CN106593775A

CN106593775A - 风力发电机组

Info

Publication number: CN106593775A
Application number: CN201611141353.9A
Authority: CN
Inventors: 石峻; 葛中原; 王九华
Original assignee: Jiangsu Goldwind Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Goldwind Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组，包括：塔架、机舱、轮毂、增速器、发电机和传动装置；机舱固定安装在所述塔架的顶端，机舱内部设有增速器；轮毂与所述机舱的主轴连接；增速器设置于所述机舱内，并且所述增速器的低速端与所述轮毂的主轴连接；发电机安装在所述塔架上；传动装置的一端与所述增速器的高速端连接，另一端与所述发电机连接，所述传动装置沿着所述塔架内部传输动力。本发明实施例提供的风力发电机组，将发电机安装在塔架上，降低了发电机的安装高度，并且与塔架实现有机结合，能够降低吊装难度，降低成本，降低机组载荷。

Description

风力发电机组

技术领域

本发明属于发电机技术领域，尤其涉及一种风力发电机组。

背景技术

风力发电机组的机舱安装在塔架顶端，塔架的高度一般在几十米甚至上百米，这种结构特点就造成了将风力发电机组的定子、转子吊装到塔架顶端安装更换时的操作十分困难，需要借助大型吊机，而如果是海上风力发电机组，其塔架的高度更高，考虑到海上的安装环境更难，普通的船只无法承载大型吊机，并且也较难保证大型吊机的稳定性和操作的安全性；并且塔架的高度越高，安装和更换风力发电机组的难度就越大。在海上安装风力发电机组的过程中，一般需要采用大型吊机，配备大型安装船，借助大型安装船的大型操作平台，以及大型安装船更好的稳定性，从而确保海上风力发电机组的安装和更换。但是，由于大型安装船、大型吊机都属于重型或者超重型设备，整个吊装成本非常高，从而大幅度提升海上风力发电机组的安装、使用、维护成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种风力发电机组，解决现有风力发电机组的发电机组吊装困难、成本高的问题。

