CN110566418B - 旋转连接结构及风力发电机组 - Google Patents

旋转连接结构及风力发电机组 Download PDF

Info

Publication number
CN110566418B
CN110566418B CN201910882428.6A CN201910882428A CN110566418B CN 110566418 B CN110566418 B CN 110566418B CN 201910882428 A CN201910882428 A CN 201910882428A CN 110566418 B CN110566418 B CN 110566418B
Authority
CN
China
Prior art keywords
truss
assembly
connecting cylinder
yaw
nacelle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910882428.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110566418A (zh
Inventor
刘瑞兵
宗多
庞洪志
时洪奎
武青虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority to CN201910882428.6A priority Critical patent/CN110566418B/zh
Publication of CN110566418A publication Critical patent/CN110566418A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110566418B publication Critical patent/CN110566418B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0244—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking
    • F03D7/0248—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking by mechanical means acting on the power train
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/30—Lightning protection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本申请实施例提供了一种旋转连接结构及风力发电机组。该旋转连接结构包括：连接筒和偏航组件；连接筒的一端用于连接风力发电机组的机舱组件，连接筒的另一端用于连接风力发电机组的塔筒；偏航组件分别连接塔筒和连接筒，用于驱动连接筒相对塔筒旋转。风力发电机组，包括：如上述第一个方面提供的旋转连接结构，发电机，机舱组件和塔筒；机舱组件包括：底座、第二桁架和机舱罩；发电机与底座可转动连接；旋转连接结构的连接筒设有偏航组件的一端，通过偏航组件与塔筒可旋转连接；旋转连接结构的连接筒远离偏航组件的一端与机舱组件固连。本申请实施例有利于减小机舱组件尺寸、或减轻机舱组件的重量，提高了可运输性。

Description

旋转连接结构及风力发电机组
技术领域
本申请涉及风力发电技术领域，具体而言，本申请涉及一种旋转连接结构及风力发电机组。
背景技术
风力发电机组一般包括发电机、机舱组件及塔筒，机舱罩内设置用于连接塔筒的偏航组件，该偏航组件使机舱组件能够在塔筒上旋转。
一般的，风力发电机组是采用分体式运输，即塔筒、机舱组件及其他部分是分开运输，到达项目现场后再组装。但随着风力发电机组的设计容量不断增大，机舱组件的尺寸变得越来越大，重量也越来越大，对于运输来说，机舱组件的超高和超重问题越来越凸显，尤其是陆地运输变得越来越困难。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点，提出一种旋转连接结构及风力发电机组，用以解决现有技术存在机舱组件尺寸大、重量大、或运输困难的技术问题。
第一个方面，本申请实施例提供了一种旋转连接结构，包括：连接筒和偏航组件；
连接筒的一端用于连接风力发电机组的机舱组件，连接筒的另一端用于连接风力发电机组的塔筒；
偏航组件分别连接塔筒和连接筒，用于驱动连接筒相对塔筒旋转。
第二个方面，本申请实施例提供了一种旋转连接结构，在第一个方面提供的一种旋转连接结构的基础上，还包括第一桁架；
第一桁架与连接筒固连，用于布置风力发电机组的部分电气设备。
第三个方面，本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括叶片、轮毂、发电机、机舱组件和塔筒，机舱组件包括机舱罩，和置于机舱罩内的底座，风力发电机组还包括如上述第一个方面提供的旋转连接结构，以及电气设备；机舱组件还包括：第二桁架；
第二桁架与底座固连，第二桁架设置于机舱罩内；
电气设备包括：变压器、变流柜和主控制柜，均设置于第二桁架上；
