(57)【要約】【課題】発電機のトルク変動、およびこれにより発生する装置の損傷並びに望ましくないノイズ発生を引き起こす振動を平滑化し、または少なくとも当該振動から発生し重畳された振動の周波数に影響を及ぼし、これによりそれに含まれる振動の周波数を最小化する。【解決手段】同期発電機、とりわけリング型発電機、を備える風力発電装置であって、該同期発電機は、少なくとも５００ｋＷの電力、少なくとも３ｍの空隙直径、および１つの固定子と１つの回転子を有し、該回転子は複数の磁極積層体（１０）を有し、各磁極積層体（１０）は複数の磁極積層体薄板（２２）を有し、各磁極積層体薄板（２２）は１つの磁極シャフト領域（２０）と１つの磁極ヘッド領域（１８）を含み、該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）を越えて側方に突き出ており、かつ該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）に向いた側（３２）と、磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）とを有し、前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭（３１）は、少なくとも磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）において楕円形状であり、または楕円軌道に等しい。【選択図】図２
2018512039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期発電機、とりわけリング型発電機、を備える風力発電装置であって、
該同期発電機は、少なくとも５００ｋＷの電力、少なくとも３ｍの空隙直径、および１つの固定子と１つの回転子を有し、該回転子は複数の磁極積層体（１０）を有し、
各磁極積層体（１０）は複数の磁極積層体薄板（２２）を有し、各磁極積層体薄板（２２）は１つの磁極シャフト領域（２０）と１つの磁極ヘッド領域（１８）を含み、
該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）を越えて側方に突き出ており、かつ該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）に向いた側（３２）と、磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）とを有し、
前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭（３１）は、少なくとも磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）において楕円形状であり、または楕円軌道に等しい、風力発電装置。
【請求項２】
磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）における前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭、および磁極シャフト領域（２０）を越えて突き出ており、かつ磁極シャフト領域（２０）に向いた側（３２）において前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭（３１）の少なくともこれに隣接する部分は、楕円形状または楕円軌道に等しい、請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
磁極ヘッド領域の輪郭（３１）により描かれる楕円（１８）の大きな半軸（３７）と小さな半軸（３８）との比は、４から６の範囲の値に相当する、請求項１または２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
磁極ヘッド領域の輪郭（３１）により描かれる楕円（１８）の大きな半軸（３７）と小さな半軸（３８）との比は、４．８から５．２の範囲の値、とりわけ５．１、に相当する、請求項１から３のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項５】
磁極積層体（１０）は複数の磁極積層体セグメント（１２，１４，１６）を含み、各磁極積層体セグメント（１２，１４，１６）はそれぞれ１つまたは複数の磁極積層体薄板（２２）を含み、
