CN103296846A

CN103296846A - 一种固定轴支撑的大型直驱风力发电机

Info

Publication number: CN103296846A
Application number: CN2013102736354A
Authority: CN
Inventors: 肖珊彩
Original assignee: Guodian United Power Technology Co Ltd
Current assignee: Guodian United Power Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明公开了一种固定轴支撑的大型直驱风力发电机，包括轮毂、转子、定子、固定轴、机架，所述机架与固定轴连接，轮毂与转子联动，转子与定子之间形成气隙，所述轮毂与固定轴之间采用一个主轴承的单轴承传动形式，所述主轴承的内环固定在固定轴上，所述主轴承的外环与轮毂及转子联动。本发明的大型直驱风力发电机采用单轴承固定轴支撑方式，大大简化了整机结构，降低了装配难度和装配工艺要求，同时大大降低了整机的体积与重量。

Description

一种固定轴支撑的大型直驱风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电机领域，特别是涉及一种固定轴支撑的大型直驱风力发电机。

背景技术

在直驱风力发电机技术领域，直驱发电机的容量越来越大，体积与重量随之增大；传统的直驱发电机如直驱永磁发电机、直驱电励磁发电机以及直驱开关磁阻风力发电机等体积大、重量大、造价高，已经不能满足大型直驱风力发电机组特别是超大型直驱风力发电机组的技术需求。

针对上述问题，直驱风力发电机可采用双气隙结构，使直驱发电机的功率密度增大，从而减小电机体积和重量，既降低了成本，又方便了运输。但双气隙结构的直驱风力发电机，尤其是双气隙结构的永磁直驱发电机，结构复杂，装配困难，对零部件的加工精度要求较高。因此，如何进一步简化结构和减轻重量，降低装配难度和工艺要求，成为业界亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定轴支撑的大型直驱风力发电机，可降低直驱风机整机的重量与成本，简化风机整机的结构难度、装配难度及工艺要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种固定轴支撑的大型直驱风力发电机，包括轮毂、转子、定子、固定轴、机架，所述机架与固定轴连接，轮毂与转子联动，转子与定子之间形成气隙，所述轮毂与固定轴之间采用一个主轴承的单轴承传动形式，所述主轴承的内环固定在固定轴上，所述主轴承的外环与轮毂及转子联动。

进一步地，所述定子包括内定子、外定子，所述转子位于内、外定子之间，形成双气隙结构。

进一步地，所述固定轴为空心固定轴。

进一步地，所述主轴承为双列圆锥滚子轴承。

进一步地，所述主轴承的外环通过转子转盘与轮毂及转子联动，其中，所述转子转盘一端与轮毂固定连接，另一端与转子前端固定连接，且所述主轴承的外环与转子转盘固定连接。

进一步地，所述主轴承的后侧设置有压紧主轴承的主轴承后端盖，所述主轴承后端盖、主轴承的外环及转子转盘紧固连接。

进一步地，所述转子采用扁平型结构，所述转子的后端无定心轴承机构。

进一步地，所述定子包括内定子、外定子，所述风力发电机还包括发电机外壳，前法兰、后法兰和内定子支架，所述发电机外壳两端分别与前法兰、后法兰紧固连接；所述外定子安装于发电机外壳的内环上；所述内定子套装于内定子支架上；所述内定子支架与后法兰连接，所述后法兰与固定轴连接。

进一步地，还包括刹车盘、制动装置和转子锁，所述刹车盘与固定轴紧固连接，所述制动装置安装于刹车盘的后侧，所述转子锁通过转子锁固定支架安装于刹车盘的前侧。

进一步地，所述机架的外侧还安装有轻质机舱罩。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

（1）由于在传动方式上采用了单轴承固定轴支撑结构，简化了直驱风电机组整机的结构，降低了整机装配难度和工艺要求。

（2）由于采用双气隙结构的直驱发电机，降低了直驱发电机的体积与重量。

（3）由于未采用重型锻造主轴，而是采用了空心固定轴来承受和传递轮毂的载荷，这样的结构大幅减小了主轴的重量和成本。

（4）由于采用固定轴来承受和传递叶轮的载荷，就可不必使用需承受轮毂载荷的尺寸大、重量重的机舱壳体，取而代之的机舱罩可采用轻型玻璃钢结构，从而又大幅减小了整机重量。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的固定轴支撑的大型直驱风力发电机结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明的一种固定轴支撑的大型直驱风力发电机，包括轮毂1、转子8、定子、固定轴16、机架17，所述机架17与固定轴16连接，轮毂1与转子8联动，转子8与定子之间形成气隙，所述轮毂1与固定轴16之间采用一个主轴承3的单轴承传动形式，主轴承3的内环固定在固定轴16上，外环与轮毂1及转子8联动。

