CN104763742A - 双轴承直驱式风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双轴承直驱式风力发电机，包括叶轮、主轴、定轴筒以及底座，所述主轴通过两个轴承与所述定轴筒连接，所述叶轮固定于所述主轴上，所述定轴筒通过至少两排扭力臂与所述底座固定连接，在所述扭力臂与所述底座之间设置有弹性阻尼部件。本发明的双轴承直驱式风力发电机，通过在定轴筒与底座之间设置弹性阻尼部件，将定轴筒与底座弹性连接，从而使得直驱式风力发电机具有一定的弹性阻尼，减小了直驱式风力发电机的气隙变化，降低了整个机组的疲劳载荷。

Description

双轴承直驱式风力发电机
技术领域
本发明涉及一种风力发电机，尤其涉及一种双轴承直驱式风力发电机。
背景技术
风力发电机通过叶轮1(通常由多个叶片与一个轮毂以及相应的变桨系统组成)将风力转化成电能，直驱式风力发电机由于不使用齿轮箱等增速设备，极大的降低了故障率和维护成本。
为了能够正常的进行发电，直驱式风力发电机需要保证在风机发电机工作时，发电机转子9和定子10之间的气隙保持在一个可以接受的较小范围内，例如5毫米至30毫米。因此，直驱式风力发电机的主轴2、定轴筒3等都被设计成刚度比较大的结构，并且风力发电机的发电机定子10与定轴筒3之间一般采用刚性连接，定轴筒3与底座4之间也是刚性连接，发电机转子9、主轴2以及叶轮1之间也是刚性连接。这样，在风力发电机运行时，发电机转子9不可避免地会承受来自叶轮1的弯矩，气隙也因此会发生一定的变化，当气隙变化超过风力发电机允许的范围时将会直接影响发电性能。
在现有技术中，为了保证风力发电机的发电性能，一般的设计是增大主轴2、轴承5、定轴筒3等部件的尺寸和刚度，这样的设计又将导致如下问题：一是主轴、轴承、定轴筒等尺寸较大，随着风力发电机额定功率的增大，为风电成本的降低带来困难。二是叶轮1的振动通过轮毂、主轴2、轴承、定轴筒3和底座4直接传递到塔筒8，整个机组的阻尼较小、疲劳载荷比较高。
此外，现有的直驱式风力发电机的发电机和底座4之间，一般是通过一圈螺栓连接在一起，在发电机吊装时，需要在空中进行发电机和底座4连接法兰的对正，这对于大型风力发电机来说尤其困难，吊装时间耗时较长，成本较高。
发明内容
本发明的实施例提供一种双轴承直驱式风力发电机，以减小风力发电机的气隙变化，并且降低整个机组的疲劳载荷。
为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种双轴承直驱式风力发电机，其包括叶轮、主轴、定轴筒以及底座，所述主轴通过两个轴承与所述定轴筒连接，所述叶轮固定于所述主轴上，所述定轴筒通过至少两排扭力臂与所述底座固定连接，在所述扭力臂与所述底座之间设置有弹性阻尼部件。
进一步地，在主轴轴向上，至少一排扭力臂与所述底座的连接部位处于所述的两个轴承之间。
进一步地，所述弹性阻尼部件为液压部件。
进一步地，所述底座固定于塔筒上，所述底座具有与所述扭力臂对应的至少两排向上伸出的支撑固定部，所述弹性阻尼部件设置于所述支撑固定部上。
本发明实施例提供的一种双轴承直驱式风力发电机，通过在定轴筒与底座之间设置弹性阻尼部件，将定轴筒与底座弹性连接，从而使得直驱式风力发电机具有一定的弹性阻尼，减小了直驱式风力发电机的气隙变化，降低了整个机组的疲劳载荷。
附图说明
图1为现有技术中的风力发电机的结构示意图；
图2为本发明实施例的结构示意图之一；
图3为图2所示结构的部分结构示意图；
图4为图3所示结构的俯视图；
图5为图3所示结构的右视图；
图6为本发明实施例的结构示意图之二。
附图标号说明：
1-叶轮；2-主轴；3-定轴筒；4-底座；41-支撑固定部；5-轴承；6-扭力臂；7-弹性阻尼部件；8-塔筒；9-转子；10-定子。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的双轴承直驱式风力发电机进行详细描述。
本发明实施例的技术原理是通过在定轴筒与底座之间设置弹性阻尼部件，将定轴筒与底座弹性连接，从而使得直驱式风力发电机具有一定的弹性阻尼，减小直驱式风力发电机的气隙变化，提高风力发电机性能，并降低整个机组的疲劳载荷。
