风力发电机组制造技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机组，其包括轮毂、第一永磁发电机、扭矩传递构件和增速齿轮箱发电系统，第一永磁发电机包括转子和固定轴，扭矩传递构件设置于轮毂和固定轴的前端之间，并且扭矩传递构件的前端连接于轮毂，后端连接于转子，和增速齿轮箱发电系统的输入端。本发明专利技术提供的风力发电机组通过扭矩传递构件和增速齿轮箱发电系统的设置，使低速永磁直驱风力发电机组和增速齿轮箱发电系统进行结合，实现了传递轮毂的扭矩至永磁发电机和增速齿轮箱发电系统，使整机运行功率能够进行混合相加的效果，不需将自身和其他配合的结构大型化，有利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组
本专利技术涉及风力发电领域，特别涉及一种风力发电机组。
技术介绍
目前，针对风力发电领域，由于对风力发电机的功率等级的需求越来越大，使企业对风力发电机组进行升级，促使其功率提升的需求也愈加迫切。风力发电机组通常分为中/高速带齿轮箱和低速永磁直驱式风力发电机组。对于中速带齿轮箱风力发电机组来说，现国内最大能够做到10MW，齿箱重量达到了100吨，外径达到了3m；低速永磁直驱风力发电机组相较于带增速齿轮箱的发电机组，减少了轴承、齿轮及运动部件，因此可靠性得到提高，对于低速永磁直驱风力发电机来说，现国内最大做到10MW的功率，国外最大做到了14MW。对于低速直驱或带增速齿轮箱的风力发电机组来说，由于叶尖速度的限制，功率的增大，意味着结构、重量也要随着进行增大。例如，对于单一采用低速永磁发电机的风力发电机组，在相同的电磁设计及相同的风轮叶尖速度下，15MW低速永磁电机的重量时10MW低速永磁电机重量的1.68倍；对于采用增速齿轮箱的风力发电机组，第一级普遍采用行星齿轮传动，对于第一级齿圈尺寸来说，更大的功率则需要更大的齿圈尺寸，目前国内齿轮箱厂通用的热处理、加工设备规格均在3m以内，行车起吊能力在120吨以内，这对更大功率齿轮箱的制造带来很大困难。因此，功率越大，结构的尺寸越大型化，这对于整个设计、制造、试验、运输及吊装来说，都会存在较大难度，而为了匹配大兆瓦下的尺寸，整个制造、生产及运输过程的相应配合系统也需要进行调整，不利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。
技术实现思路
r>本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的低速永磁直驱风力发电机组或增速齿轮箱风力发电机组因功率增大，导致结构尺寸及重量加大，对制造、试验、运输及吊装过程造成较大困难，不利于成本控制的缺陷，提供一种风力发电机组。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种风力发电机组，其包括轮毂和第一永磁发电机，所述第一永磁发电机包括转子和固定轴，其特点在于，所述风力发电机组还包括扭矩传递构件和增速齿轮箱发电系统，所述扭矩传递构件设置于所述轮毂和所述固定轴的前端之间，并且所述扭矩传递构件的前端固定连接于所述轮毂，所述扭矩传递构件的后端同时连接于所述转子和所述增速齿轮箱发电系统的输入端。在本方案中，通过设置一扭矩传递构件和增速齿轮箱发电系统在风力发电机组上，使低速永磁直驱风力发电机组和增速齿轮箱发电系统进行结合，扭矩传递构件的设置能够实现传递轮毂的扭矩至永磁发电机的同时，还传递至了增速齿轮箱发电系统，从而形成了一种混合驱动的风力发电机组结构，相对于单一的采用低速永磁发电机或速齿轮箱发电系统的风力发电机组，不需要通过将结构大型化来保证大功率的实现，也不需要建造更大功率的试验台，有利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。较佳地，所述增速齿轮箱发电系统包括增速齿轮箱和第二发电机，所述第二发电机和所述增速齿轮箱一体集成，所述增速齿轮箱发电系统的输入端为所述增速齿轮箱的输入轴，所述增速齿轮箱的输出轴连接于所述第二发电机。由于固定轴内侧的体积小，将增速齿轮箱和第二发电机集成于一体，方便布置。较佳地，所述增速齿轮箱发电系统设置在所述固定轴的内侧，所述扭矩传递构件的后端外侧固定连接于所述转子，所述扭矩传递构件的后端内侧固定连接于所述增速齿轮箱发电系统的输入端。将增速齿轮箱发电系统设置在固定轴的内侧，使扭矩传递构件通过内外两侧的连接处实现和位于固定轴外侧的转子和位于固定轴内侧的增速齿轮箱发电系统输入端的同时连接，不仅连接效果和运动传递保证可靠，增速齿轮箱发电系统占用的体积也较小，同时保留了原固定轴形式的风力发电机结构刚性强、重量轻、结构紧凑的优点。较佳地，所述第一永磁发电机还包括轴承系统，所述轴承系统夹设在所述扭矩传递构件和所述固定轴之间。针对单个轴承的设置方式，没有旋转轴的情况下，将轴承系统设置在扭矩传递构件和固定轴之间，保证第一永磁发电机的正常运行的基础上，通过固定轴和轴承系统对扭矩传递构件也进行了支撑。较佳地，所述轴承系统包括轴承外圈和轴承内圈，所述轴承内圈连接于所述固定轴，所述轴承外圈连接于所述扭矩传递构件和所述转子。轴承内圈与固定轴连接，轴承外圈连接至随轮毂进行转动的扭矩传递构件，即该风力发电机组设置为外圈旋转的方式，可使得固定轴内侧的齿轮箱结构更小，更为紧凑。较佳地，所述扭矩传递构件包括轴向延伸部和径向延伸部，所述轴向延伸部沿平行于所述固定轴的轴线方向延伸设置并连接至所述轴承外圈，所述轴承系统夹设于所述轴向延伸部和所述固定轴之间，所述径向延伸部的一端沿所述轮毂的法兰面连接至所述轴向延伸部，所述径向延伸部的另一端连接于所述增速齿轮箱发电系统的输入端。扭矩传递构件通过轴向和径向的两个延伸部，实现轮毂同时和转子以及增速齿轮箱的传动连接，即通过两个不同方向延伸的部分实现功率分流，结构简单，连接也方便且可靠。较佳地，所述轴承内圈沿所述固定轴的轴线方向延伸并连接于所述固定轴的靠近所述轮毂的端部，所述轴承外圈的两端分别抵于所述轴向延伸部的内侧和所述转子。轴承内圈连接至固定轴的端部，保持稳定抵靠，轴承外圈的两端分别和扭矩传递构件和转子抵接，使轴承系统更为稳固，同时也使转动过程更稳定。较佳地，所述风力发电机组还包括固定轴支撑环，所述固定轴支撑环沿环向设置在所述固定轴的内侧面，所述增速齿轮箱发电系统还包括箱体法兰，所述固定轴支撑环和所述箱体法兰之间通过弹性块螺栓相互连接。固定轴支撑环和增速齿轮箱的箱体法兰之间通过弹性块螺栓连接，使两者之间的固定效果更好，保证了增速齿轮箱运行过程中的稳定性。较佳地，所述轴承系统包括轴承外圈和轴承内圈，所述轴承内圈连接于所述扭矩传递构件，所述轴承外圈连接于所述固定轴。轴承内圈与扭矩传递构件连接，轴承外圈与固定轴连接，即该风力发电机组还可设置为内圈旋转的方式，相比于外圈旋转的方式，相同扭矩下，固定轴内部的空间能够更大一些，因此增速齿轮箱的尺寸可更大些，对增速齿轮箱发电系统的设置限制能够降低。较佳地，所述扭矩传递构件包括轴向延伸部和径向延伸部，所述径向延伸部沿所述轮毂的法兰面向外延伸并连接于所述转子，所述轴向延伸部连接于所述径向延伸部的内侧边缘并沿平行于所述固定轴的轴线方向延伸设置，所述轴向延伸部连接至所述增速齿轮箱发电系统的输入端，所述轴承系统夹设于所述轴向延伸部和所述固定轴之间。在轴承系统为内圈旋转的前提下，扭矩传递构件设置成轴向的延伸部位于偏向内侧的位置，从而能够和增速齿轮箱进行连接来传递扭矩，同时径向延伸部又不影响扭矩传递构件和转子之间的连接，两个部分的设置又为轴承系统提供了放置空间，该种结构设置更为巧妙，空间利用率更高。较佳地，所述轴承外圈抵于所述固定轴的内侧壁，所述轴承内圈抵于所述轴向延伸部的外侧壁，所述转子连接于所述径向延伸部的端部。轴承内圈和外圈通过扭矩传递构件的轴向和径向两部分的设置，更好实现配合抵接，这样轴承在运行的过程中不仅保证了抵接可靠，还使运行过程保持平稳。较佳地，所述风力发电机组还包括弹性支承组件，所述弹性支承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组，其包括轮毂和第一永磁发电机，所述第一永磁发电机包括转子和固定轴，其特征在于，所述风力发电机组还包括扭矩传递构件和增速齿轮箱发电系统，所述扭矩传递构件设置于所述轮毂和所述固定轴的前端之间，并且所述扭矩传递构件的前端固定连接于所述轮毂，所述扭矩传递构件的后端同时连接于所述转子和所述增速齿轮箱发电系统的输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组，其包括轮毂和第一永磁发电机，所述第一永磁发电机包括转子和固定轴，其特征在于，所述风力发电机组还包括扭矩传递构件和增速齿轮箱发电系统，所述扭矩传递构件设置于所述轮毂和所述固定轴的前端之间，并且所述扭矩传递构件的前端固定连接于所述轮毂，所述扭矩传递构件的后端同时连接于所述转子和所述增速齿轮箱发电系统的输入端。


