偏航塔筒段、塔筒及风力发电机组制造技术

本发明专利技术提供一种偏航塔筒段、塔筒及风力发电机组，偏航塔筒段包括旋转塔筒段，所述塔筒段通过偏航轴承与固定段连接，所述旋转塔筒段与风力发电机组的叶片同时转动，所述旋转塔筒段的重心位于其中心线远离所述叶片的安装方向的一侧。在风力发电机组偏航过程中，始终保证塔筒所受弯矩平衡,减少倾覆力矩的危害，保证机组的平稳运行。

【技术实现步骤摘要】
偏航塔筒段、塔筒及风力发电机组
本专利技术涉及一种偏航塔筒段，更具体地，涉及一种风力发电机组以及风力发电机组的塔筒。
技术介绍
风力发电机组是一种将风能转化为电能的设备，如图1所示，叶轮总成通过高强度螺栓与发电机2连接在一起，叶轮总成由轮毂和叶片1等部件组成，实现对风能的捕捉及风能的传递；叶轮总成作为整个风力发电机组的风能吸收部件，获取风能并将能量传递给发电机2。发电机2转子部分通过转轴系与叶片1连接，发电机2定子部分连接机舱3的底座，实现风能转化为电能。发电机2将叶片1传输过来的风能转化为电能，从而输送给电网。为了更高效地捕捉风能，机舱3的底座与偏航轴承连接，偏航轴承与塔筒4连接，塔筒4支撑整个机头(叶轮、发电机、机舱装配体总称)，围绕偏航轴承在水平方向随时对风偏航。以上风力发电机组偏航设计可以概括为塔顶偏航。现有设计中，在风力发电机组偏航过程中，叶片重心在前，会产生一个逆时针偏心力矩，为克服这个偏心力矩，必然要增加塔筒的载荷，从而使塔筒重量和壁厚大幅度增加，进而增加了整个机组的重量，对整机度电成本不利。同时，现有设计中，塔顶偏航增加了偏航系统的维护难度，提高了风力发电机组维护成本。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的塔顶偏航存在的载荷过大导致整机偏重的种种问题，提出了一种偏航塔筒段，使之能够减轻塔筒的重量，进而降低整机成本，同时也能始终保证在偏航过程中塔筒所受弯矩平衡，减少倾覆力矩的危害。本专利技术提供了一种偏航塔筒段，包括旋转塔筒段，旋转塔筒段通过偏航轴承与固定段连接，旋转塔筒段与风力发电机组的机舱和叶片同时转动偏航，旋转塔筒段的重心位于其中心线远离叶片的安装方向的一侧。保证了在偏航过程中塔筒所受弯矩平衡，减少倾覆力矩的危害。优选地，旋转塔筒段在朝向叶片的安装方向开槽。优选地，旋转塔筒段在朝向叶片的安装方向的重量小于在叶片的安装方向的反方向的重量。优选地，旋转塔筒段在朝向叶片的安装方向的反方向增加配重。这三种都是使偏航塔筒段的重心位于其中心线远离叶片的安装方向的一侧的方式，进而产生一个顺时针偏心距，从而实现风力发电机组偏航平衡，保证机组的平稳运行，降低机组振动。优选地，偏航轴承内圈法兰与旋转塔筒段连接，偏航轴承外圈法兰与固定段连接，这种连接形式可以将偏航驱动装置放置在塔筒内部。优选地，偏航轴承内圈法兰上固定设置有凸起，凸起通过平行于旋转塔筒段径向的螺栓与旋转塔筒段连接，该连接方法不仅可以有效缓解高强螺栓的剪切载荷，还可以充分利用高强度拉载能力，根据风力发电机组载荷情况发挥高强度螺栓的优势。优选地，偏航轴承内圈法兰与凸起一体成型，增加法兰的受力强度。优选地，偏航轴承内圈法兰通过平行于旋转塔筒段轴向的螺栓与旋转塔筒段连接，这种安装方式便于操作，减少安装工时。优选地，偏航轴承为滑动轴承或柱轴承，这两种轴承可以有效抵抗风力发电机组弯矩载荷及推力载荷。进一步地，本专利技术还提供了一种塔筒，包括以上的偏航塔筒段。优选地，旋转塔筒段为多段塔筒固定连接，旋转塔筒段中的多段塔筒中的最底端塔筒段与偏航轴承连接，旋转塔筒段中的多段塔筒中的最顶端塔筒段与风力发电机组的机舱的底座固定连接。此外，本专利技术还提供了一种包含上述塔筒的风力发电机组，风力发电机组的固定端为基础或与基础固定连接的固定塔筒段。偏航装置安装在塔筒底部，可以降低运维成本，减少维护的费用，提高维护的便捷性。优选地，风力发电机组还包括安装在旋转塔筒段底端的偏航驱动装置，偏航驱动装置驱动偏航轴承，带动旋转塔筒段和风力发电机组的机舱的底座旋转，进而带动机舱和叶片转动偏航。方便了风力发电机组偏航系统安装和调试。综上，本专利技术根据在旋转塔筒段的重心位于叶片的安装方向的反方向，克服叶轮产生的偏心力矩，始终保证塔筒所受弯矩平衡,减少倾覆力矩的危害，还可以减小风力发电机组塔筒的壁厚，降低塔筒的重量，实现机组降本增效。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中：通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。