CN110429742A - 大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑以及端盖结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大功率风力发电机结构领域，具体是一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑以及端盖结构，该结构能够对风力发电机部件起到支撑、防护、固定等作用，可用于6MW以上大功率半直驱风力发电机。包括呈扁环状的中法兰，呈放射状设于中法兰外缘上的至少三个内扇叶，环设于所有内扇叶外缘的支撑环；每个内扇叶的外缘上分别设有一个外扇叶，所有的外扇叶外缘分别固定于机座上。本发明所提供的主体支撑具有良好的机械性能，不增加多余的结构，极大的减轻了端盖整体质量，从而达到降低发电机整机重量的目的。对端盖结构进行了优化，最大限度的降低发电机端盖的重量，从而达到降低发电机整机重量的目的。

Description

大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑以及端盖结构

技术领域

本发明涉及大功率风力发电机结构领域，具体是一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑以及端盖结构，该结构能够对风力发电机部件起到支撑、防护、固定等作用，同时在满足自身强度前提下最大限度减少自身重量，本发明可用于6MW及以上大功率半直驱风力发电机。

背景技术

通常风力发电机由定子、转子、轴系、端盖等几部分组成。轴系支撑转子在定子中做切割磁感线运动，从而产生感应电流。但随着风力发电机功率的不断提升，电机本身质量和体积越来越大。特别是6MW以上半直驱风力发电机最大外径可达到3.8米，过大的重量与体积将对发电机的长距离运输、吊运、安装、维护带来了很大风险。特别针对海上风力发电机安装与运维可达性差，运维不便。

有数据表明，海上吊装过程中每减少1顿产品重量可以降低综合成本约1万元，所以小型化、轻量化成为大功率风力发电机的发展趋势。如何降低大功率风力发电机质量也成为发电机企业技术研究的重点。

目前主流6MW及以上半直驱风力发电机后端盖多采用钢结构拼焊组装而成，为保证整体受力均匀采用整张钢板，整体结构较重。

发明内容

本发明为了保证满足力学性能要求及结构承重要求的基础上，最大限度降低发电机后端盖重量，提供了一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑以及端盖结构。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑，包括呈扁环状的中法兰，呈放射状设于中法兰外缘上的至少三个内扇叶，环设于所有内扇叶外缘的支撑环；

每个内扇叶的外缘上分别设有一个外扇叶，所有的外扇叶外缘分别固定于机座上。

本发明所提供的主体支撑具有良好的机械性能，不增加多余结构，极大的减轻了端盖整体质量，从而达到降低发电机整机重量的目的。

作为本发明主体支撑技术方案的进一步改进，所有外扇叶分别固定于相应的内扇叶外端面中部。

作为本发明主体支撑技术方案的进一步改进，所有外扇叶从与相应的内扇叶连接处开始朝外端弯曲形成折弯部，折弯部折弯至与支撑环外缘直径相等后朝外扩且平直延伸形成直部。

作为本发明主体支撑技术方案的进一步改进，所述折弯部的两侧分别通过加强筋与相应的内扇叶和支撑环焊接连接。

作为本发明主体支撑技术方案的进一步改进，所述中法兰、内扇叶以及支撑环之间形成的各个扇形区域内分别设有支撑筋板，所述支撑筋板的两端分别固定于中法兰和支撑环上。

本发明进一步提供了一种大功率海上风力发电机骨架式端盖结构，包括上述一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑。

作为本发明端盖结构技术方案的进一步改进，所述外扇叶与支撑环之间形成的各个扇形区域内分别覆设有防护板，所有防护板的外缘与外扇叶齐平并且固定于机座上；所述中法兰、内扇叶以及支撑环之间形成的各个扇形区域内分别覆设有盖板，所述中法兰外端面上通过通风板支架支撑固定有通风板，所述通风板中心预留有轴孔，且通风板上设有若干通风孔。