磁極積層体薄板（２２）の各磁極シャフト領域（２０）は第１の中心線（３９）を、各磁極ヘッド領域（１８）は第２の中心線（４０）を有し、
第１の中心線（３９）と第２の中心線（４０）との間の間隔は、隣接する少なくとも２つの磁極積層体セグメント（１２，１４，１６）において異なっている、請求項１から４のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項６】
磁極積層体セグメント（１２，１４，１６）の配置は、上から見て矢印形および／または鏡像対称に構成されている、請求項５に記載の風力発電装置。
【請求項７】
固定子と回転子との間の空隙は、磁極積層体（１０）の領域において周方向に関して一定でない幅を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項８】
とりわけ請求項１から７のいずれか一項による、風力発電装置の同期発電機の回転子のための磁極積層体であって、
磁極積層体（１０）は複数の磁極積層体薄板（２２）を有し、各磁極積層体薄板（２２）は１つの磁極シャフト領域（２０）と１つの磁極ヘッド領域（１８）を含み、
該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）を越えて側方に突き出ており、かつ該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）に向いた側（３２）と、磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）とを有し、
前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭（３１）は、少なくとも磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）において楕円形状であり、または楕円軌道に等しい、磁極積層体。
【請求項９】
とりわけ請求項１から７のいずれか一項による、とりわけ風力発電装置（１００）のための、同期発電機であって、
固定子と、請求項８による複数の磁極積層体（１０）を備える回転子とを備え、
固定子と回転子との間の空隙は、磁極積層体（１０）の領域において周方向に一定の幅を有する、同期発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置並びに風力発電装置の同期発電機の磁極積層体、とりわけ磁極積層体の磁極積層体薄板（Polpaketbleche）並びに風力発電装置の同期発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によれば、風力発電装置、とりわけギヤレス型風力発電装置が公知である。風力発電装置は、発電機の回転子と直接結合された空気力学的ロータにより駆動される。発電機内の回転子の運動によって、風から得られた運動エネルギーが電気エネルギーに変換される。したがって発電機の回転子は、空気力学的ロータと同じ緩慢な回転速度で回転する。
【０００３】
このような緩慢な回転数を考慮するために、発電機は定格出力を基準にして比較的に大きな発電機直径を有しており、この発電機直径は大きな空隙直径を備える。空隙は、回転子側で磁極積層体によって画定されている。これらの磁極積層体は、打ち抜かれた複数の磁極積層体薄板から形成されており、これらの磁極積層体薄板は重なり合って積層されており、例えば磁極積層体を形成するように互いに溶接されている。
【０００４】
従来技術によれば磁極積層体の磁極積層体薄板は磁極シャフト領域と磁極ヘッド領域を有し、該磁極ヘッド領域は磁極シャフト領域を越えて側方に突き出ている。磁極積層体の磁極積層体薄板の相前後して配置された磁極シャフト領域には巻線が設けられており、この巻線に励磁電流が供給される。これにより、磁極積層体および対応の巻線によって励磁電流と共に磁気的励磁が形成される。この磁気的励磁により、巻線を備える磁極積層体は同期発電機の回転子の磁極として用いられる。
【０００５】
さらに磁極ヘッド領域を、実質的に一定かつ可及的に狭い空隙が同期機械（発電機）の磁極ヘッド領域と固定子との間に存在するように通常は形成することが公知である。これにより、回転子で形成され、発電機の固定子にエネルギー形成のために作用する磁力の大きさが最大化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】WO 2012/168238 A2
