风力涡轮机制造技术

风力涡轮机，所述风力涡轮机包括转子和发电机，所述转子包括转子毂和一个或多个转子叶片，并且所述发电机包括发电机定子和发电机转子，其中，毂可转动地安装在框架上，发电机转子包括承载磁性元件或电磁元件的承载结构，一个或多个沿圆周布置的基本轴向的突起附装到所述转子，其中，所述轴向突起延伸到发电机转子承载结构中，并且在所述轴向突起中的一个或多个与所述承载结构之间布置有一个或多个柔性联接器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种风カ涡轮机。
技术介绍
现代风力涡轮机通常用于将电カ供给到电网中。这种风力涡轮机通常包括转子，所述转子具有转子毂和多个叶片。转子被设定成在风カ影响叶片的情况下转动。转子轴的转动直接驱动发电机转子(“直接驱动”)或者通过使用变速箱驱动发电机转子。变速箱形成风カ涡轮机的维护最密集的部件之一。变速箱需要被有规律地检查，而且不总是耗尽它们期望的使用寿命；变速箱或变速箱的某些部件有时需要被过早地替换。这是由于变速箱会经受较高的载荷和变动载荷。特别地，可能通过转子轴传递到变速箱的叶片上的弯曲载荷可以是破坏性的。例如从W02005/103489中已知的直接驱动的风カ涡轮机没有遇到与变速箱有关的问题。然而，由于速度没有増大，所以发电机轴转动得非常缓慢。结果，通常需要较昂贵的大型发电机以能够以有效方式发电。另外，当弯曲载荷和运动(以及对应的变形)通过转子轴传递到发电机时，发电机转子与发电机定子之间无法维持受控的气隙。较高的弯曲载荷甚至会导致发电机的部件例如其轴承结构损坏。对这样的发电机部件的替换或修理由于发电机及其部件的尺寸和相关成本而会是非常昂贵的。而且，就更为一体化的直接驱动的风カ涡轮机设计而言，所述风カ涡轮机设计没有转子轴并且在毂或其叶片与发电机的转子之间具有直接联接器(例如从DE10255745已知)，弯曲运动和变形从毂直接传递到转子和/或定子，从而更加难以使气隙变化最小化。弯曲载荷和变形从叶片和毂传递到发电机的原因在于风カ涡轮机构造。在大多数传统的风カ涡轮机中，转子毂安装在转子轴的一个端部上。转子轴可转动地安装在风カ涡轮机的顶部上的机舱内的支撑结构中。从而，转子形成悬伸结构，所述悬伸结构传递转矩，但是另外由于毂和叶片的重量以及叶片上的载荷而传递周期性的弯曲载荷。这些弯曲载荷传递到发电机(就直接驱动的涡轮机而言)，导致气隙变化。DE102004030929公开了ー种直接驱动的风カ涡轮机，其中，发电机布置在风カ涡轮机转子的前方，机舱和塔布置在风カ涡轮机转子的下方。发电机转子的后部分联接到风カ涡轮机转子。与该设计有关的ー个问题是在发电机转子中引入弯曲载荷。W001/59296公开了ー种直接驱动的风カ涡轮机，其包括具有多个叶片的毂，毂相对于轴部件可转动地安装。涡轮机的毂借助多个连接构件连接到发电机转子，所述多个连接构件是难以扭转的，但是屈服于弯曲运动。借助这种构造，由于毂和叶片的重量所产生的载荷经由框架更加直接地传递到塔，而转子主要将转矩传递到发电机，从而基本上减小了发电机的不期望的变形。这表示该直接驱动的风カ涡轮机相对于其它现有技术的风カ涡轮机具有较大的改进，但是不能完全避免弯曲载荷从转子传递到发电机。因而，仍然需要ー种直接驱动的风カ涡轮机，其中可以基本減少弯曲载荷和运动从转子毂传递到发电机。本专利技术的目的是满足该需要。本专利技术的其它优点将从以下本专利技术的说明而变得明显。
技术实现思路
在第一方面中，本专利技术提供ー种风カ涡轮机，所述风カ涡轮机包括转子和发电机，所述转子包括转子毂和ー个或多个转子叶片，并且所述发电机包括发电机定子和发电机转子，其中，毂可转动地安装在框架上，发电机转子包括承载磁性元件或电磁元件的承载结构，一个或多个沿圆周布置的基本轴向的突起附装到所述转子，其中，所述轴向突起延伸到发电机转子的承载结构中，并且在所述轴向突起中的ー个或多个与所述承载结构之间布置有ー个或多个柔性联接器。在本专利技术的该方面中，与现有技术的系统相比，相对于除了转矩以外的载荷，风カ涡轮机转子与发电机转子之间的联接器的硬度可以减小。来自毂的转矩会仍然被有效地传递到发电机转子，但是所有其它载荷的传递基本减小。基本在发电机转子的承载结构之间延伸的突起的设置允许风カ涡轮机转子与发电机之间的距离减小。这可以减小塔中的弯曲载荷，这是因为具有叶片的转子毂可以定位成更加靠近塔。这也可以减小发电机转子的承载结构中的弯曲载荷。在这种意义上，所提及的“柔性联接器”应理解为在载荷下较容易地屈服(“让步”)的联接器。柔性联接器可以由任何适当的材料制成，所述材料例如是弹性材料或弾性体的材料，或金属与弾性体的组合，或又一些其它适当的材料。联接器可以由于其形状、材料、定位、安装或这些的组合而实现它们的柔性性能。在本专利技术的该方面中，由于发电机转子与风カ涡轮机转子之间的柔性联接器的扭转柔度，可以通过柔性联接器吸收发电机转子相对于转子毂的不完全对准。此外，风カ涡轮机转子与发电机转子之间的扭转的柔性联接器可以减少例如与振动有关的其它问题。