoch kann durch unterschiedliche Trägheitsmomente eine Laufradgruppe sich schneller beschleunigen als die andere, und bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten in der Höhe der ersten oder der zweiten Laufradgruppe kann die Antriebskraft unerwünscht unterschiedlich sein. Daher ist eine entgegengesetzte Koppelung zwischen den Laufradgruppen für einen Generator, z. B. über ein nicht übersetzend wirkendes Getriebe, sinnvoll, um gleiche absolute Drehgeschwindigkeiten der Laufradgruppen, und damit des Stators und des Rotors zu gewährleisten. However, due to different moments of inertia, one impeller group can accelerate faster than the other, and if the wind speeds are different at the height of the first or second impeller group, the driving force can be undesirably different. Therefore, an opposite coupling between the impeller groups for a generator, e.g. via a non-translating gear, is useful in order to ensure the same absolute rotational speeds of the impeller groups, and thus of the stator and the rotor.
Ein weiterer Vorteil der in Fig. 6 dargestellten Generatoranordnung ist, dass durch die Erhöhung der drehenden Massen der statisch günstige Kreiseleffekt weiter verstärkt wird.A further advantage of the generator arrangement shown in Fig. 6 is that the statically favorable gyroscopic effect is further enhanced by increasing the rotating masses.
In Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch einen weiteren erfindungsgemäßen Generator für eine Windkraftanlage nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser Generator weist einen Stator 14, einen inneren Rotor 13 und einen äußeren Rotor 12 auf, wobei der Stator zwischen dem inneren und dem äußeren Rotor angeordnet ist. Dabei bieten sich drei Untervarianten an:Fig. 7 shows a schematic representation of a cross section through another generator according to the invention for a wind turbine according to the present invention. This generator has a stator 14, an inner rotor 13 and an outer rotor 12, with the stator being arranged between the inner and outer rotors. There are three sub-variants:
Nach der ersten Untervariante sind die Statoreisenkerne und deren Wicklungen für den inneren und den äußeren Statorbereich durchgehend und einheitlich. Eine Frequenzverdoppelung kann erreicht werden, indem der innere und der äußere Rotor derart gekoppelt sind, dass an einer Statorwicklung zunächst eine äußereAccording to the first sub-variant, the stator iron cores and their windings are continuous and uniform for the inner and outer stator area. Frequency doubling can be achieved by coupling the inner and outer rotor in such a way that an outer
••it· * : .· ; r••it· * : .· ; r
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Rotorwicklung mit einem Nordpol vorbeitritt, dann eine innere Rotorwicklung mit einem Nordpol, dann eine äußere Rotorwicklung mit einem Südpol und schließlich eine innere Rotorwicklung mit einem Südpol.rotor winding with a north pole passes, then an inner rotor winding with a north pole, then an outer rotor winding with a south pole, and finally an inner rotor winding with a south pole.
Nach einer zweiten Untervariante können die Statoreisenkerne für den inneren Rotor und den äußeren Rotor getrennt sein, wobei die entsprechende Statorwicklung durchgehend über den gesamten entsprechenden Statoreisenkern ist, jedoch mit geänderter Wicklungsrichtung im äußeren Bereich des Stators gegenüber dem inneren Bereich des Stators.According to a second sub-variant, the stator iron cores for the inner rotor and the outer rotor can be separate, whereby the corresponding stator winding is continuous over the entire corresponding stator iron core, but with a changed winding direction in the outer region of the stator compared to the inner region of the stator.
Nach einer dritten Untervariante kann der Stator zwischen seinem inneren und seinem äußeren Bereich komplett hinsichtlich seiner Kerne und seiner Wicklungen getrennt sein. Dabei werden jedoch zwei getrennte Ströme erzeugt, die anschließend wieder gekoppelt werden müssen.According to a third variant, the stator can be completely separated between its inner and outer areas in terms of its cores and windings. However, this generates two separate currents that must then be coupled again.
Als Alternative zu der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform samt oben beschriebenen Untervarianten kann der Stator in einem Querschnitt längs der Achse der Laufräder auch U-förmig von außen nach innen ausgebildet sein, so dass im Zwischenraum zwei gegenläufige Rotoren angeordnet werden können. Dies bewirkt, dass die Magnetisierungsblindleistung für die Rotoren durch die gegenläufigen Rotoren selbst erzeugt wird, bzw. dass eine zusätzliche Stromausbeute erzielt wird, die über die Schleifringe der Rotoren abgenommen werden kann.As an alternative to the embodiment shown in Fig. 7, including the sub-variants described above, the stator can also be U-shaped from the outside to the inside in a cross section along the axis of the impellers, so that two counter-rotating rotors can be arranged in the space between them. This means that the magnetization reactive power for the rotors is generated by the counter-rotating rotors themselves, or that an additional current yield is achieved, which can be taken up via the slip rings of the rotors.
Für den in Fig. 7 dargestellten Generator kann aber auch die Drehrichtung für ein Rotor über ein nicht übersetzend wirkendes Umkehrgetriebe umgekehrt werden, falls eine Trennung der Eisenkerne und/oder der Wicklungen des Rotors in der obigen zweiten und dritten Untervariante unerwünscht ist.However, for the generator shown in Fig. 7, the direction of rotation for a rotor can also be reversed via a non-translating reversing gear if a separation of the iron cores and/or the windings of the rotor is undesirable in the above second and third sub-variants.
In Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch noch einen weiteren erfindungsgemäßen Generator für eine Windkraftanlage nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Generator sind die zwei Rotoren 15, 16Fig. 8 shows a schematic representation of a cross section through yet another generator according to the invention for a wind turbine according to the present invention. In this generator, the two rotors 15, 16
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für die erste bzw. die zweite Laufradgruppen scheibenförmig aufgebaut, wobei zwei verbundene Statoren 17,18 vorgesehen sind, die oberhalb bzw. unterhalb der Rotoren angeordnet sind.for the first and second impeller groups respectively, are constructed in a disc shape, wherein two connected stators 17, 18 are provided which are arranged above and below the rotors respectively.
Dabei ist wiederum die Erhöhung der Trägheitsmomente der ersten und zweiten Laufradgruppen von Vorteil, um durch den Kreiseleffekt Windböen besser zu widerstehen. Außerdem wird bewirkt, dass die Magnetisierungsblindleistung für die Rotoren durch die Gegenläufigkeit der Rotoren selbst erzeugt wird, bzw. dass eine zusätzliche Stromausbeute erzielt wird, die über die Schleifringe der Rotoren abgenommen werden kann.In this case, increasing the moments of inertia of the first and second impeller groups is advantageous in order to better withstand gusts of wind due to the gyroscopic effect. In addition, the reactive magnetization power for the rotors is generated by the counter-rotation of the rotors themselves, or that an additional current yield is achieved, which can be taken up via the rotors' slip rings.
Claims (32)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20205073U DE20205073U1 (en) | 2002-03-30 | 2002-03-30 | Wind turbine with counter-rotating impellers |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012031968A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-15 | Evelin Sommer | Electrical generator and rotor blade assembly |
-
2002
- 2002-03-30 DE DE20205073U patent/DE20205073U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012031968A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-15 | Evelin Sommer | Electrical generator and rotor blade assembly |
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