旋转连接结构的连接筒远离偏航组件的一端与底座固连。
第四个方面，本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括叶片、轮毂、发电机、机舱组件和塔筒，机舱组件包括机舱罩，和置于机舱罩内的底座，风力发电机组还包括如上述第二个方面提供的的旋转连接结构，以及电气设备；机舱组件还包括：第二桁架；
第二桁架与底座固连，底座和第二桁架设置于机舱罩内；
旋转连接结构的偏航组件，分别连接旋转连接结构的连接筒的一端以及塔筒；旋转连接结构的连接筒远离偏航组件的一端与底座固连；
电气设备包括：变压器、变流柜和主控制柜；
变压器设置于旋转连接结构的第一桁架上，变流柜和主控制柜设置于第二桁架上。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：将偏航组件从机舱组件内分离出，偏航组件与连接筒组成独立的旋转连接结构，减少了机舱罩内的组件，有利于减小机舱组件尺寸、或减轻机舱组件的重量，并且使机舱组件和旋转连接结构可以分开运输至项目现场，提高了可运输性。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的旋转连接结构实施方式一的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的旋转连接结构实施方式二的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本申请实施例提供的旋转连接结构实施方式三的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的旋转连接结构实施方式四的结构示意图；
图6为图5中A-A面的剖视图；
图7为本申请实施例提供的风力发电机组实施方式一的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的风力发电机组实施方式二的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的风力发电机组实施方式三的俯视结构示意图；
图10为本申请实施例提供的风力发电机组实施方式四的俯视结构示意图；
图中，
100-旋转连接结构；
110-连接筒；
120-偏航组件；121-偏航轴承；122-偏航驱动机构；123-偏航制动机构；
130-第一桁架；130a-吊装通孔；
140-收纳组件；141-承载件；
142-滑动连接机构；142a-滑动件；142b-导轨；
143-滑动驱动机构；
144-锚定机构；144a-第一锚定桩；144b-第二锚定桩；144c-锚件；
200-机舱组件；
210-底座；220-第二桁架；230-机舱罩；240-测风组件；
300-塔筒；
400-发电机；
500-电气设备；510-变压器；520-变流柜；530-主控制柜。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语 (包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本申请的发明人进行研究发现，随着风力发电机组的设计容量不断增大，机舱组件的尺寸变得越来越大，重量也越来越大，对于运输来说，机舱组件的超高和超重问题越来越凸显，尤其是陆地运输变得越来越困难。
本申请提供的旋转连接结构及风力发电机组，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例1提供了一种旋转连接结构100，该旋转连接结构100 的结构示意图如图1和图7所示，包括：连接筒110和偏航组件120。
连接筒110的一端用于连接风力发电机组的机舱组件200，连接筒110 的另一端用于连接风力发电机组的塔筒300。
偏航组件120分别连接塔筒300和连接筒110，用于驱动连接筒110 相对塔筒300旋转。
将偏航组件120从机舱组件200内分离出，偏航组件120与连接筒 110组成独立的旋转连接结构100，减少了机舱罩230内的组件，有利于减小机舱组件200尺寸、或减轻机舱组件200的重量，并且使机舱组件 200和旋转连接结构100可以分开运输至项目现场，提高了可运输性。
本申请的发明人考虑到，偏航组件120需要与塔筒300和连接筒110 分别构成有效连接，并且能够驱动连接筒110相对塔筒300旋转。为此，本申请为偏航组件120提供如下一种可能的实现方式：
如图1所示，本申请实施例的偏航组件120包括：偏航轴承121、偏航驱动机构122和偏航制动机构123。
偏航轴承121的内圈与连接筒110连接，偏航轴承121的外圈与塔筒 300连接；或，偏航轴承121的内圈与塔筒300连接，偏航轴承121的外圈与连接筒110连接。
偏航驱动机构122包括驱动器(图中未绘出)、齿轮(图中未绘出) 和齿圈(图中未绘出)，齿轮与驱动器传动连接，且齿轮与齿圈啮合；驱动器与连接筒110固连，齿圈与塔筒300固连；或，驱动器与塔筒300固连，齿圈与连接筒110固连；
偏航制动机构123包括相互配合的制动器(图中未绘出)和制动盘(图中未绘出)；制动器与连接筒110固连，制动盘与塔筒300固连；或，制动器与塔筒300固连，制动盘与连接筒110固连。