作为本发明端盖结构技术方案的进一步改进，所述通风板与内扇叶相对应的分隔成扇形板，相邻扇形板之间固定连接。

作为本发明端盖结构技术方案的进一步改进，所述防护板外端面上设有至少一个接线盒。

作为本发明端盖结构技术方案的进一步改进，所述防护板外端面上设有至少一个辅助接线盒。

本发明所提供的大功率海上风力发电机骨架式端盖结构，设计合理，在满足自身力学性能要求和结构承重要求的基础上，具备整体可靠性，对端盖结构进行了优化，最大限度的降低发电机端盖的重量，从而达到降低发电机整机重量的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明所述大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑的结构示意图（内端面一侧）。

图2为所述端盖结构外端面的结构示意图（外露于机座外端面）。

图3为所述端盖结构内端面的结构示意图（对应的安装于机座内部）。

图中：101-中法兰，102-内扇叶，103-支撑环，104-外扇叶，105-管线座，106-加强筋，107-支撑筋板，201-盖板，202-防护板，203-通风板支架，204-通风板，205-轴孔，206-通风孔，207-接线盒，208-辅助接线盒，209-挡风板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。

在本发明中，如无特殊说明之外，所述“固定”、“设于”、“围设”、“环设”均指代的是焊接或螺栓连接等连接方式。

一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑，包括呈扁环状的中法兰101，呈放射状设于中法兰101外缘上的至少三个内扇叶102，环设于所有内扇叶102外缘的支撑环103；

每个内扇叶102的外缘上分别设有一个外扇叶104，所有的外扇叶104外缘分别固定于机座上。

在本发明中，上述主体支撑结构，设计合理，结构简单且通过结构设计优化，极大的减轻了端盖整体质量。

为了使外扇叶104的结构更加稳固，所有外扇叶104分别固定于相应的内扇叶102外端面中部。

如图1所示，在本发明中，为了使主体支撑的结构更合理，所有外扇叶104从与相应的内扇叶102连接处开始朝外端弯曲形成折弯部，折弯部折弯至与支撑环103外缘直径相等后朝外扩且平直延伸形成直部。这样能够使端盖整体在中法兰101加载时承受更大的倾覆力矩，力学性能更合理。而且，由于端盖中法兰101内部安装有制动器，如果外扇叶104无折弯部的话，端盖与机座固定螺栓位置将承受制动器重力外，额外承受覆力矩，增加了螺栓受力，降低了整体可靠性。此外，端盖整体外凸，美观程度较差。

如图1所示，为了加强外扇叶104的弯矩承受力，所述折弯部的两侧分别通过加强筋106与相应的内扇叶102和支撑环103焊接连接。

优选的，其中一个外扇叶104上设有穿置油管的管线座105。

更进一步的，为了加强主体支撑整体的机械性能，所述中法兰101、内扇叶102以及支撑环103之间形成的各个扇形区域内分别设有支撑筋板107，所述支撑筋板107的两端分别固定于中法兰101和支撑环103上。支撑筋板107的设置保证了支撑环103的圆度与支撑强度，保证了受力稳定性。

参见图2和图3，一种大功率海上风力发电机骨架式端盖结构，包括上述一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑。

进一步的，所述外扇叶104与支撑环103之间形成的各个扇形区域内分别覆设有防护板202，所有防护板202的外缘与外扇叶104齐平并且固定于机座上；所述中法兰101、内扇叶102以及支撑环103之间形成的各个扇形区域内分别覆设有盖板201，所述中法兰101外端面上通过通风板支架203支撑固定有通风板204，所述通风板204中心预留有轴孔205，且通风板204上设有若干通风孔206。本发明所提供的端盖结构能在保证端盖整体强度的同时，起到良好的通风散热支撑防护作用。

具体实施时，如外扇叶104包括折弯部和直部，为了适应外扇叶104的形状，并且也为了提升防护板202所能承受的弯矩，所述防护板202内缘为与内扇叶104、加强筋106外缘以及直部相适应的阶梯曲面。

优选的，为了方便固定防护板202，优选的在外扇叶104的两侧分别固定预埋螺母。在本发明中，所述防护板202、盖板201以及通风板204的采用小于主体支撑的薄钢板件，进一步实现降低发电机整机重量的目的。当防护板202的外缘通过螺栓将端盖结构整体固定于机座上，端盖本身不受到压应力作用，提升了整体强度阈值。