2.如权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述增速齿轮箱发电系统包括增速齿轮箱和第二发电机，所述第二发电机和所述增速齿轮箱一体集成，所述增速齿轮箱发电系统的输入端为所述增速齿轮箱的输入轴，所述增速齿轮箱的输出轴连接于所述第二发电机。


3.如权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述增速齿轮箱发电系统设置在所述固定轴的内侧，所述扭矩传递构件的后端外侧固定连接于所述转子，所述扭矩传递构件的后端内侧固定连接于所述增速齿轮箱发电系统的输入端。


4.如权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一永磁发电机还包括轴承系统，所述轴承系统夹设在所述扭矩传递构件和所述固定轴之间。


5.如权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，所述轴承系统包括轴承外圈和轴承内圈，所述轴承内圈连接于所述固定轴，所述轴承外圈连接于所述扭矩传递构件和所述转子。


6.如权利要求5所述的风力发电机组，其特征在于，所述扭矩传递构件包括轴向延伸部和径向延伸部，所述轴向延伸部沿平行于所述固定轴的轴线方向延伸设置并连接至所述轴承外圈，所述轴承系统夹设于所述轴向延伸部和所述固定轴之间，所述径向延伸部的一端沿所述轮毂的法兰面连接至所述轴向延伸部，所述径向延伸部的另一端连接于所述增速齿轮箱发电系统的输入端。


7.如权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述轴承内圈沿所述固定轴的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永岗，米涛，李华阳，翟东伟，卢江跃，王江乔，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31