进一步地，所述定子包括内定子9、外定子7，转子8位于内、外定子之间，形成双气隙结构。

为减轻重量，固定轴16设置为空心固定轴。

主轴承3采用双列圆锥滚子轴承，其内环套装于固定轴16上，外环上套装有转子转盘2。主轴承3的外环通过转子转盘2与轮毂1及转子8联动，其中，转子转盘2一端与轮毂1固定连接，另一端与转子8前端固定连接。

主轴承3的后侧还设置有压紧主轴承3的主轴承后端盖4，所述主轴承后端盖4、主轴承3的外环及转子转盘2紧固连接。

考虑到转子8的后端（悬浮端）与内、外定子的同心要求，转子8采用轴向长度较短的扁平型大直径结构，其后端无定心轴承机构，结构简单可靠。

进一步地，直驱风力发电机还包括发电机外壳6，前法兰5、后法兰11和内定子支架10，其中，发电机外壳6的两端分别与前法兰5、后法兰6紧固连接；外定子7安装于发电机外壳6的内环上；内定子9套装于内定子支架10上；内定子支架10与后法兰11连接，后法兰11与固定轴16连接。

进一步地，直驱风力发电机还包括刹车盘13、制动装置12和转子锁15，刹车盘13与固定轴16紧固连接，制动装置12安装于刹车盘13的后侧，转子锁15通过转子锁固定支架14安装于刹车盘13的前侧。

此外，轮毂1的止口槽内设置有滑环支架19，滑环支架19上安装有滑环装配18；机架17的外侧还安装有轻质材料的机舱罩（图中未示出），以进一步减轻重量，如采用玻璃钢材料的机舱罩。

图1中所示短小的中心线表示各种规格的螺栓和螺母，以上所述的连接关系可通过安装止口与紧固螺栓实现。

由于本发明的大型双气隙直驱风力发电机在传动链设计中采用单轴承固定轴支撑的方式，可以简化整机结构，降低主轴承的装配难度，同时将风轮载荷经过直径相对小很多的空心固定轴直接传至机架上，这样可以大幅减轻整机的重量，是一种降低直驱风力发电机成本的有效途径。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种固定轴支撑的大型直驱风力发电机，包括轮毂、转子、定子、固定轴、机架，所述机架与固定轴连接，轮毂与转子联动，转子与定子之间形成气隙，其特征在于，所述轮毂与固定轴之间采用一个主轴承的单轴承传动形式，所述主轴承的内环固定在固定轴上，所述主轴承的外环与轮毂及转子联动。

2.根据权利要求1所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，所述定子包括内定子、外定子，所述转子位于内、外定子之间，形成双气隙结构。

3.根据权利要求1所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，所述固定轴为空心固定轴。

4.根据权利要求1所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，所述主轴承为双列圆锥滚子轴承。

5.根据权利要求1所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，所述主轴承的外环通过转子转盘与轮毂及转子联动，其中，所述转子转盘一端与轮毂固定连接，另一端与转子前端固定连接，且所述主轴承的外环与转子转盘固定连接。

6.根据权利要求5所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，所述主轴承的后侧设置有压紧主轴承的主轴承后端盖，所述主轴承后端盖、主轴承的外环及转子转盘紧固连接。

7.根据权利要求5所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，所述转子采用扁平型结构，所述转子的后端无定心轴承机构。

8.根据权利要求5所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，所述定子包括内定子、外定子，所述风力发电机还包括发电机外壳，前法兰、后法兰和内定子支架，所述发电机外壳两端分别与前法兰、后法兰紧固连接；所述外定子安装于发电机外壳的内环上；所述内定子套装于内定子支架上；所述内定子支架与后法兰连接，所述后法兰与固定轴连接。

9.根据权利要求1所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，还包括刹车盘、制动装置和转子锁，所述刹车盘与固定轴紧固连接，所述制动装置安装于刹车盘的后侧，所述转子锁通过转子锁固定支架安装于刹车盘的前侧。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的固定轴支撑的大型直驱风力发电机，其特征在于，所述机架的外侧还安装有轻质机舱罩。