进一步的，所述通风板204上的通风孔206，可直接在通风板204上钻取获得通风孔206，但是基于工艺的简化以及通风效果，优选的在通风板204上开设通风窗，然后在通风窗上固定由轻质多孔材料制成的通风网，这样在保证整体强度的同时，重量降低了且通风效果更好。在本发明中，所述通风网的材质可以与通风板204的材质相同，或者通风网的材质的密度低于通风板204的材质。

为了适应通风窗的开设，与内扇叶102相对的通风板204向外延伸至内扇叶102中部形成连接耳，所述通风板支架203围设于通风板204和连接耳外围。这样就能够在连接耳与通风板204上开设长孔状的通风窗，如图2所示的黑色区域，通风效果好，而且制作工艺更加简便。

优选的，所述通风板204与内扇叶102相对应的分隔成扇形板，相邻扇形板之间固定连接。由于通风板204整体较大，从制作工艺上来说难度较大，若采用扇形板的话，制作难度降低。分段式结构一方面便于加工运输，另一方面在安装过程可以减少因累计误差或板材变形而造成的孔位置不对中现象，保证安装可靠。

进一步的，所述防护板202外端面上设有至少一个接线盒207。所述防护板202外端面上设有至少一个辅助接线盒208。防护板202上设置有接线盒207和辅助接线盒208，所述防护板202及接线盒207采用玻璃钢材质制成，这样能够起到绝缘的作用，避免导电环、引线铜排、相引出线等部件接地放电。

具体的，如图3所示，所述中法兰101内端面上环设有挡风板209，这样能够有效收拢风道，使得冷风更能够集中作用于电机上。

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 (10)

1.一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑，其特征在于，包括呈扁环状的中法兰（101），呈放射状设于中法兰（101）外缘上的至少三个内扇叶（102），环设于所有内扇叶（102）外缘的支撑环（103）；

每个内扇叶（102）的外缘上分别设有一个外扇叶（104），所有的外扇叶（104）外缘分别固定于机座上。

2.根据权利要求1所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑，其特征在于，所有外扇叶（104）分别固定于相应的内扇叶（102）外端面中部。

3.根据权利要求2所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑，其特征在于，所有外扇叶（104）从与相应的内扇叶（102）连接处开始朝外端弯曲形成折弯部，折弯部折弯至与支撑环（103）外缘直径相等后朝外扩且平直延伸形成直部。

4.根据权利要求3所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑，其特征在于，所述折弯部的两侧分别通过加强筋（106）与相应的内扇叶（102）和支撑环（103）焊接连接。

5.根据权利要求1所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑，其特征在于，所述中法兰（101）、内扇叶（102）以及支撑环（103）之间形成的各个扇形区域内分别设有支撑筋板（107），所述支撑筋板（107）的两端分别固定于中法兰（101）和支撑环（103）上。

6.一种大功率海上风力发电机骨架式端盖结构，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖主体支撑。

7.根据权利要求6所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖结构，其特征在于，所述外扇叶（104）与支撑环（103）之间形成的各个扇形区域内分别覆设有防护板（202），所有防护板（202）的外缘与外扇叶（104）齐平并且固定于机座上；所述中法兰（101）、内扇叶（102）以及支撑环（103）之间形成的各个扇形区域内分别覆设有盖板（201），所述中法兰（101）外端面上通过通风板支架（203）支撑固定有通风板（204），所述通风板（204）中心预留有轴孔（205），且通风板（204）上设有若干通风孔（206）。

8.根据权利要求7所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖结构，其特征在于，所述通风板（204）与内扇叶（102）相对应的分隔成扇形板，相邻扇形板之间固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖结构，其特征在于，所述防护板（202）外端面上设有至少一个接线盒（207）。

10.根据权利要求9所述的一种大功率海上风力发电机骨架式端盖结构，其特征在于，所述防护板（202）外端面上设有至少一个辅助接线盒（208）。