一种发电组合体及其制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种发电组合体及其制作工艺，该组合体包括齿轮箱和发电机，所述齿轮箱的后端盖设有第一法兰，所述发电机的定子支架设有第二法兰，所述第一法兰与第二法兰之间设有绝缘垫板，螺纹连接件与所述第一法兰之间设有绝缘垫圈，所述第一法兰的连接孔内设有绝缘套管；所述齿轮箱在其箱体或后端盖设有第一导电线缆，所述第一导电线缆用于经过导电通道电连接至机组变流器；所述发电机的定子在其外壳处设有第二导电线缆，所述第二导电线缆用于经过导电通道电连接至机组变流器。该组合体可有效避免杂散电流对齿轮箱内如轴承、齿轮、密封元件等造成的不可接受的损伤。元件等造成的不可接受的损伤。元件等造成的不可接受的损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种发电组合体及其制作工艺


[0001]本专利技术涉及风力发电机组
，尤其涉及发电机组的组合体。本专利技术还涉及发电组合体的制作工艺。

技术介绍

[0002]目前风电市场进入平价上网阶段，客户对更低全生命周期成本即LCoE的需求日益凸显，因此半直驱风力发电机机组已经渐渐成为行业主流。
[0003]中速级半直驱风力发电机组兼具直驱风力发电机机组和双馈风力发电机机组的优势。相比双馈风力发电机组，中速半直驱永磁风力发电机组无高速齿轮箱高速级故障、维护量较少以及具有良好电网故障穿越能力；相比直驱风力发电机组，所使用的铜、磁钢、硅钢等高成本材料较少，因而成本优势明显。
[0004]半直驱机组的齿轮箱和发电机通常在结构上高度耦合，可装配为一个整体(本文中把齿轮箱和发电机的装配体简称为“组合体”)，可单独运输、吊装等。通常组合体在齿轮箱的外壳处机械连接在底座上。通常组合体的齿轮箱输入轴将来自叶轮的转矩经多级行星轮系增速后传递给发电机，并最终通过机电能量转换，实现风能到电能的转换。一般发电机定子固定在齿轮箱外壳或后端盖上，发电机转子连接在齿轮箱输出轴上，且与齿轮箱共用支撑轴承。另外，发电机定转子和齿轮箱的连接通常为硬连接，即导电良好。
[0005]风力发电机组在运行时，由于存在容性耦合和传导耦合，存在数量众多的由变流器经电缆、定子绕组、发电机定转子支架、齿轮箱并最终返回到变流器的各种以变频器开关频率倍频特征的杂散电流路径，简称“路径1”。
[0006]另外由于发电机本身存在转子偏心、气隙不均匀、磁路不平衡等原因，也存在数量众多的由发电机经定子绕组、定子铁芯、发电机定转子支架、齿轮箱并最终返回到发电机的各种以发电机基频倍频特征的杂散电流路径，简称“路径2”。
[0007]不同时间尺度和强度的杂散电流如果不加以抑制和控制，非常容易导致齿轮箱内如轴承、齿轮、密封元件等的损伤。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种发电组合体。该组合体可有效避免杂散电流对齿轮箱内如轴承、齿轮、密封元件等造成的不可接受的损伤。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种用于制作所述发电组合体的工艺。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供一种发电组合体，包括齿轮箱和发电机，所述齿轮箱的后端盖设有对应于所述发电机的第一法兰，所述发电机的定子支架设有对应于所述齿轮箱的第二法兰，所述第一法兰与第二法兰通过螺纹连接件相连接，所述第一法兰与第二法兰之间设有绝缘垫板，所述绝缘垫板上开设有与所述螺纹连接件相对应的通孔；所述螺纹连接件与所述第一法兰之间设有绝缘垫圈，所述第一法兰的连接孔内设有绝缘套管，所述螺纹连接件穿过所述绝缘套管旋入所述第二法兰的螺纹孔；所述绝缘套管的一端与所述绝
缘垫圈紧密接触，所述绝缘套管的另一端与所述绝缘垫板紧密接触；所述齿轮箱在其箱体或后端盖设有第一导电线缆，所述第一导电线缆用于经过导电通道电连接至机组变流器；所述发电机的定子在其外壳处设有第二导电线缆，所述第二导电线缆用于经过导电通道电连接至机组变流器。
[0011]可选地，所述第一导电线缆用于经过导电通道电连接至机组变流器直流母排的中性点；所述第二导电线缆用于经过导电通道电连接至机组变流器直流母排的中性点。
[0012]可选地，所述导电通道包括机舱框架或底座或接地铜排或塔架及其组合。
[0013]可选地，所述绝缘套管的一端抵接或插入所述绝缘垫圈，所述绝缘套管的另一端抵接或插入所述绝缘垫板。
[0014]可选地，所述绝缘垫板整体上呈圆环形，其由若干块在周向上均匀分布的环扇形垫板组成。
[0015]可选地，所述第一导电线缆设有电流测量元件。
[0016]可选地，所述第一导电线缆和第二导电线缆为铜编织带。
[0017]可选地，所述绝缘垫板、绝缘垫圈、绝缘套管为橡胶材质或工程塑料材质。
[0018]为实现上述另一目的，本专利技术提供一种发电组合体制作工艺，用于制作上述任一项所述的发电组合体，包括：
[0019]预制所述定子支架的第二法兰时，在所述第二法兰上加工出固定所述绝缘垫板的安装孔和安装面；
[0020]在整体机加工所述定子支架之前，在其第二法兰的安装面上安装在圆周方向留有加工余量的环扇形垫板，由若干块所述环扇形垫板组成所述绝缘垫板；
[0021]将由所述定子支架和绝缘垫板组成的整体进行机械加工，得到与所述齿轮箱的后端盖的第一法兰相配合的安装结构。
