【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种动力系组件，尤其涉及一种风力涡轮机。
技术介绍
1、风力涡轮机使用具有多个转子叶片的大转子将来自风的动能转换成电能。典型的水平轴线风力涡轮机(hawt)包括塔架、在塔架顶部的机舱、安装到机舱的转子毂和联接到转子毂的多个风力涡轮转子叶片。取决于风的方向，机舱和转子叶片通过用于旋转机舱的偏航系统和用于旋转叶片的俯仰系统被转向并定向到最佳方向。
2、机舱容纳风力涡轮机的许多功能部件，包括例如主转子轴、齿轮箱和发电机，以及用于将转子处的机械能转换成电能以提供给电网的转换器设备。齿轮箱升高低速主轴的转速并驱动齿轮箱输出轴。齿轮箱输出轴又驱动发电机，发电机将齿轮箱输出轴的旋转转换成电力。然后，发电机产生的电力可以在被供应给适当的消费者(例如电网分配系统)之前根据需要被转换。也已知不使用齿轮箱的所谓的“直接驱动”风力涡轮机。在直接驱动风力涡轮机中，发电机由主转子轴直接驱动。
3、通常，风力涡轮机的发电机是由围绕内部转子组件的外部定子组件构成的ipm(内部永磁体)电机。ipm内转子组件通常由环形结构组成，该环形结构包括支撑在中心轴上的多个环形永磁封装。齿轮箱输出轴与转子组件的中心轴接合。
4、wo2020143888a1示出了用作风力涡轮机中的发电机的特定类型的ipm电机。在该示例中，环形结构在其一端上由环形支撑框架支撑。在转子组件中不具有中心毂导致许多重要的益处，诸如降低的成本和重量以及改进的冷却气流。在中心处提供给发电机的冷却空气可以在轴向和径向方向上自由流动，并且有效地冷却转子和位于其
5、本专利技术的一个目的是提供一种解决上述一个或多个问题的解决方案。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，提供了一种风力涡轮机机舱，所述风力涡轮机机舱包括限定内部容积的外罩，在所述内部容积内容纳有动力系组件，所述动力系组件包括：齿轮箱，所述齿轮箱包括输入轴和输出轴，所述输入轴和所述输出轴在公共旋转轴线上对准；发电机，所述发电机连接到所述齿轮箱的所述输出轴，其中所述发电机包括发电机机柜，所述发电机机柜包围在内部腔室中处于径向向外位置的定子和处于径向向内位置的转子，所述转子能够绕所述公共旋转轴线旋转。所述转子包括：圆柱形场结构，所述圆柱形场结构联接到转子支撑框架；齿轮箱连接凸缘，所述齿轮箱连接凸缘通过第一固定阵列联接到所述齿轮箱输出轴；其中所述发电机机柜设置有开口，所述开口允许维护人员完全进入所述内部腔室内部，并且其中所述内部腔室被配置成允许维护人员至少从完全位于所述内部腔室内部的位置接近将所述齿轮箱输出轴联接到所述齿轮箱连接凸缘的所述第一固定阵列。
2、本专利技术的优点在于，动力系组件包括联接到发电机的齿轮箱，该发电机特别构造成易于维修过程。通常，包括联接到发电机的齿轮箱的动力系系统要求从发电机外部的进入点进行所有的维修。然而，在本专利技术的动力系组件中，发电机机柜限定内部腔室，维修技术人员可爬进内部腔室以从完全位于发电机机柜内部的位置接近发电机系统的各种部件。这意味着不需要从发电机的外部接近部件，因为当维修人员的整个身体位于内部腔室内部时，维修人员完全接近是可能的。这在已知系统中是不可能的。
3、在一个实施例中，齿轮箱是具有至少两级的行星齿轮箱。这提供了特别空间高效的系统，其中齿轮箱和发电机位于同一直线位置。
4、除了第一固定阵列之外，内部腔室可以被配置为使得维护人员可以完全从内部接近其他部件，诸如：将齿轮箱连接凸缘联接到转子支撑框架的第二固定阵列、拉杆系统、转子平衡质量块、驱动环形齿轮。
5、有用地，由圆柱形场结构限定的转子内径可以大于2m或甚至大于2.2m，以便为维修人员提供空间。
