CN106246466A - 一种风力发电机的偏航控制装置 - Google Patents

一种风力发电机的偏航控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机的偏航控制装置，包括风机塔筒，在风机塔筒的顶端固定有一个支撑环架，支撑环架上方设置有发电机仓支撑环，发电机仓支撑环安装在支撑环架上；在发电机仓支撑环外侧安装有偏航电机，偏航电机的输出轴上安装有齿轮，齿轮与设置在支撑环架圆周上的齿条啮合；所述的发电机仓支撑环的轴心处设置有集线绝缘管，集线绝缘管上套装有滚动轴承，滚动轴承通过多个上支撑杆与所述的发电机仓支撑环连接；在集线绝缘管上还设置有多个分别与所述的上支撑杆连接的电环。本发明的结构不用设置解缆控制装置，有助于提高偏航电机的寿命；整个偏航控制系统更稳定，对侧倾风的抵抗力更强，有助于降低整机的成本。

Description

一种风力发电机的偏航控制装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电设备部件，具体涉及一种风力发电机的偏航控制装置。
背景技术
众所周知，为了提高风力发电机的发电效率，风力发电机一般都安装有风力偏航控制装置，用其调整风轮使风机对准风向以便能最大限度地捕获风能。电机驱动和液压驱动是偏航控制机构常见的两种形式，但是电机驱动结构相对简单、运行更可靠，但是目前的电机驱动方式的发电机受到强风侧倾力作用下有可能出现倒塌。此外，一般的风力发电机的偏航控制都设有解缆控制，这就要求偏航电机先停止然后逆向启动，这样的操作对于偏航电机的寿命影响非常大，且降低了风力发电工作的效率。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明目的在于，提供一种风力发电机的偏航控制装置，以解决现有技术中存在的问题，同时提高风力发电机的发电效率。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
一种风力发电机的偏航控制装置，包括风机塔筒，在风机塔筒的顶端固定有一个支撑环架，支撑环架上方设置有发电机仓支撑环，发电机仓支撑环安装在支撑环架上，且发电机仓支撑环可在支撑环架上转动；在发电机仓支撑环外侧安装有偏航电机，偏航电机的输出轴上安装有齿轮，齿轮与设置在支撑环架圆周上的齿条啮合；所述的发电机仓支撑环的轴心处设置有集线绝缘管，集线绝缘管上套装有滚动轴承，滚动轴承通过多个上支撑杆与所述的发电机仓支撑环连接；在集线绝缘管上还设置有多个分别与所述的上支撑杆连接的电环。
进一步地，所述的上支撑杆设置三个，分别为第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆；上支撑杆在发电机仓支撑环的内壁上等间距分布；所述的电环设置三个，分别为第一电环、第二电环和第三电环。
进一步地，所述的集线绝缘管的下端穿过支撑环架并伸入到风机塔筒中，在风机塔筒的内壁上固定有内支撑环，内支撑环与集线绝缘管之间通过多个下支撑杆连接。
进一步地，所述的支撑环架包括上圆环、下圆环，上圆环和下圆环之间通过连接筒连接；支撑环架沿轴向的截面呈“工”字形结构。
进一步地，所述的发电机仓支撑环通过第一卡环装配在支撑环架上，第一卡环的沿轴向的截面呈“C”形结构。
进一步地，所述的支撑环架的内部安装有第二卡环，第二卡环沿轴向的截面呈“L”形结构，且第一卡环的上端、第二卡环的上端固定连接。
进一步地，所述的偏航电机的个数不少于两个，且等间距分布。
进一步地，所述的集线绝缘管内部中空，且在集线绝缘管内部设置有集线圈，集线圈的位置与集线绝缘管外壁上的电环安装位置相对应。
本发明与现有技术相比具有以下技术特点：
1.本发明通过设计的集线绝缘管和电环能使发电机舱与塔筒的连接线在旋转时不产生缠绕，不用解缆控制装置，有助于提高偏航电机的寿命；
2.本发明设置了工字型环作为导轨，使整个偏航装置能在导轨上平稳转动，这就使得偏航控制系统更稳定，对侧倾风的抵抗力更强，有助于降低整机的成本，二者结合提高了风机的发电效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为支撑环架的结构示意图；
图3为支撑环架与第一卡环、第二卡环配合部分的纵向剖视示意图；