本发明实施例提供了一种风力发电机组，包括：

塔架；

机舱，固定安装在所述塔架的顶端；

轮毂，与所述机舱的主轴连接；

所述风力发电机组，还包括：

增速器，所述增速器设置于所述机舱内，并且所述增速器的低速端与所述轮毂的主轴连接；

发电机，所述发电机安装在所述塔架的中部或下部中部；

传动装置，所述传动装置的一端与所述增速器的高速端连接，另一端与所述发电机连接，所述传动装置沿着所述塔架传输动力。

可选地，所述增速器为齿轮箱或液压增速装置。

所述传动装置包括液压传动装置、轴传动装置、链传动装置、带轮传动装置的任意一种或多种组合。

可选地，所述传动装置为所述液压传动装置，所述液压传动装置包括：

液压泵，安装于所述增速器的高速端；

液压马达，安装于所述发电机，用于驱动所述发电机；

第一液压通道，连通所述液压马达的出口和所述液压泵的入口；

第二液压通道，连通所述液压泵的出口和所述液压马达的入口；

所述第一液压通道、所述第二液压通道位于所述塔架内部。

可选地，所述第一液压通道为液压管道，或者所述第一液压通道为成型在所述塔架的筒壁中的液压通道；

所述第二液压通道为液压管道，或者所述第二液压通道为成型在所述塔架的筒壁中的液压通道。

可选地，所述传动装置为所述轴传动装置，所述轴传动装置包括：

传动轴，所述传动轴的一端与所述增速器的高速端对接，另一端驱动发电机的驱动轴；所述传动轴位于所述塔架内部。

可选地，所述传动装置为所述链传动装置，所述链传动装置包括：

第一链轮，安装于所述增速器的高速端；

第二链轮，安装在所述发电机的驱动轴上；

传动链，安装在所述第一链轮和所述第二链轮上；

所述传动链位于所述塔架内部。

可选地，所述传动装置为所述带轮传动装置，所述带轮传动装置包括：

第一带轮，安装于所述增速器的高速端；

第二带轮，安装在所述发电机的驱动轴上；

传动带，安装在所述第一带轮和所述第二带轮上；

所述传动带位于所述塔架内部。

可选地，所述发电机的定子为分瓣式定子，和/或，所述发电机的转子为分瓣式转子。

可选地，所述风力发电机组，还包括：

机组平台，安装在所述塔架的下部。

可选地，所述发电机安装在所述机组平台或者所述机组平台的上方。

可选地，所述发电机竖直安装于所述塔架，或者，所述发电机水平安装于所述塔架。

可选地，当所述发电机竖直安装时，所述塔架设为圆柱形的塔筒，所述发电机的定子的上端和下端分别设有定子法兰，并且所述发电机的定子法兰与所述塔架的中部法兰对接。

可选地，对应所述发电机的安装位置，所述塔架上设有电机安装部，所述电机安装部为与所述发电机形状适配的回转体结构，并且所述电机安装部的直径大于所述电机安装部上部的所述塔架的直径和所述电机安装部下部的所述塔架的直径。

可选地，当所述发电机水平安装时，所述发电机的动力输入端的定子法兰与所述塔架的外壁上的连接法兰连接。

本发明实施例提供的风力发电机组，将发电机安装在塔架上，降低了发电机的安装高度，并且与塔架实现有机结合，降低吊装难度，降低成本，降低机组载荷；当将本发明实施例用于海上风力发电机组时，可以降低对安装船和吊装设备(例如大型吊机)的要求，从而降低整个海上风力发电机组的安装难度，由于海上风力发电机组的高度更高，所以采用了本实施例提供的海上风力发电机组，发电机安装在塔架上以后，塔架的载荷可以显著下降。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的风力发电机组的结构示意图。

图2是本发明实施例的机舱的结构示意图。

图3是本发明实施例的液压传动装置及与齿轮箱连接的结构示意图。

图4是本发明另一实施例的风力发电机组的结构示意图。

图中：

10、塔架；11、连接法兰；12、电机安装部；

20、机舱；22、轴承；

30、轮毂；31、主轴；

40、发电机；

50、传动装置；51、液压泵；52、第一液压通道；53、第二液压通道；54、液压马达；

60、齿轮箱；

70、机组平台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明实施例中相关技术术语的含义：

塔架的中部，是相对于整个塔架而言，包括塔架中间位置长度(或高度)为整个塔架长度(或高度)1/3的区域；

塔架的下部，是相对于整个塔架而言，包括塔架下部位置长度(或高度)为整个塔架长度(或高度)1/3的区域；

增速器，是能够对转速提升的装置，可以是齿轮箱，也可以是液压增速装置。

图1示出了本发明一较佳实施例的一种风力发电机组，包括：塔架10、机舱20、轮毂30、发电机40、传动装置50；其中，塔架10，固定安装在基础上，该基础可以是陆上风力发电机组的基础也可以是海上风力发电机组的基础；机舱20固定安装在塔架10的顶端，机舱20内部设有增速器；轮毂30的主轴31与机舱20中的增速器的低速端连接；增速器设置于机舱20内，并且增速器的低速端与轮毂30的主轴31连接；发电机40安装在塔架10上，基于本领域技术人员的理解，发电机40可以安装在塔架10上除了顶部和底部的任意位置；传动装置50的一端与增速器的高速端连接，另一端与发电机40连接，传动装置50沿着塔架10传输动力。其中的增速器，例如可以使用齿轮箱60或者液压增速装置。当然，传动装置50也可以沿着塔架10外部传输动力。使用的时候，通常将发电机40安装在海平面以上10米-50米高的塔架上，本领域技术人员可以根据使用需要而进行选择，可选地，将发电机40安装在机组平台70上或机组平台70上方。