6、发电机机柜和转子可以被有利地配置为最大化用于维护人员的内部空间。例如，转子支撑框架的转子连接凸缘可以沿着旋转轴线与齿轮箱连接凸缘间隔一定距离，该距离是转子支撑框架的最大外径的至少25％；齿轮箱连接凸缘可以限定第一直径，并且其中拉杆系统可以限定第二直径，并且其中第一直径小于第二直径，其中第一直径可以小于0.7m，并且其中第二直径可以大于2m，并且其中转子支撑框架的转子连接凸缘沿着旋转轴线与齿轮箱连接凸缘间隔开的距离为转子连接凸缘的内径的20％至60％之间，并且优选为在20％至40％之间。
7、在一个实施例中，转子支撑框架可以限定进入孔。这些孔对于接近转子支撑框架外部的部件特别有用。例如，进入孔可以提供通过其中以到达以下发电机特征中的至少一个的通路：i)杂散电流保护系统ii)与齿轮箱输出轴相关联的一个或多个旋转传感器部件，iii)加速度计系统，iv)温度传感器，v)俯仰管密封部件。在优选实施例中，通过孔的通路可以实现为上述特征中的至少两个，以及上述特征中的至少三个。
8、本专利技术涵盖包括如上所述的塔架和机舱的风力涡轮机。
9、本专利技术还涉及一种在风力涡轮机的机舱中维修风力涡轮机动力系的方法，其中所述动力系包括：齿轮箱，所述齿轮箱包括在公共旋转轴线上对准的输入轴和输出轴；以及连接到所述齿轮箱的所述输出轴的发电机，其中所述发电机包括发电机机柜，所述发电机机柜限定了允许维护人员进入所述发电机机柜内部的内部腔室，所述发电机机柜包围处于径向向外位置的定子以及处于径向向内位置的转子，所述转子能够绕所述公共旋转轴线旋转，其中所述转子包括联接到转子支撑框架的圆柱形场结构，以及通过第一固定阵列联接到所述齿轮箱输出轴的齿轮箱连接凸缘；并且其中所述内部腔室允许维护人员进入所述发电机机柜内部。所述方法包括：通过由所述发电机机柜限定的开口进入所述发电机的所述内部腔室；以及从完全位于所述内部腔室内部的位置执行维修操作。
10、在特别有利的方面中，维修操作可以包括由维护人员从完全位于内部腔室内的位置维修以下项中的至少一项：i)将齿轮箱连接凸缘联接到转子支撑框架的第二固定阵列；ii)将转子支撑框架联接到圆柱形场结构的拉杆系统；iii)被配置为向圆柱形场结构提供旋转平衡的多个平衡调节质量块；iv)驱动环形齿轮。
11、发电机机柜可以设置有一个或多个闭合元件，该一个或多个闭合元件被配置为选择性地闭合由发电机检修柜限定的、通向内部腔室的开口。发电机机柜因此导致用于维修目的的常闭环境，维修工程师在需要时可以进入该常闭环境。合适的进入控制系统可以与封闭件相关联，以确保仅在安全条件下能够进入。因此，封闭环境意味着维修区域能够更容易地保持无污染。
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1.一种风力涡轮机机舱，所述风力涡轮机机舱包括限定了内部容积的外罩，在所述内部容积内容纳有动力系组件，所述动力系组件包括：
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机机舱，其中，所述转子还包括将所述齿轮箱连接凸缘(80)联接到所述转子支撑框架(72)的第二固定阵列(106)，并且其中所述内部腔室(97)被构造成允许维护人员从所述内部腔室内接近所述第二固定阵列(106)。
3.根据权利要求2所述的风力涡轮机机舱，其中，所述第一固定阵列(84)具有相关的节圆直径(D1)，并且其中，所述第二固定阵列(106)具有相关的节圆直径(D3)，并且其中，所述第一固定阵列(84)的所述节圆直径(D1)小于所述第二固定阵列(106)的所述节圆直径(D3)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机机舱，其中，所述转子支撑框架(72)通过拉杆系统(86)在转子连接凸缘(82)处联接到所述圆柱形场结构(74)，所述拉杆系统包括被构造成张紧所述拉杆系统的多个拉杆张紧器(88)，并且其中所述内部腔室(97)被构造成允许维护人员从所述内部腔室内接近所述拉杆张紧器。
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