【特許文献２】US 2012/0080973 A1
【特許文献３】WO 2012/107109 A1
【特許文献４】DE 10 2013 206 121 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしこの種の発電機には、回転子に配置された磁極積層体および磁極積層体（複数）間のギャップによってトルク変動が生じるという問題がある。なぜならこれにより、ポールシューと巻線だけにより形成される磁界に一様でない経過が発生するからである。
【０００８】
このトルク変動は、通常は回転子の回転数に依存する周波数を有しており、発電機内に振動を引き起こす。この振動は、駆動系統または風力発電装置の他のコンポーネントにも伝達されることがあり、またはこれらのコンポーネントのさらなる振動と重畳される。この種の振動は、長期運転時に装置の損傷および望ましくないノイズ発生を引き起こし得る。
【０００９】
この振動を最小化するためにすでに努力が為されており、そのために配置並びに巻線の幾何形状の修正が行われた。しかしながらこの種の努力は、これまでのところ所望の結果に至っていない。
【００１０】
したがって本発明の課題は、発電機のトルク変動、およびこれにより発生する装置の損傷並びに望ましくないノイズ発生を引き起こす振動を平滑化し、または少なくとも当該振動から発生し重畳された振動の周波数に影響を及ぼし、これによりそれに含まれる不所望の振動周波数を最小化することである。
【００１１】
ドイツ特許商標庁は、本出願の優先権出願において以下の従来技術を調査した：WO 2012/168238 A2, US 2012/0080973 A1 , WO 2012/107109 A1 および DE 10 2013 206 121 A1。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によればこの課題は、複数の磁極積層体薄板を有する、同期発電機用の磁極積層板によって解決される。各磁極積層体薄板は、磁極シャフト領域と磁極ヘッド領域を有する。磁極ヘッド領域は、磁極シャフト領域を越えて側方に突き出ている。さらに磁極ヘッド領域は、磁極シャフト領域に向いた側と、磁極シャフト領域とは反対の側とを有する。磁極ヘッド領域の輪郭は、少なくとも磁極シャフト領域とは反対の側では楕円形状であるか、または楕円形状の経過を有する。すなわち楕円軌道の一部分に相当するか、またはそれに等しい。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
楕円は長軸（Hauptachse）を有する。長軸は、楕円の中心を通って延在し、かつ楕円輪郭または楕円軌道の主頂上（Hauptscheitel）または主頂点（Hauptscheitelpunkte）を接続する直線に相当する。すなわちこの主頂上または主頂点は、楕円輪郭または楕円軌道上で互いに最大の間隔を有する楕円輪郭または楕円軌道の点（複数）に相当する。長軸は中心によって２つの大きな半軸（Halbachse）に分割される。
【００１４】
長軸上には短軸（Nebenachse）が垂直に起立し、短軸は楕円の中心を通って延在する。短軸は中心によって２つの小さな半軸に分割される。対応して短軸は副頂上（Nebenscheitel）または副頂点（Nebenscheitelpunkte）を、短軸が楕円輪郭または楕円軌道と交差する箇所に有する。
【００１５】
かくて本発明の磁極積層体薄板は少なくともその上側に輪郭を有し、この輪郭は少なくとも磁極積層体薄板の最も幅広の箇所における輪郭の（複数）点の間で楕円形状ないし楕円軌道形である。前記上側は、ここでは回転子から固定子の方向を指す磁極積層体薄板の側に相当する。したがって磁極ヘッド領域の上側の輪郭は、楕円の少なくとも２つの頂点の間にある楕円軌道に相当する。
【００１６】
したがって本発明の磁極積層体薄板は、その上側に楕円形状の丸い部分（Rundung）がある点で公知の磁極積層体薄板とは異なる。公知の磁極積層体薄板は、非連続的な勾配を有するか、または固定子にだけ適合した丸い部分を回転子の回転方向の経過において有しており、これにより磁極積層体の領域において可及的に一定の空隙を達成している。
【００１７】