本发明实施例提供的风力发电机组，将发电机安装在塔架上，降低了发电机的安装高度，并且与塔架实现有机结合，能够最大限度的降低吊装难度，降低成本，降低机组载荷；当将本发明实施例用于海上风力发电机组时，可以降低对安装船和吊装设备(例如大型吊机)的要求，从而降低整个海上风力发电机组的安装难度，由于海上风力发电机组的高度更高，所以采用了本实施例提供的海上风力发电机组，发电机安装在塔架上以后，塔架的载荷可以显著下降。

可选地，发电机40安装在塔架10的中部或下部。

将发电机安装在塔架的中部或下部，显著地降低了发电机的安装高度，并且与塔架实现有机结合，能够最大限度的降低吊装难度，降低成本，降低机组载荷；当将本发明实施例用于海上风力发电机组时，可以降低对安装船和吊装设备(例如大型吊机)的要求，从而显著降低整个海上风力发电机组的安装难度，由于海上风力发电机组的高度更高，所以采用了本实施例提供的海上风力发电机组，发电机安装在塔架上以后，塔架的载荷可以显著下降。

如图2所示，轮毂30与机舱20通过轴承22连接，从而保证轮毂30与机舱20的配合。轮毂30的主轴31与机舱1中的齿轮箱60连接，从齿轮箱60伸出的高速轴与传动装置50连接，通过传动装置50驱动位于塔架中部或下部的发电机40。

可选地，如图3所示，该传动装置可以使用液压传动装置，该液压传动装置包括：液压泵51、液压马达54、第一液压通道52和第二液压通道53；其中的液压泵51安装于齿轮箱60的高速端；液压马达54安装于发电机40，用于驱动发电机40；第一液压通道52连通液压马达54的出口和液压泵51的入口；第二液压通道53连通液压泵51的出口和液压马达54的入口；第一液压通道52、第二液压通道53位于塔架10内部。

当轮毂30在叶轮的带动下旋转时，轮毂30的主轴31驱动齿轮箱60运转，齿轮箱60的高速端带动液压泵51从第一液压通道52将油液自液压马达54处向上泵送，在泵送的过程中，驱动液压马达54运转，进而通过液压马达54驱动发电机40的转子运转发电；而从液压泵51的出口泵送出的油液通过第二液压通道53回流并供送给液压马达54，从而实现油液的往复循环。

在实施的过程中，第一液压通道52要求具有更高的密封性和承压能力，以确保油路可以往复循环。

可选地，第一液压通道52、第二液压通道53均为液压管道，并且将液压管道置于塔架10内部，沿着塔架10的上下方向往复循环使用，在必要的时候，需要在塔架内部设置相应的固定装置，以将液压管道固定住。

或者可选地，第一液压通道52、第二液压通道53均为成型在塔架10的筒壁中的液压通道，此时需要在支座塔架10的时候就设计好相应的液压通道孔，在塔架10安装时，液压通道随着塔架10的安装而自动组装成型；通过将第一液压通道52、第二液压通道53成型在塔架10的筒壁中，可以减少液压通道占用的空间，不需要使用单独的液压管道，从而便于安装和检修。

也可以选择地，将第一液压通道52、第二液压通道53中的一个使用液压管道，另一个使用成型在塔架10的筒壁中的液压通道。

也就是说，本领域的技术人员在实施本发明的技术方案的时候，可以根据设计、使用的需要，结合现场的实际情况进行选择使用液压管道或者成型在塔架10的筒壁中的液压通道。

可替换地，该传动装置可以使用轴传动装置，该轴传动装置包括传动轴，传动轴的一端与齿轮箱60的高速端对接，另一端驱动发电机40的驱动轴；传动轴位于塔架10内部。采用传动轴传动的方式，与上述液压传动装置的作用相同，只是通过不同的方式实现位于塔架10顶部的齿轮箱60与位于塔架10中下部的发电机40之间的动力输送。

