机电装置制造方法及图纸

一种机电装置，包括用于连接到外部旋转元件的机械接口结构(101)、电力机器(102-104，117)以及在机械接口结构和电力机器的转子之间的机械动力传动路径上的一个或者多个齿轮级(105-112)，其中该机电装置进一步包括用于将电力机器的转子(103)以可旋转方式连接到机电装置的结构的轴承装置(118，119)，该轴承装置承受转子的轴向力和径向力以及至少部分地承受被直接连接到转子的齿轮级的驱动轴(112)的轴向力和径向力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机电装置，该机电装置是一个或者多个齿轮级和旋转电力机器的组合。更加精确地，本专利技术涉及这种机电装置的轴承构造和结构。
技术介绍
在很多发电系统中，根据各种设计和构造方面的观点，可能有利的是经由齿轮箱将发电机连接到原动机例如风轮机，该齿轮箱被布置成将原动机的转速转换成适用于发电机的速度范围。相应地，在很多马达应用中，可能有利的是经由齿轮箱将电动机连接到致动器，该齿轮箱被布置成将电动机的转速转换成适用于致动器的速度范围。齿轮箱可以包括一个或者多个系列的、被连接的齿轮级，借助于所述齿轮级来实现所期齿轮比。每一个单一齿轮级均能够是例如行星齿轮级或者圆柱齿轮级。除了别的以外，与齿轮箱和能够是发电机和/或马达的电力机器的组合有关的挑战性设计方面是所述组合的尺寸和重量。进而，与例如无齿轮系统的相比，用于润滑、冷却和监视齿轮箱和电力机器的组合的设备可能是复杂的。例如润滑系统的可靠性可能要求特殊的关注，因为，如不言而喻地，齿轮箱的润滑系统和电力机器的润滑系统必须同时地适当地工作从而润滑系统的组合适当地工作。因此，为了获得足够有效的或者组合的可靠性，齿轮箱的和电力机器的润滑系统的可靠性分别地必须显著地高于无齿轮系统的单一润滑系统将要求的可靠性。然而齿轮箱，特别地在很多风力应用中，使得使用尺寸和重量比相应的无齿轮系统的电力机器显著地更小的电力机器成为可能。因此，关于使用齿轮箱还是具有无齿轮系统的选择依赖于很多不同的方面，其中的很多方面或多或少地相互折衷。齿轮箱提供很多优点，并且因此需要提供用于减轻或者甚至消除与齿轮箱的使用有关的缺陷的技术方案。在很多特殊应用中，例如、举例来说在风轮机中，电力机器例如发电机或者电动机与齿轮箱的组合的尺寸和重量是至关重要的，因为这些特征影响直接地与这个组合有关的很多其它设计方面。除了别的以外，这些设计方面包括用于所述组合的支撑结构以及所述组合需要的空间。因此，对于齿轮箱和电力机器的、更小的和更轻的组合而言存在高要求。还应该指出，在本申请上下文中的电力机器可以是发电机或者电动机。
技术实现思路
在本专利技术中，有利地利用机电装置的集成构造减小了由具有一个或者多个齿轮级的齿轮箱和电力机器构成的机电装置的重量和尺寸。根据本专利技术的机电装置包括-用于将机电装置连接到外部旋转元件的机械接口结构，-电力机器例如发电机或者电动机，-在机械接口结构和电力机器的转子之间的机械动力传动路径上的一个或者多个齿轮级，和-电力机器的转子轴的轴承装置，该轴承装置还至少部分地承受被直接连接到转子轴的齿轮级的驱动轴的轴向力和径向力。上述机电装置是被集成到单一单元中并且利用至少一个公共轴承元件的电力机器和一个或者多个齿轮级的组合。因此，该轴承装置能够比其中存在用于齿轮箱的和用于电力机器的、独立的轴承的传统轴承系统更加简单和更加可靠。进而，根据本专利技术的机电装置的尺寸和重量能够小于传统的电力机器和齿轮箱组合的尺寸和重量。在根据本专利技术的一种方案中，转子的轴承有利地位于转子轴和机械结构之间，该机械结构被固定地连接到被直接连接到转子的齿轮级的框架。所述机械结构还可以作为框架的一部分被集成在齿轮级的框架中。本专利技术还使得将机械动力传动路径的一个或者多个齿轮级的润滑系统与电力机器的润滑组合成为可能。这有利地通过将齿轮级或者多个齿轮级的润滑空间与电力机器的润滑空间组合而得以实现，电力机器的润滑空间带有被设置在机械结构中的润滑剂流道， 该机械结构被固定地连接到被连接到转子的齿轮级的外部框架，并且转子被以可旋转方式连接到该机械结构。本专利技术非常适用于通常由两个行星齿轮级和发电机构成的风轮机。在权利要求1的特征部分中更加精确地公开了表征根据本专利技术的方案的特征。在从属权利要求中公开了其它有利的实施例。附图说明在实例的意义上并且参考附图在下面更加详细地说明了本专利技术的示例性实施例和它们的优点，其中图1示出根据本专利技术的一个实施例的机电装置的概略截面视图；并且图2示出根据本专利技术的一个实施例的机电装置的概略截面视图。