附图1为现有技术中的风力发电机组的示意图；附图2为本专利技术中的风力发电机组的示意图；附图3为本方面的原理图；附图4为图2中I处的放大图的实施例图一；附图5为图2中I处的放大图的实施例图二；附图6为图5的俯视图。其中：1-叶片；2-发电机；3-机舱；4-塔筒；41-旋转塔筒段；42-固定塔筒段；5-基础；61-偏航轴承内圈法兰；611-凸起；62-偏航轴承外圈法兰；7-偏航驱动装置。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。如图2至图6所示，本专利技术提供了一种偏航塔筒段41，包括旋转塔筒段41，旋转塔筒段41通过偏航轴承与固定段连接，旋转塔筒段41与风力发电机组的机舱3和叶片1同时转动偏航，旋转塔筒段41的重心位于其中心线远离叶片1的安装方向的一侧。如图3所示，在风力发电机组偏航的过程中，叶片1重心G1在前，会产生一个逆时针偏心力矩，在旋转塔筒段41的重心G2位于其中心线远离叶片1的安装方向的一侧的情况下，产生一个顺时针偏心距，从而实现风力发电机组偏航平衡，保证风力发电机组的平稳运行，降低机组振动。固定段为风力发电机组的基础5或与基础5固定连接的固定塔筒段42。偏航装置安装在塔筒底部，安装调试都非常容易，还可以降低运维成本，减少维护的费用，提高维护的便捷性。当固定段为风力发电机组发电机组的基础5时，基础5预埋高强度锚栓，与偏航轴承外圈法兰62连接在一起。当固定段为与基础5固定连接的固定塔筒段42时，固定塔筒段42上加工有法兰盘，偏航轴承外圈法兰62通过平行于所述旋转塔筒段41轴向的高强度螺栓与固定塔筒段42的法兰盘连接在一起。将偏航塔筒段41的重心G2偏移到其中心线远离到叶片安装方向的一侧有以下几种方式：1、旋转塔筒段41在朝向叶片1的安装方向开槽。可以在旋转塔筒段41预制的时候就加工出槽。2、如图3所示，旋转塔筒段41在朝向叶片1的安装方向的重量小于在叶片1的安装方向的反方向的重量。可以在旋转塔筒段41预制的时候通过模具达到这样的效果。3、旋转塔筒段41在叶片1的安装方向的反方向增加配重。这种形式最简单，不改变塔筒原有的制作工艺，而且随时可以增加配重，可以根据叶片的扭矩自行调整，适应不同的机型。这三种都是使偏航塔筒段41的重心G2偏移到其中心线远离叶片安装方向的一侧的方式，当然不限于这三种方式，只要能保证偏航塔筒段41的重心G2偏移到其中心线远离叶片1安装方向的一侧就可以。在风力发电机组偏航过程中，始终保证塔筒所受弯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏航塔筒段，包括旋转塔筒段(41)，其特征在于，所述旋转塔筒段(41)通过偏航轴承与固定段连接，所述旋转塔筒段(41)与风力发电机组的机舱(3)和叶片(1)同时转动偏航，所述旋转塔筒段(41)的重心位于其中心线远离所述叶片(1)的安装方向的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种偏航塔筒段，包括旋转塔筒段(41)，其特征在于，所述旋转塔筒段(41)通过偏航轴承与固定段连接，所述旋转塔筒段(41)与风力发电机组的机舱(3)和叶片(1)同时转动偏航，所述旋转塔筒段(41)的重心位于其中心线远离所述叶片(1)的安装方向的一侧。2.根据权利要求1所述的偏航塔筒段，其特征在于，所述旋转塔筒段(41)在朝向所述叶片(1)的安装方向开槽。3.根据权利要求1所述的偏航塔筒段，其特征在于，所述旋转塔筒段(41)在朝向所述叶片(1)的安装方向的重量小于在所述叶片(1)的安装方向的反方向的重量。4.根据权利要求1所述的偏航塔筒段，其特征在于，所述旋转塔筒段(41)在朝向所述叶片(1)的安装方向的反方向增加配重。5.根据权利要求1所述的偏航塔筒段，其特征在于，所述偏航轴承内圈法兰(61)与所述旋转塔筒段(41)连接，所述偏航轴承外圈法兰(62)与所述固定段连接。6.根据权利要求5所述的偏航塔筒段，其特征在于，所述偏航轴承内圈法兰(61)上固定设置有凸起(611)，所述凸起(611)通过平行于所述旋转塔筒段(41)径向的螺栓与所述旋转塔筒段(41)连接。7.根据权利要求6所述的偏航塔筒段，其特征在于，所述偏航轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔利军，方涛，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11