可替换地，该传动装置可以使用链传动装置，该链传动装置包括：第一链轮、第二链轮和传动链；其中第一链轮安装于齿轮箱60的高速端；第二链轮安装在发电机40的驱动轴上；传动链安装在第一链轮和第二链轮上；传动链位于塔架10内部。采用链传动的方式，与上述液压传动装置、传动轴传动的作用相同，只是通过不同的方式实现位于塔架10顶部的齿轮箱60与位于塔架10中下部的发电机40之间的动力输送。

可替换地，该传动装置可以使用带轮传动装置，该带轮传动装置包括：第一带轮、第二带轮和传动带；其中第一带轮安装于齿轮箱60的高速端；第二带轮安装在发电机40的驱动轴上；传动带安装在第一带轮和第二带轮上；传动带位于塔架10内部。采用带轮传动的方式，与上述液压传动装置、传动轴传动、链传动的作用相同，只是通过不同的方式实现位于塔架10顶部的齿轮箱60与位于塔架10中下部的发电机40之间的动力输送。

基于本领域技术人员对本发明技术方案的发明构思的理解，本实施例提供的风力发电机组，其传动装置50可以使在以上实施例中示例的液压传动装置、轴传动装置、链传动装置、带轮传动装置的任意两种或多种组合，解决了长距离传动的技术问题。

本实施例提供的风力发电机组，还包括机组平台70，该机组平台70安装在塔架10的下部。可选地，将发电机40安装在机组平台或者机组平台的上方。在降低乐发电机40的安装高度的同时，将发电机40安装在与机组平台70或者机组平台70的上方，可以更便于工作人员安装、维护和检修，可以进一步降低成本。

可选地，本实施例提供的风力发电机组，发电机40可以竖直安装于塔架10，此时所述发电机40的驱动轴采用竖直安装。

具体地，发电机40竖直安装，所述塔架10设为圆柱形的塔筒，可选择地，发电机40与塔架10同轴安装；发电机40的定子的上端和下端分别设有定子法兰，并且发电机40的定子法兰与塔架10的中部法兰对接，此时可以认为发电机40的定子作为塔架10的一部分，定子可以提供一部分支撑力，用来支撑发电机上部的塔架10。当然，还需要对发电机40外部的塔架10进行设计，具体地：

可选地，对应发电机40的安装位置，塔架10上设有电机安装部12，电机安装部12为与发电机40形状适配的回转体结构，并且电机安装部12的直径大于电机安装部12上部的塔架10的直径和电机安装部12下部的塔架10的直径，使电机安装部12的内部形成安装发电机40的空间。

可选地，发电机40为内定子、外转子发电机，外转子安装在内定子与电机安装部12内壁之间。或者，发电机40为内转子、外定子发电机。

可选地，如图4所示，本实施例提供的风力发电机组，发电机40可以水平安装于塔架10，具体地：

所述发电机40水平安装，所述发电机40的动力输入端的定子法兰与所述塔架10的外壁上的连接法兰11连接。

可选地，发电机40为内转子、外定子发电机，内转子的转轴通过连接法兰11的法兰孔中穿过，再与传动装置50连接，从而实现了驱动发电机40；基于本领域技术人员的理解，采用水平安装时，发电机40也可以是内定子、外转子发电机。

可选地，本实施例提供的风力发电机组，发电机40的定子为分瓣式定子，或者，发电机40的转子为分瓣式转子。采用分瓣式结构的优势在于当发电机部分损坏时，直接拆卸损坏部分，不需要整体更换发电机。根据本领域技术人员的理解，可以将发电机40的定子和转子均采用分瓣式设计。

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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。