少なくとも上側が楕円形状の磁極ヘッド領域、すなわち上側に楕円形状の輪郭を有する磁極ヘッド領域を備える磁極積層体により、磁極ヘッド領域の経過において回転子磁界が連続的に変化するようになる。したがって回転子の回転方向に沿って見ると、磁極積層体の領域では磁界が連続的に変化し、この磁界は、縁部方向に向かって従来の回転子の場合よりも強く減少する。それにより磁極積層体（複数）並びにそれらの間にあるギャップ（複数）の間の磁力の差が小さくなり、このことによりさらにトルク変動が低減ないし平滑化される。
【００１８】
特に有利には本発明の磁極積層体は、リング型発電機（Ringgeneratoren）においてトルク変動を低減および／または平滑化する。
【００１９】
磁極積層体の本発明による構成に対しては、空隙の大きさが拡大されているため、従来の磁極積層体を使用する場合と比較して同じトルクを得るためには、回転子においてより高い励磁電流が必要であることが受け入れられている。
【００２０】
本発明の第１実施形態では磁極ヘッド領域の輪郭は、磁極シャフト領域とは反対の側において、すなわち上側および磁極シャフト領域を越えて突き出る磁極ヘッド領域の少なくとも縁部領域において楕円形状である。
【００２１】
したがって磁極シャフト領域とは反対の側における磁極ヘッド領域の輪郭、および付加的に輪郭のこの領域に隣接する磁極ヘッド領域の輪郭の部分、すなわち磁極シャフト領域を越えて突き出ており、かつ磁極シャフト領域に向いた磁極ヘッド領域の側に向いている部分も同様に楕円形状または楕円軌道の一部に相当する。
【００２２】
すなわちこの実施形態によれば磁極積層体が設けられており、この磁極積層体の磁極積層体薄板はそれぞれ１つの磁極ヘッド領域を有しており、この磁極ヘッド領域は上側とそれぞれの磁極ヘッド領域の縁部領域に楕円形状の輪郭を有する。
【００２３】
磁極ヘッド領域この種の輪郭により、磁極積層体およびコイルにより形成される磁界は、トルク変動がさらに平滑化されるようにさらに影響を受ける。
【００２４】
さらなる一実施形態によれば、磁極ヘッド領域の楕円形状輪郭の大きな半軸と磁極ヘッド領域の楕円形状輪郭の小さな半軸との比は、２から８、または４から６の範囲の値に相当する。
【００２５】
さらなる有利な一実施形態では、磁極ヘッド領域の楕円形状輪郭の大きな半軸と磁極ヘッド領域の楕円形状輪郭の小さな半軸との比は、４．８から５．２の範囲の値に相当する。
【００２６】
さらなる一実施形態によれば、磁極ヘッド領域の楕円形状輪郭の大きな半軸と磁極ヘッド領域の楕円形状輪郭の小さな半軸との比は、５．１、とりわけ５．１２５の値に相当する。
【００２７】
磁極ヘッド領域の楕円形状輪郭の大きな半軸と小さな半軸とのこの比により、トルク変動が特に有利に最小化される。なぜなら磁極積層体の領域において特に連続的な磁界変化が、この楕円形状によって引き起こされるからである。
【００２８】
さらなる一実施形態によれば、磁極積層体は複数の磁極積層体セグメントを有し、各磁極積層体セグメントはそれぞれ１つまたは複数の磁極積層体薄板を含む。さらに磁極積層体薄板の各磁極シャフト領域は第１の中心線を、磁極積層体薄板の各磁極ヘッド領域は第２の中心線を有する。第１と第２の中心線の間の間隔は、この実施形態によれば、少なくとも互いに隣接する２つの磁極積層体セグメントにおいて異なる。
【００２９】
一磁極積層体の互いにオフセットされたこれら磁極積層体セグメントにより、発電機のトルク変動がさらに平滑化される。
【００３０】
さらなる一実施形態によれば磁極積層体セグメントは、上から見て矢印形および／または鏡像対称に構成されている。矢印形または鏡像対称の構成によって、隣接する磁極積層体の縁部領域は、少なくとも磁極ヘッド領域の縁部領域において水平方向で見て重なり合う。これによりトルク変動がさらに平滑化される。
【００３１】
さらに本発明は、風力発電装置および風力発電装置用の同期発電機、すなわち風力発電装置−同期発電機を含む。この同期発電機は、固定子と回転子、すなわち風力発電装置−同期発電機−回転子と、複数の磁極積層体、すなわち前記実施形態の１つによる風力発電装置−同期発電機−回転子−磁極積層体とを有する。
【００３２】
さらなる一実施形態によれば、空隙幅ないし固定子と回転子との間の幅は、周方向に関して磁極積層体の領域において一定ではなく、すなわち連続的ないし恒常的に変化する。
【００３３】
この種の同期発電機は、トルク変動に関してトルク変動の有利な平滑化により特に有利な特性を有する。