图中标号代表：1-偏航电机，11-齿轮，2-发电机仓支撑环，21-第一支撑杆，22-第二支撑杆，23-第三支撑杆，24-滚动轴承，3-第一卡环，211-第一电环，221-第二电环，231-第三电环，4-第二卡环，5-支撑环架，51-上圆环，51-连接筒，53-下圆环，6-集线绝缘管，7-风机塔筒，8-内支撑环，81-第四支撑杆，82-第五支撑杆，83-第六支撑杆，9-齿条。
具体实施方式
遵从上述技术方案，如图1至图3所示，本发明提供了一种风力发电机的偏航控制装置，包括风机塔筒7，在风机塔筒7的顶端固定有一个支撑环架5，支撑环架5上方设置有发电机仓支撑环2，发电机仓支撑环2安装在支撑环架5上，且发电机仓支撑环2可在支撑环架5上转动；在发电机仓支撑环2外侧安装有偏航电机1，偏航电机1的输出轴上安装有齿轮11，齿轮11与设置在支撑环架5圆周上的齿条9啮合，齿条9上的齿等间距分布；所述的发电机仓支撑环2的轴心处设置有集线绝缘管6，集线绝缘管6上套装有滚动轴承24，滚动轴承24通过多个上支撑杆与所述的发电机仓支撑环2连接；在集线绝缘管6上还设置有多个分别与所述的上支撑杆连接的电环，上支撑杆对电环起到连接、支撑的作用，一个上支撑杆支撑一个电环，且集线绝缘管6的外径与电环内径相同。
如图1所示，本发明的主体结构是设置在风机塔筒7顶端的，主要包含一个发电机仓支撑环2，其安装在风机塔筒7顶端，且可在风机塔筒7顶端平稳转动。具体的安装方式是，在风机塔筒7顶端固定设置了一个支撑环架5，将发电机仓支撑环2安装于支撑环架5上；并且在发电机仓支撑环2外侧对称安装了偏航电机1，偏航电机1运作时，电机输出轴上的齿轮11与支撑环架5圆周上的齿条9配合，这样在齿轮11与齿条9作用下，发电机仓支撑环2将绕着风机塔筒7顶部稳定转动。偏航电机1的个数不少于两个，且等间距分布。
为了解决现有的偏航装置中存在的缆线缠绕问题，本方案在发电机仓支撑环2内部设置了集线绝缘管6，其外部套装有电环，并将集线绝缘管6通过上支撑杆与发电机仓支撑环2连接。电环的个数与上支撑杆的个数相同，且一个电环连接一个上支撑杆。集线绝缘管6内部中空，且在集线绝缘管6内部设置有集线圈，集线圈的位置与集线绝缘管6外壁上的电环安装位置相对应；这里的位置相对应是指集线圈位于安装电环所在的集线绝缘管6的内部，且一个集线圈对应一个电环。
如图1给出的示例中，上支撑杆设置三个，分别为第一支撑杆21、第二支撑杆22和第三支撑杆23；上支撑杆在发电机仓支撑环2的内壁上等间距分布；所述的电环设置三个，分别为第一电环211、第二电环221和第三电环231。
为了使发电机仓支撑环2旋转时集线绝缘管6更加稳定，集线绝缘管6的下端穿过支撑环架5并伸入到风机塔筒7中，在风机塔筒7的内壁上固定有内支撑环8，内支撑环8与集线绝缘管6之间通过多个下支撑杆连接。本实施例中，下支撑杆也设置三个，分别为第四支撑杆81、第五支撑杆82和第六支撑杆83，这三个下支撑杆两端采用焊接的方式分别与集线绝缘管6和内支撑环8连接，且等间距分布；这样的设置方式能保证集线绝缘管6的稳固。本发明通过设计的集线绝缘管6和电环能使发电机舱与风机塔筒7的连接线在旋转时不产生缠绕，不用解缆控制装置，有助于提高偏航电机1的寿命。
如图2、图3所示，本发明进一步提供了一种发电机仓支撑环2安装在支撑环架5上的方式，支撑环架5包括上圆环51、下圆环53，上圆环51和下圆环53之间通过连接筒52连接；支撑环架5沿轴向的截面呈“工”字形结构，即图2中沿A-A方向的截面，在图3中可以清楚地看到截面结构；支撑环架5上下是通透的，下圆管用于和风机塔筒7顶端安装固定，而上圆环51、连接筒52则形成了圆周轨道，用来安装发电机仓支撑环2。
更为具体地，发电机仓支撑环2通过第一卡环3装配在支撑环架5上，第一卡环3的沿轴向的截面呈“C”形结构。第一卡环3安装在发电机仓支撑环2的下端，并将第一卡环3卡在支撑环架5的上圆环51、连接筒52之间，这样二者配合连接，在圆周方向上可带动发电机仓支撑环2转动，不会出现脱离的情况。
而为了进一步保证转动时的稳定，支撑环架5的内部设置有第二卡环4，第二卡环4沿轴向的截面呈“L”形结构，且第一卡环3的上端、第二卡环4的上端固定连接；第二卡环4安装在支撑环架5内部，同样地与上圆环51、连接筒52进行配合，这样第一卡环3、第二卡环4共同将支撑环架5的上圆环51咬合在其中，如图3所示，偏航电机1工作时，可保证发电机仓支撑环2平稳地转动，这样的结构对侧倾风的抵抗力更强，有利于降低整机成本。具体安装时可通过螺栓将第一卡环3、第二卡环4安装在发电机仓支撑环2的下端，以便于拆装。