如图2至图5所示，图2为本发明实施例的结构示意图之一，图3为图2所示结构的部分结构示意图，图4为图3所示结构的俯视图，图5为图3所示结构的右视图。本发明实施例的双轴承直驱式风力发电机，为外转子式发电机，发电机的转子9位于发电机的定子10的外部。本发明的实施例包括叶轮1、主轴2、定轴筒3以及底座4，主轴2通过两个轴承5与定轴筒3连接，叶轮1固定于主轴2上，定轴筒3通过至少两排扭力臂6与底座4固定连接，在扭力臂6与底座4之间设置有弹性阻尼部件7。其中，扭力臂6可以与定轴筒3的筒壁铸为一体。定轴筒3通过扭力臂6与底座4固定连接，与传统的螺栓固定连接方式相比，本发明的实施例在直驱式风力发电机吊装时，降低了对接难度，降低了成本。此外，通过在扭力臂6与底座4之间设置弹性阻尼部件7，使得定轴筒3与底座4弹性连接，从而使得直驱式风力发电机具有一定的弹性阻尼，减少了发电机转子9与发电机定子10之间的气隙变化，增大了机组的阻尼，从而降低了传递到塔筒的疲劳载荷。
此外，本发明的实施例为了减小主轴2、定轴筒3等部件的尺寸，在直驱风力发电机的主轴轴向上，可以将至少一排扭力臂6与底座4的连接部位设置在两个轴承5之间。通过上述方式，对传统的直驱式风力发电机设置在底座前方的技术方案进行了改进，使得直驱式风力发电机位于底座4的上方，从而使得螺栓孔的对正操作变得更加容易，降低了吊装难度。与传统技术相比，本发明的实施例减小了主轴2、定轴筒3等部件的尺寸，降低了直驱式风力发电机的制作成本。
进一步地，如图3和图5所示，弹性阻尼部件7可以为液压部件。其中，弹性阻尼部件7为两面开放的空心体，空心体的内壁上设置有相应的液压支撑部件(图3和图5中的阴影区域)。使得扭力臂6可以插入弹性阻尼部件7之中，从而实现了扭力臂6与弹性阻尼部件7的固定连接。
进一步地，底座4通过回转支撑轴承可旋转地固定在塔筒8上，底座4可以具有与扭力臂6对应的至少两排向上伸出的支撑固定部41，弹性阻尼部件7可以设置在支撑固定部41上。
上述结构中，如图2所示，叶轮1通过一圈螺栓可拆卸的固定在主轴2上，用于驱动主轴2旋转。主轴2通过两个轴承5与定轴筒3相连，使得主轴2可以相对定轴筒3旋转。发电机的转子9通过至少一圈螺栓与主轴2相连，发电机的定子10通过至少一圈螺栓与定轴筒3相连。其中，为了保证发电机的发电性能，发电机的定子10与发电机的转子9之间一般保持几毫米至几十毫米的间隙。定轴筒3通过一定数量的弹性阻尼部件7固定在底座4上，底座4通过回转支撑轴承可旋转地固定在塔筒8上。其中，定轴筒3的筒壁上至少4个扭力臂6。通过扭力臂6与弹性阻尼部件7的连接，将定轴筒3弹性地固定在底座4上。
此外，如图6所示，其为本发明实施例的结构示意图之二。作为风力发电机的一种变形结构，本发明实施例的发电机也可以采用内转子式发电机，发电机的转子9位于发电机的定子10的内部。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种双轴承直驱式风力发电机，包括叶轮(1)、主轴(2)、定轴筒(3)以及底座(4)，所述主轴(2)通过两个轴承(5)与所述定轴筒(3)连接，所述叶轮(1)固定于所述主轴(2)上，其特征在于：
所述定轴筒(3)通过至少两排扭力臂(6)与所述底座(4)固定连接，在所述扭力臂(6)与所述底座(4)之间设置有弹性阻尼部件(7)。
2.根据权利要求1所述的双轴承直驱式风力发电机，其特征在于，在主轴轴向上，至少一排扭力臂(6)与所述底座(4)的连接部位处于所述的两个轴承(5)之间。
3.根据权利要求1所述的双轴承直驱式风力发电机，其特征在于，所述弹性阻尼部件(7)为液压部件。
4.根据权利要求1所述的双轴承直驱式风力发电机，其特征在于，所述底座(4)固定于塔筒(8)上，所述底座(4)具有与所述扭力臂(6)对应的至少两排向上伸出的支撑固定部(41)，所述弹性阻尼部件(7)设置于所述支撑固定部(41)上。
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