【００３４】
本発明の有利な実施例を、以下、図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一風力発電装置を示す図である。
【図２】本発明の一第１実施例による一磁極積層体の模式的断面図である。
【図３】本発明の一実施例による一磁極積層体の平面図である。
【図４】本発明の一実施例による一磁極積層体の側面図である。
【実施例】
【００３６】
図１は、本発明による一風力発電装置の模式図である。風力発電装置１００は、一タワー１０２と該タワー１０２にある一ナセル１０４を有する。ナセル１０４には３つのロータブレード１０８を備える一空気力学的ロータ１０６と一スピナ１１０が設けられている。空気力学的ロータ１０６は、風力発電装置の稼働時に風によって回転運動され、これにより発電機、とりわけ同期発電機のロータまたは回転子も回転する。ロータまたは回転子は空気力学的ロータ１０６と直接または間接的に結合されている。電気発電機はナセル１０４内に配置されており、電気エネルギーを形成する。ロータブレード１０８のピッチ角は、それぞれのロータブレード１０８のロータブレード根元１０８ｂにあるピッチモータにより変更することができる。
【００３７】
以下に記述する磁極積層体は、同期発電機の回転子あるいはロータに対して、またはリング型発電機の回転子に対して使用される。
【００３８】
図２は、本発明の第１実施例による一同期発電機の一ロータまたは回転子の一磁極積層体の模式的断面図を示す。磁極積層体１０は複数の磁極積層体セグメント１２，１４，１６を有する。各磁極積層体セグメント１２，１４，１６は、１つの磁極積層体薄板２２または複数の同じ磁極積層体薄板２２を有する。各磁極積層体薄板２２は、一磁極ヘッド領域１８と一磁極シャフト領域２０を有する。
【００３９】
図２では、磁極ヘッド領域１８と磁極シャフト領域２０が分離線２３により区画されて図示されている。この分離線２３は、磁極積層体薄板２２にある継ぎ目ではなく、むしろより良く理解するために示されている。かくて磁極積層体薄板２２は好ましくはそれぞれワンピースに製作され、製作のためにとりわけ打ち抜かれている。磁極シャフト領域２０は、実質的に矩形に構成されており、任意選択で２つのノーズ２４を下方領域に有する。
【００４０】
磁極ヘッド領域１８は、第１の磁極積層体セグメント１２の頂点２８ａ，２８ｂを通る破線２６に沿って上方部分３０と下方部分３２に分割されている。ここで磁極ヘッド領域１８の上方部分３０は、磁極シャフト領域２０とは反対の側３０に相当し、楕円形状の輪郭３１を有する。下方部分３２は磁極シャフト領域２０に向いた側３２に相当し、少なくとも部分的に楕円の輪郭３１を有する。磁極ヘッド領域１８は、磁極シャフト領域２０を側方に越えて突き出ている。
【００４１】
したがって磁極ヘッド領域１８の輪郭３１は、磁極シャフト領域２０とは反対の側３０において、すなわち磁極ヘッド領域１８の上側３０において楕円形状である。さらに磁極ヘッド領域１８の輪郭３１に続く部分であって、かつ磁極シャフト領域２０を越えて突き出ている部分、すなわち磁極シャフト領域２０に向いた磁極ヘッド領域１８の側３２にあり、磁極ヘッド領域１８の下方部分３２に相当する部分も楕円形状である。
【００４２】
かくて図示の第１の磁極積層体セグメント１２に関して、磁極ヘッド領域１８は、ポイント３５から磁極ヘッド領域１８の輪郭３１に沿って時計方向で見てポイント３６まで楕円形状の形状を有する。
【００４３】
磁極ヘッド領域の楕円形状の輪郭の大きな半軸（長半軸）３７と小さな半軸（短半軸）３８との比は、４から６の範囲の値に相当する。
【００４４】
各磁極積層体セグメント１２，１４，１６は１つの磁極積層体薄板２２または複数の同じ磁極積層体薄板２２を有し、ここで磁極積層体セグメント１２，１４，１６の磁極積層体軸２０は１つの共通の中心線３９を有する。一方、磁極積層体セグメント１２，１４，１６の磁極ヘッド領域１８は、磁極シャフト領域２０の中心線３９に対してそれぞれ平行に延在する中心線４０を有し、この中心線は、磁極ヘッド領域により形成される楕円の中心点を通ってそれぞれ延在する。隣接する磁極積層体セグメント１２，１４，１６の磁極ヘッド領域１８のこれら中心線４０は、磁極シャフト領域の中心線３９に対して異なる間隔を有する。
【００４５】