Claims (8)

1.一种风力发电机的偏航控制装置，包括风机塔筒(7)，其特征在于，所述的风机塔筒(7)的顶端固定有一个支撑环架(5)，支撑环架(5)上方设置有发电机仓支撑环(2)，发电机仓支撑环(2)安装在支撑环架(5)上，且发电机仓支撑环(2)可在支撑环架(5)上转动；在发电机仓支撑环(2)外侧安装有偏航电机(1)，偏航电机(1)的输出轴上安装有齿轮(11)，齿轮(11)与设置在支撑环架(5)圆周上的齿条(9)啮合；所述的发电机仓支撑环(2)的轴心处设置有集线绝缘管(6)，集线绝缘管(6)上套装有滚动轴承(24)，滚动轴承(24)通过多个上支撑杆与所述的发电机仓支撑环(2)连接；在集线绝缘管(6)上还设置有多个分别与所述的上支撑杆连接的电环。
2.如权利要求1所述的风力发电机的偏航控制装置，其特征在于，所述的上支撑杆设置三个，分别为第一支撑杆(21)、第二支撑杆(22)和第三支撑杆(23)；上支撑杆在发电机仓支撑环(2)的内壁上等间距分布；所述的电环设置三个，分别为第一电环(211)、第二电环(221)和第三电环(231)。
3.如权利要求1所述的风力发电机的偏航控制装置，其特征在于，所述的集线绝缘管(6)的下端穿过支撑环架(5)并伸入到风机塔筒(7)中，在风机塔筒(7)的内壁上固定有内支撑环(8)，内支撑环(8)与集线绝缘管(6)之间通过多个下支撑杆连接。
4.如权利要求1所述的风力发电机的偏航控制装置，其特征在于，所述的支撑环架(5)包括上圆环(51)、下圆环(53)，上圆环(51)和下圆环(53)之间通过连接筒(52)连接；支撑环架(5)沿轴向的截面呈“工”字形结构。
5.如权利要求1所述的风力发电机的偏航控制装置，其特征在于，所述的发电机仓支撑环(2)通过第一卡环(3)装配在支撑环架(5)上，第一卡环(3)沿轴向的截面呈“C”形结构。
6.如权利要求5所述的风力发电机的偏航控制装置，其特征在于，所述的支撑环架(5)的内部安装有第二卡环(4)，第二卡环(4)沿轴向的截面呈“L”形结构，且第一卡环(3)的上端、第二卡环(4)的上端固定连接。
7.如权利要求1所述的风力发电机的偏航控制装置，其特征在于，所述的偏航电机(1)的个数不少于两个，且等间距分布。
8.如权利要求1所述的风力发电机的偏航控制装置，其特征在于，所述的集线绝缘管(6)内部中空，且在集线绝缘管(6)内部设置有集线圈，集线圈的位置与集线绝缘管(6)外壁上的电环安装位置相对应。
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