[0022]进一步地，所述安装结构包括与所述齿轮箱的后端盖的第一法兰相配合的安装面以及螺纹连接件的孔组。
[0023]本专利技术所提供的发电组合体，不仅在第一法兰和第二法兰之间设有由绝缘垫板、绝缘垫圈、绝缘套筒组成的电隔离结构，并且还在齿轮箱和发电机的定子外壳分别设有第一导电线缆和第二导电线缆，以电连接至机组变流器。这样，可以使得在发电机定子处产生的杂散电流不经过或少经过齿轮箱，而通过第二导电线缆经导电通道电连接至机组变流器，而且，进一步切断了可能存在的低频和高频循环电流路径，避免因第一导电线缆和第二导电线缆在如安装接线质量较差等增加接地阻抗而导致的低频和高频循环电流危害。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例所提供的一种半直驱风力发电机组的组合体的结构示意图；
[0025]图2为图1所示半直驱风力发电机组的组合体的局部剖视图；
[0026]图3为图2中A部位的局部放大图；
[0027]图4为环扇形垫板安装于第二法兰安装面上的局部视图。
[0028]图中：
[0029]11
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齿轮箱12
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发电机13
‑
螺栓14
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电流测量元件1101
‑
第一导电线缆1102
‑
第二导电线缆
[0030]111
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齿轮箱输入轴112
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齿轮箱箱体113
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齿轮箱后端盖1131
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第一法兰114
‑
齿轮箱输出轴轴承115
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齿轮箱输出轴
[0031]121
‑
发电机定子122
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发电机转子1211
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定子支架12111
‑
第二法兰
[0032]401
‑
绝缘垫圈402
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绝缘套管403
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绝缘垫板4031
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环扇形垫板
具体实施方式
[0033]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0034]在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电组合体，包括齿轮箱(11)和发电机(12)，所述齿轮箱(11)的后端盖(113)设有对应于所述发电机(12)的第一法兰(1131)，所述发电机(12)的定子支架(1211)设有对应于所述齿轮箱(11)的第二法兰(12111)，所述第一法兰(1131)与第二法兰(12111)通过螺纹连接件相连接，其特征在于，所述第一法兰(1131)与第二法兰(12111)之间设有绝缘垫板(403)，所述绝缘垫板(403)上开设有与所述螺纹连接件相对应的通孔；所述螺纹连接件与所述第一法兰(1131)之间设有绝缘垫圈(401)，所述第一法兰(1131)的连接孔内设有绝缘套管(402)，所述螺纹连接件穿过所述绝缘套管(402)旋入所述第二法兰(12111)的螺纹孔；所述齿轮箱(11)在其箱体或后端盖(113)设有第一导电线缆(1101)，所述第一导电线缆(1101)用于经过导电通道电连接至机组变流器；所述发电机(12)的定子(121)在其外壳处设有第二导电线缆(1102)，所述第二导电线缆(1102)用于经过导电通道电连接至机组变流器。2.根据权利要求1所述的发电组合体，其特征在于，所述第一导电线缆(1101)用于经过导电通道电连接至机组变流器直流母排的中性点；所述第二导电线缆(1102)用于经过导电通道电连接至机组变流器直流母排的中性点。3.根据权利要求2所述的发电组合体，其特征在于，所述导电通道包括机舱框架或底座或接地铜排或塔架及其组合。4.根据权利要求3所述的发电组合体，其特征在于，所述绝缘套管(402)的一端抵接或插入所述绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亮，李术林，
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：