したがって隣接する磁極積層体セグメント１２，１４，１６の磁極ヘッド領域１８は互いにオフセットして配置されている。かくて隣接する磁極積層体セグメント１２，１４，１６におけるそれぞれの磁極ヘッド領域１８に対して、１つの磁極積層体セグメント１２，１４，１６の磁極シャフト領域２０の相対的位置は異なる。
【００４６】
図３は、複数の磁極積層体セグメント１２，１４，１６を備える磁極積層体１０の模式的平面図である。ここで上方領域４４にある磁極積層体１０は、下方領域４６にある磁極積層体１０に対して鏡像対称に配置されている。磁極積層体１０全体は矢印形（くの字形）の配置を有する。
【００４７】
図４は、磁極積層体１０の側面図である。本発明による磁極積層体１０には、それぞれ１つの巻線が設けられており、この巻線には電流が供給される。これにより磁極積層体１０と対応の巻線は励磁電流と共に磁気的励磁を形成する。この磁気的励磁により、巻線を備える磁極積層体１０は磁極として用いられる。したがって電気機械の磁極は、磁極積層体１０、巻線および励磁電流により形成される。
【００４８】
一実施形態によれば、磁極積層体薄板２２は分離法によって作製される。ここで分離は、打ち抜き、レーザー、水流切断または切り抜きを含む。本発明による磁極積層体１０は、同期発電機、とりわけ他励式同期発電機の回転子に励磁磁界を形成するために用いられる。
【００４９】
本発明の風力発電装置の同期発電機、すなわち風力発電装置−同期発電機は、好ましくはリング型発電機ないし同期リング型発電機である。ギヤレス式風力発電装置のこのような４極同期リング型発電機は複数の固定子磁極を有し、とりわけ４８の固定子歯（Statorzaehne）、それどころか格段にそれより多い例えば９６の固定子歯またはそれ以上の固定子歯を有する。
【００５０】
リング型発電機の磁気的に活性な領域、すなわち回転子とも称することのできるロータと固定子は、１つのリング状の領域内に同期発電機の回転軸を中心にして配置されている。したがってとりわけ空隙の半径の０から少なくとも５０％の領域には、同期発電機の電流または電界を生じさせる物質が存在しない。とりわけこの内部空間は完全に空いており、基本的に立ち入ることができる。この領域は、しばしば空隙半径の０から５０％超であり、とりわけ０から７０％まで、またはそれどころか空隙半径の０から８０％である。構造に応じて支持構造体をこの内部領域に配置することができる。しかし支持構造体は、いくつかの実施形態では軸方向にオフセットして形成することもできる。
【００５１】
本発明によれば磁極積層体は、同期発電機−ロータないし同期発電機−回転子またはリング型発電機−ロータないしリング型発電機−回転子で使用される。同期発電機もリング型発電機も、３０，２５またはそれどころが２０回転／分未満の回転数で緩慢に回転する同期発電機である。
【００５２】
同期発電機−ロータまたはリング型発電機−ロータの直径は、典型的には数ｍであり、空隙直径は少なくとも３ｍ、それどころか５ｍ超である。同期発電機ないしリング型発電機は、少なくとも１００ｋＷ、少なくとも５００ｋＷまたは好ましくは少なくとも１ＭＷの電力を有する。しかし電力は３ＭＷであっても、または１０ＭＷまでであっても十分に可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  風力発電装置
１０２  タワー
１０４  ナセル
１０６  空気力学的ロータ
１０８  ロータブレード
１０８ｂ  ロータブレード根元
１１０  スピナ
１０  磁極積層体
１２，１４，１６  磁極積層体セグメント
１８  磁極ヘッド領域
２０  磁極シャフト領域
２２  磁極積層体薄板
２３  分離線
２４  ノーズ
２６  破線
２８ａ，２８ｂ  頂点
３０  上方部分、磁極シャフト領域２０とは反対の側
３１  輪郭
３２  下方部分、磁極シャフト領域２０に向いた側
３５，３６  ポイント
３７  大きな半軸（短半軸）
３８  小さな半軸（長半軸）
３９，４０  中心線
４４  上方領域
４６  下方領域
【図１】
2018512039.tif 000003
【図２】
2018512039.tif 000004
【図３】
2018512039.tif 000005
【図４】
2018512039.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月30日(2017.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期発電機を備える風力発電装置であって、