在某些实施例中，所述轴向突起连接到转子毂或与其成一体地形成。在其它实施例中，轴向突起连接到安装在转子毂上的延伸器或与其成一体地形成。在又一些实施例中，所述轴向突起连接到转子叶片中的一个或多个或与其成一体地形成。在这些不同的实施例中，转子的突起可以设置在毂上、设置在叶片上或设置在叶片的延伸器上。延伸器是布置在毂与转子叶片的根部之间的元件，由此可以在没有増加叶片长度的情况下增大转子的有效直径。如果突起(并且从而，联接器)设置成进ー步远离毂的转动轴线，则在每个联接器处的载荷可以降低。如果突起(并且从而，联接器)设置成更加靠近毂的转动轴线，则可以避免由于叶片弯曲所导致的可能问题。在又一些其它实施例中，联接器本体连接到转子毂，联接器本体包括所述轴向突起。在这些实施例中，毂和其它部件的制造可以简化。在某些实施例中，所述联接器本体可以柔性地联接到转子毂。在这些实施例中，在连接转子联接器本体处和在连接联接器本体发电机转子处，例如可以设置柔性联接器。因而，可以进ー步减少弯曲载荷的传递。在某些实施例中，联接器本体可以包括三个向后延伸的辐条。原则上，可以在风力涡轮机转子与发电机转子之间设置任何数量的连接(突起)。三个或更多个连接点具有处于动态平衡的优点。在某些实施例中，单个轴向突起附装到转子，所述突起是基本圆筒形的。任选地，所述单个轴向突起被柔性地连接到转子。在这些实施例中，突起可以在风力润轮机转子与发电机转子之间形成中间元件并且可以被柔性地连接在任ー个端部处。在某些实施例中，延伸到发电机转子的承载结构中的轴向突起延伸到发电机转子的基本中间的轴向平面。因而，发电机转子中的弯曲载荷可以被最小化。在某些实施例中，所述柔性联接器可以是弹性材料和/或粘弾性材料的元件。因而，这些柔性联接器从制成它们的材料中获得它们的柔度。柔性材料可以是弹性的，在某种意义上柔性材料的变形与所施加的载荷成比例。柔性材料也可以是粘弹性的，在某种意义上柔性材料呈现出依赖时间的应变。依据通常在风カ涡轮机中产生的振动，弾性、粘弾性或这些的组合的应用可以是有益的。任选地，所述柔性元件可以是预加载的柔性元件被压缩在突起与辐条之间，以便使柔性元件不能在风カ涡轮机操作期间放松。任选地，所述柔性元件中的至少ー个的硬度不同于所述柔性元件中的至少另ー个的硬度。在某些实施例中，联接器包括柔性材料的元件，所述元件包括液压室，通过所述液压室可以修改所述元件的硬度或柔度。这种元件的示例例如在EP1566543中说明。在某些实施例中，柔性联接器可以成对设置，所述成对的柔性联接器在轴向突起与发电机转子的承载结构之间形成双侧联接器。在其它实施例中，柔性联接器可以在轴向突起与发电机转子的承载结构之间形成单侧联接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.12 EP 10382189.81.风力涡轮机，其包括转子和发电机，所述转子包括转子毂和一个或多个转子叶片，并且所述发电机包括发电机定子和发电机转子，其中，所述毂可转动地安装在框架上，所述发电机转子包括承载磁性元件或电磁元件的承载结构，一个或多个沿圆周布置的基本轴向的突起附装到所述转子，其中，所述轴向突起延伸到所述发电机转子的承载结构中，并且，一个或多个柔性联接器布置在所述轴向突起中的一个或多个与所述承载结构之间。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述轴向突起连接到所述转子毂或与其成一体地形成。3.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述一个或多个叶片借助延伸器连接到所述转子毂，并且所述轴向突起连接到所述延伸器或与其成一体地形成。4.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述轴向突起连接到所述转子叶片中的一个或多个或与其成一体地形成。5.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述转子毂连接有联接器本体，所述联接器本体包括所述轴向突起。6.根据权利要求5所述的风力涡轮机，其中，所述联接器本体柔性地联接到所述转子毂。7.根据权利要求5或6所述的风力涡轮机，其中，所述联接器本体包括基本向后和径向延伸的辐条，所述突起由所述辐条的远侧端部形成。8.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，单个轴向突起附装到所述转子，所述突起是基本圆筒形的。9.根据权利要求8所述的风力涡轮机，其中，所述单个轴向突起柔性地连接到所述转子。10.根据权利要求1至9中任一项所述的风力涡轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·卡斯特利马丁内斯，C·卡萨诺瓦斯贝尔梅霍，S·卡内多帕尔多，
申请(专利权)人：阿尔斯通风力有限个人公司，
类型：
国别省市：