可选地，偏航驱动机构122的驱动器包括驱动电机或液压驱动单元，以及与驱动电机或液压驱动单元传动连接的减速机。驱动电机或液压驱动单元固定安装于连接筒110内，通过减速机驱动小齿轮；齿圈可以直接安装于连接筒110的内壁或外壁，齿圈也可以设置于偏航轴承121的与连接筒110固连的部分，与连接筒110间接固连。若齿圈安装在偏航轴承121 的外圈外侧，加工相对来说比较简单，齿圈也可以安装在偏航轴承121的内圈内侧，啮合受力效果较好，结构紧凑。小齿轮与大齿圈啮合，使连接筒110及连接筒110上面的机舱组件200偏航。
可选地，偏航制动机构123的制动器可采用钳式制动器。制动盘和制动器可以分别与连接筒110和塔筒300固定连接，也可以分别与偏航轴承 121的内圈和外圈固定连接，具体连接方式可采用螺栓固定连接。
本申请的发明人考虑到，风力发电机组通常还有与发电机400相配合的电气设备500，例如变压器510、变流柜520、主控制柜530等等，而这些电气设备500通常是设置于机舱罩230内，通常采用上下叠层的布置方式(例如变流柜520和主控制柜530设置于上层桁架，变压器510设置于下层桁架)，或者采用直排布置的方式，要么制约机舱罩230高度尺寸的减小，要么制约机舱罩230长度或宽度方向尺寸的减小，而且，这些电气设备500自身还会随着风力发电机组的设计容量不断增大而增大尺寸、增大重量，都会制约机舱组件200尺寸的减小，及机舱组件200整体重量的减少。
为此，本申请的实施例2在实施例1的基础上，为旋转连接结构100 提供如下一种可能的实现方式：
如图2和图8所示，本申请实施例的旋转连接结构100还包括第一桁架130；
第一桁架130与连接筒110固连，用于布置风力发电机组的部分电气设备500。
采用第一桁架130，使部分电气设备500可以由机舱罩230内移出，例如将变压器510移至连接筒110的第一桁架130上，进一步减少了机舱罩230内的组件，有利于减小机舱罩230尺寸、或减轻机舱组件200的重量，并且部分电气设备500置于第一桁架130上，没有机舱罩230的包裹，有利于这部分电气设备500的散热。
可选地，第一桁架130可以采用焊接、铆接、及螺钉或螺栓连接的方式，与固定连接筒110形成牢固的连接，为移出机舱罩230的部分电气设备500提供充足的支承。
本申请的发明人考虑到，将部分电气设备500移至第一桁架130上安装，需要为此提供便捷的安装途径。为此，本申请为第一桁架130提供如下一种可能的实现方式：
如图3所示，本申请实施例的第一桁架130具有可容电气设备500通过的吊装通孔130a，吊装通孔130a的短边长度小于电气设备500的长边长度，且吊装通孔130a的短边长度大于电气设备500的短边长度。
由于第一桁架130上开设有吊装通孔130a，起吊装置设置于吊装通孔 130a正上方即可，例如机舱罩230的底部，而且，无需起吊装置实现任何横移动作，有利于降低对起吊装置的功能要求，降低起吊装置的成本。
可选地，向第一桁架130安装对应电气设备500时，可通过起吊装置将地面的对应电气设备500进行吊装，吊装通孔130a利于对应电气设备 500通过第一桁架130，当对应电气设备500通过吊装通孔130a后，将电气设备500进行一定角度的旋转，例如旋转90°后，对电气设备500即可获得第一桁架130的支承。可以理解的，将电气设备500从第一桁架130 上拆除时，只需将前述步骤反过来执行即可。
本申请的发明人考虑到，风力发电机组的工作环境若是海上，或是风力较强的陆地地区，极易遇到台风或是极端阵风，位于风力发电机组外部的组件均存在安全隐患。为此，本申请为旋转连接结构100提供如下一种可能的实现方式：
如图4所示，本申请实施例的连接筒110为中空结构，第一桁架130 置于连接筒110内，并与连接筒110的内壁连接。
将第一桁架130置于连接筒110内部，即安装于第一桁架130上的部分电气设备500可以获得连接筒110的保护。例如海上大功率风力发电机组，塔筒300顶部的直径已经达到5m(米)以上，有足够的空间容纳例如变压器510等电气设备500。
本申请的发明人考虑到，在上述方案的基础上，如果能够使第一桁架 130上的部分电气设备500获得一定的机动性，根据需要在连接筒110内外切换位置，那么就可以使部分电气设备500在极端环境中获得避险，在正常工作环境下获得良好的散热。为此，本申请为旋转连接结构100提供如下一种可能的实现方式：
如图5和图6所示，本申请实施例的连接筒110为中空结构，第一桁架130由连接筒110外延伸至连接筒110内，并与连接筒110的内壁固连。
旋转连接结构100还包括收纳组件140。
收纳组件140包括：承载件141、滑动连接机构142和滑动驱动机构 143。
承载件141用于承载风力发电机组的部分电气设备500。
滑动连接机构142包括构成滑动连接副的滑动件142a和导轨142b，滑动件142a与承载件141连接，导轨142b与第一桁架130连接。
滑动驱动机构143的固定部与承载件141连接，滑动驱动机构143的活动部与第一桁架130传动连接；或，滑动驱动机构143的固定部与第一桁架130连接，滑动驱动机构143的活动部与承载件141传动连接。