該同期発電機は、少なくとも５００ｋＷの電力、少なくとも３ｍの空隙直径、および１つの固定子と１つの回転子を有し、該回転子は複数の磁極積層体（１０）を有し、
各磁極積層体（１０）は複数の磁極積層体薄板（２２）を有し、各磁極積層体薄板（２２）は１つの磁極シャフト領域（２０）と１つの磁極ヘッド領域（１８）を含み、
該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）を越えて側方に突き出ており、かつ該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）に向いた側（３２）と、磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）とを有し、
前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭（３１）は、少なくとも磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）において楕円形状であり、または楕円軌道に等しい、風力発電装置。
【請求項２】
磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）における前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭、および磁極シャフト領域（２０）を越えて突き出ており、かつ磁極シャフト領域（２０）に向いた側（３２）において前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭（３１）の少なくともこれに隣接する部分は、楕円形状または楕円軌道に等しい、請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
磁極ヘッド領域の輪郭（３１）により描かれる楕円（１８）の大きな半軸（３７）と小さな半軸（３８）との比は、４から６の範囲の値に相当する、請求項１または２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
磁極ヘッド領域の輪郭（３１）により描かれる楕円（１８）の大きな半軸（３７）と小さな半軸（３８）との比は、４．８から５．２の範囲の値に相当する、請求項１から３のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項５】
磁極積層体（１０）は複数の磁極積層体セグメント（１２，１４，１６）を含み、各磁極積層体セグメント（１２，１４，１６）はそれぞれ１つまたは複数の磁極積層体薄板（２２）を含み、
磁極積層体薄板（２２）の各磁極シャフト領域（２０）は第１の中心線（３９）を、各磁極ヘッド領域（１８）は第２の中心線（４０）を有し、
第１の中心線（３９）と第２の中心線（４０）との間の間隔は、隣接する少なくとも２つの磁極積層体セグメント（１２，１４，１６）において異なっている、請求項１から４のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項６】
磁極積層体セグメント（１２，１４，１６）の配置は、上から見て矢印形および／または鏡像対称に構成されている、請求項５に記載の風力発電装置。
【請求項７】
固定子と回転子との間の空隙は、磁極積層体（１０）の領域において周方向に関して一定でない幅を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項８】
風力発電装置の同期発電機の回転子のための磁極積層体であって、
磁極積層体（１０）は複数の磁極積層体薄板（２２）を有し、各磁極積層体薄板（２２）は１つの磁極シャフト領域（２０）と１つの磁極ヘッド領域（１８）を含み、
該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）を越えて側方に突き出ており、かつ該磁極ヘッド領域（１８）は、磁極シャフト領域（２０）に向いた側（３２）と、磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）とを有し、
前記磁極ヘッド領域（１８）の輪郭（３１）は、少なくとも磁極シャフト領域（２０）とは反対の側（３０）において楕円形状であり、または楕円軌道に等しい、磁極積層体。