Claims

1.风力发电机组，包括：

塔架(10)；

机舱(20)，固定安装在所述塔架(10)的顶端；

轮毂(30)，所述轮毂(30)与所述机舱(20)连接；

其特征在于，还包括：

增速器，所述增速器设置于所述机舱(20)内，并且所述增速器的低速端与所述轮毂(30)的主轴(31)连接；

发电机(40)，所述发电机(40)安装在所述塔架(10)上；

传动装置(50)，所述传动装置(50)的一端与所述增速器的高速端连接，另一端与所述发电机(40)连接，所述传动装置(50)沿着所述塔架(10)传输动力。

2.如权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，

所述发电机(40)安装在所述塔架(10)的中部或下部。

3.如权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，

所述增速器为齿轮箱(60)或液压增速装置。

4.如权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，

所述传动装置(50)包括液压传动装置、轴传动装置、链传动装置、带轮传动装置的任意一种或多种组合。

5.如权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，

所述传动装置(50)为所述液压传动装置，所述液压传动装置包括：

液压泵(51)，安装于所述增速器的高速端；

液压马达(54)，安装于所述发电机(40)，用于驱动所述发电机(40)；

第一液压通道(52)，连通所述液压马达(54)的出口和所述液压泵(51)的入口；

第二液压通道(53)，连通所述液压泵(51)的出口和所述液压马达(54)的入口；

所述第一液压通道(52)、所述第二液压通道(53)位于所述塔架(10)内部。

6.如权利要求5所述的风力发电机组，其特征在于，

所述第一液压通道(52)为液压管道，或者所述第一液压通道(52)为成型在所述塔架(10)的筒壁中的液压通道；

所述第二液压通道(53)为液压管道，或者所述第二液压通(53)道为成型在所述塔架(10)的筒壁中的液压通道。

7.如权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，

所述传动装置(50)为所述轴传动装置，所述轴传动装置包括：

传动轴，所述传动轴的一端与所述增速器的高速端对接，另一端驱动所述发电机(40)的驱动轴；所述传动轴位于所述塔架(10)内部。

8.如权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，

所述传动装置(50)为所述链传动装置，所述链传动装置包括：

第一链轮，安装于所述增速器的高速端；

第二链轮，安装在所述发电机(40)的驱动轴上；

传动链，安装在所述第一链轮和所述第二链轮上；

所述传动链位于所述塔架(10)内部。

9.如权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，

所述传动装置(50)为所述带轮传动装置，所述带轮传动装置包括：

第一带轮，安装于所述增速器的高速端；

第二带轮，安装在所述发电机(40)的驱动轴上；

传动带，安装在所述第一带轮和所述第二带轮上；

所述传动带位于所述塔架(10)内部。

10.如权利要求1-9之一所述的风力发电机组，其特征在于，

所述发电机(40)为分瓣式定子，和/或，所述发电机(40)的转子为分瓣式转子。

11.如权利要求1-9之一所述的风力发电机组，其特征在于，还包括：

机组平台(70)，安装在所述塔架(10)的下部。

12.如权利要求11所述的风力发电机组，其特征在于，

所述发电机(40)安装在所述机组平台(70)上或者所述机组平台(70)的上方。

13.如权利要求1-9之一所述的风力发电机组，其特征在于，

所述发电机(40)竖直安装在所述塔架(10)上，或者，所述发电机(40)水平安装在所述塔架(10)上。

14.如权利要求13所述的风力发电机组，其特征在于，

当所述发电机(40)竖直安装时，所述塔架(10)设为圆柱形的塔筒，所述发电机(40)的定子的上端和下端分别设有定子法兰，并且所述发电机(40)的定子法兰与所述塔架(10)的中部法兰对接。

15.如权利要求14所述的风力发电机组，其特征在于，

对应所述发电机(40)的安装位置，所述塔架(10)上设有电机安装部(12)，所述电机安装部(12)为与所述发电机(40)形状适配的回转体结构，并且所述电机安装部(12)的直径大于所述电机安装部(12)上部的所述塔架(10)的直径和所述电机安装部(12)下部的所述塔架(10)的直径。

16.如权利要求12所述的风力发电机组，其特征在于，

当所述发电机(40)水平安装时，所述发电机(40)的动力输入端的定子法兰与所述塔架(10)的外壁上的连接法兰(11)连接。