具体实施例方式图1示出根据本专利技术的一个有利的示例性实施例的机电装置的概略截面视图。该机电装置包括用于连接到外部旋转元件的机械接口结构101，该外部旋转元件能够例如但并不是必要地是风轮机。该机电装置包括用于将机械动力转换成电力或者反过来的电力机器。该电力机器包括设有定子绕组的叠片定子铁心102。该电力机器包括转子，该转子包括中央部或者转子的轴117、框架103和被安装在框架的外表面上的永磁体104。当然，转子轴117和框架103是单一、整体件也是可能的。该机电装置包括在机械接口结构和电力机器的转子之间的动力传动路径上的一个或者多个齿轮级。齿轮级被布置成将外部旋转元件例如风轮机的转速转换到适用于电力机器的速度范围。该机电装置包括被布置成支撑齿轮级的元件和电力机器的元件的机械结构113、114和115。机械结构113、114和115构成用于齿轮级和电力机器这两者的公共润滑油室。在该机电装置中，存在油道116a，油道116a用于引导在机电装置中循环的润滑油的至少一部分经由齿轮级流动和引导润滑油的至少一部分经由电力机器的轴承118和119流动。油道 116b被布置成从机电装置移除润滑油从而使得润滑油的循环是可能的。图1所示轴承是滚动轴承。然而，应该指出任何轴承均能够同样是滑动轴承，或者任何其它类型的适当的轴承。如何将润滑油划分成经由齿轮级流动的部分和划分成经由电力机器的轴承流动的部分的方式依赖于油道的布置。油道可以例如被以如此方式布置，使得润滑油首先经由齿轮级并且然后经由电力机器的轴承流动，或者被以如此方式布置，使得存在用于齿轮级和用于电力机器的平行流动路线，或者能够存在这些布置的一种混合布置。上述的并且在图1中示意的机电装置实际上是被集成到单一单元中并且利用公共润滑系统的一个或者多个齿轮级和电力机器的组合。因此，该润滑系统能够是比其中存在被相互连接的、独立的齿轮箱单元和独立的电力机器单元的传统布置的该润滑系统更加简单和更加可靠的。进而，上述机电装置的尺寸和重量能够小于上述传统布置的尺寸和重量。在图1中示意的、根据本专利技术的示例性实施例的机电装置中，齿轮级由第一行星齿轮级和第二行星齿轮级构成。第一行星齿轮级包括行星轮架105、齿圈106、行星轮107 和太阳齿轮轴108。第二行星齿轮级包括行星轮架109、齿圈110、行星轮111和太阳齿轮轴112，该太阳齿轮轴112作为第二齿轮级的驱动轴操作。第一行星齿轮级的行星轮架105 构成被布置成从原动机接收机械动力的机械接口结构101的一部分。因此，第一行星齿轮级的行星轮架105被原动机旋转。齿圈106是静止的。第一行星齿轮级的太阳齿轮轴108 被连接到第二行星齿轮级的行星轮架109。因此，第二行星齿轮级的行星轮架109被第一行星齿轮级的太阳齿轮轴108旋转。齿圈110是静止的。第二行星齿轮级的太阳齿轮轴112 利用联接件130而被连接到电力机器的转子的转子轴117。联接件130有利地是弧形的从而允许在太阳齿轮轴112的旋转轴线和电力机器的转子的中央部117的旋转轴线之间的某些不对准。因此，联接件130能够被布置成移除否则将由可能的不对准而对于轴承118和 119引起的、另外的负荷。进而，联接件130允许本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种机电装置，包括：－用于连接到外部旋转元件的机械接口结构（１０１），－电力机器（１０２－１０４，１１７），和－一个或者多个齿轮级（１０５－１１２），所述一个或者多个齿轮级（１０５－１１２）位于所述机械接口结构和所述电力机器的转子之间的机械动力传动路径上，其特征在于，所述机电装置进一步包括轴承装置（１１８，１１９），所述轴承装置（１１８，１１９）用于将所述电力机器的转子（１０３）以可旋转方式连接到所述机电装置的结构，所述轴承装置承受所述转子的轴向力和径向力以及至少部分地承受被直接连接到所述转子的齿轮级的驱动轴（１１２）的轴向力，并且，所述驱动轴（１１２）利用联接件（１３０）而被连接到所述电力机器的转子（１０３）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：图奥马斯·沃莱阿皮亚拉，约尔马·蒂尔科宁，维莱·帕卡里宁，亚里·托伊卡宁，奥林·柳科宁，约尔马·穆斯塔拉赫蒂，伊尔卡·马蒂凯宁，
申请(专利权)人：美闻达传动设备有限公司，斯维奇传动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：FI