【請求項９】
同期発電機であって、
固定子と、請求項８による複数の磁極積層体（１０）を備える回転子とを備え、
固定子と回転子との間の空隙は、磁極積層体（１０）の領域において周方向に一定の幅を有する、同期発電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明によればこの課題は、複数の磁極積層体薄板を有する、同期発電機用の磁極積層板によって解決される。各磁極積層体薄板は、磁極シャフト領域と磁極ヘッド領域を有する。磁極ヘッド領域は、磁極シャフト領域を越えて側方に突き出ている。さらに磁極ヘッド領域は、磁極シャフト領域に向いた側と、磁極シャフト領域とは反対の側とを有する。磁極ヘッド領域の輪郭は、少なくとも磁極シャフト領域とは反対の側では楕円形状であるか、または楕円形状の経過を有する。すなわち楕円軌道の一部分に相当するか、またはそれに等しい。
本発明では以下の形態が可能である。
（形態１）同期発電機、とりわけリング型発電機、を備える風力発電装置であって、該同期発電機は、少なくとも５００ｋＷの電力、少なくとも３ｍの空隙直径、および１つの固定子と１つの回転子を有し、該回転子は複数の磁極積層体を有し、各磁極積層体は複数の磁極積層体薄板を有し、各磁極積層体薄板は１つの磁極シャフト領域と１つの磁極ヘッド領域を含み、該磁極ヘッド領域は、磁極シャフト領域を越えて側方に突き出ており、かつ該磁極ヘッド領域は、磁極シャフト領域に向いた側と、磁極シャフト領域とは反対の側とを有し、前記磁極ヘッド領域の輪郭は、少なくとも磁極シャフト領域とは反対の側において楕円形状であり、または楕円軌道に等しい、風力発電装置が提供される。
（形態２）磁極シャフト領域とは反対の側における前記磁極ヘッド領域の輪郭、および磁極シャフト領域を越えて突き出ており、かつ磁極シャフト領域に向いた側において前記磁極ヘッド領域の輪郭の少なくともこれに隣接する部分は、楕円形状または楕円軌道に等しいことが好ましい。
（形態３）磁極ヘッド領域の輪郭により描かれる楕円の大きな半軸と小さな半軸との比は、４から６の範囲の値に相当することが好ましい。
（形態４）磁極ヘッド領域の輪郭により描かれる楕円の大きな半軸と小さな半軸との比は、４．８から５．２の範囲の値、とりわけ５．１、に相当することが好ましい。
（形態５）磁極積層体は複数の磁極積層体セグメントを含み、各磁極積層体セグメントはそれぞれ１つまたは複数の磁極積層体薄板を含み、磁極積層体薄板の各磁極シャフト領域は第１の中心線を、各磁極ヘッド領域は第２の中心線を有し、第１の中心線と第２の中心線との間の間隔は、隣接する少なくとも２つの磁極積層体セグメントにおいて異なっていることが好ましい。
（形態６）磁極積層体セグメントの配置は、上から見て矢印形および／または鏡像対称に構成されていることが好ましい。
（形態７）固定子と回転子との間の空隙は、磁極積層体の領域において周方向に関して一定でない幅を有することが好ましい。
（形態８）とりわけ形態１から７のいずれか一による、風力発電装置の同期発電機の回転子のための磁極積層体であって、磁極積層体は複数の磁極積層体薄板を有し、各磁極積層体薄板は１つの磁極シャフト領域と１つの磁極ヘッド領域を含み、該磁極ヘッド領域は、磁極シャフト領域を越えて側方に突き出ており、かつ該磁極ヘッド領域は、磁極シャフト領域に向いた側と、磁極シャフト領域とは反対の側とを有し、前記磁極ヘッド領域の輪郭は、少なくとも磁極シャフト領域とは反対の側において楕円形状であり、または楕円軌道に等しい、磁極積層体が提供される。
（形態９）とりわけ形態１から７のいずれか一による、とりわけ風力発電装置のための、同期発電機であって、固定子と、形態８による複数の磁極積層体を備える回転子とを備え、固定子と回転子との間の空隙は、磁極積層体の領域において周方向に一定の幅を有する、同期発電機が提供される。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照番号はもっぱら理解を助けるためであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【国際調査報告】
2018512039.tif 000007
2018512039.tif 000008
2018512039.tif 000009
2018512039.tif 000010