采用中空结构的连接筒110，配合设置于第一桁架130上的收纳组件 140，使得布置于第一桁架130上的部分电气设备500具备一定机动性，可以根据需要移动至连接筒110的内部或外部。具体的，在正常工作环境下，部分电气设备500布置于连接筒110外部的第一桁架130上，有利于部分电气设备500的散热，保证部分电气设备500的良好工况，还有利于平衡风力发电机组的塔筒300以上部分的重量分布；若遇到极端恶劣天气，例如台风或是极端阵风，可以由滑动驱动机构143驱动，并在滑动连接机构142的帮助下将部分电气设备500移动至连接筒110内部，以避免极端环境可能给部分电气设备500带来损坏。
可选地，承载件141可以是框架、箱体或是托盘，以实现对部分电气设备500的承载，也利于为部分电气设备500与收纳组件140的滑动连接机构142和滑动驱动机构143建立连接关系。部分电气设备500与承载件 141之间可采用螺栓、螺钉固接，或者铆接，甚至焊接等固定连接方式，以提高两者之间的牢固性。
可选地，滑动连接机构142的滑动件142a和导轨142b可分别采用轮组和轮轨组合，也可以采用燕尾滑块和燕尾槽的组合，以减少部分电气设备500移动时的难度。
可选地，滑动驱动机构143可以采用驱动器、传动齿轮组和齿条的组合，传动齿轮组的输入端与驱动器的输出端传动连接，传动齿轮组的输出端齿轮与齿条啮合，从而实现对承载件141在第一桁架130上的驱动。其中，驱动器和传动齿轮组可以对应滑动驱动机构143的固定部，齿条可以对应滑动驱动机构143的活动部。当然，滑动驱动机构143还可以采用气缸、油缸、或是传动链对承载件141实现驱动。
本申请的发明人考虑到，在上述方案的基础上，承载件141及其承载的部分电气设备500移动到指定位置后，需要与第一桁架130保持足够的稳固连接，以克服例如环境风力作用，避免发生不必要的位移，保护部分电气设备500的安全。为此，本申请为收纳组件140提供如下一种可能的实现方式：
如图5和图6所示，本申请实施例的收纳组件140还包括：锚定机构 144。
锚定机构144包括：第一锚定桩144a、第二锚定桩144b和锚件144c；第一锚定桩144a至少具有两组，分别设置于位于连接筒110内的第一桁架130上，和位于连接筒110外的第一桁架130上；第二锚定桩144b设置于承载件141上，并与第一锚定桩144a对应；锚件144c与第一锚定桩 144a和第二锚定桩144b相配合。
锚件144c与第一锚定桩144a及第二锚定桩144b配合，以实现将承载件141与第一桁架130上的指定处锚定，为部分电气设备500提供稳定的固定，保证部分电气设备500的安全。
可选地，锚定机构144的第一锚定桩144a和第二锚定桩144b均可采用具有锚孔的连接块，连接块与第一桁架130或承载件141固连，或者第一锚定桩144a和第二锚定桩144b均为开设在第一桁架130或承载件141 上的锚孔。锚定机构144的锚件144c可以采用插销、螺栓等，与第一锚定桩144a和第二锚定桩144b配合。
可选地，第一桁架130上的第一锚定桩144a至少有两处，对应部分电气设备500移入连接筒110内的避险锚定位，以及部分电气设备500在连接筒110外的工作锚定位，当然第一锚定桩144a可以根据需要设置多个，以满足更加精细的锚定位置要求，或匹配不同尺寸部分电气设备500 的锚定需求。
基于同一发明构思，本申请实施例3提供了一种风力发电机组，该风力发电机组的结构示意图如图7所示，该风力发电机组包括：包括叶片(图中未绘出)、轮毂(图中未绘出)、发电机400、机舱组件200和塔筒300，机舱组件200包括机舱罩230，和置于机舱罩230内的底座210，风力发电机组还包括如前述实施例1提供的旋转连接结构100，以及电气设备500；机舱组件200还包括：第二桁架220。
第二桁架220与底座210固连，第二桁架220设置于机舱罩230内。
电气设备500包括：变压器510、变流柜520和主控制柜530，均设置于第二桁架220上。
旋转连接结构100的偏航组件120，分别连接旋转连接结构100的连接筒110的一端以及塔筒300；旋转连接结构100的连接筒110远离偏航组件120的一端与底座210固连。
本实施例将偏航组件从机舱组件200内分离出，偏航组件120与连接筒110组成独立的旋转连接结构100，减少了机舱罩230内的组件，有利于减小机舱组件200尺寸、或减轻机舱组件200的重量，并且使机舱组件 200和旋转连接结构100可以分开运输至项目现场，提高了风力发电机组的可运输性。
可选地，发电机400包括转子、定子和发电机400的轴系，轴系包括固定轴、转动轴和设置于固定轴和转动轴之间的轴承，固定轴的一端与底座210固定连接，或固定轴与底座210为一体结构，转动轴相对于固定轴转动，定子与固定轴的另一端连接，转子与转动轴连接。叶片以可旋转的方式设置于轮毂上，例如叶片可以通过变桨组件与轮毂连接；轮毂与发电机的转动轴固连。
可选地，电气设备500可以包括变压器510、变流柜520和主控制柜 530。
基于同一发明构思，本申请实施例4提供了一种风力发电机组，该风力发电机组的结构示意图如图8所示，该风力发电机组包括：包括叶片(图中未绘出)、轮毂(图中未绘出)、发电机400、机舱组件200和塔筒300，机舱组件200包括机舱罩230，和置于机舱罩230内的底座210，风力发电机组还包括如前述实施例2提供的旋转连接结构100，以及电气设备500；机舱组件200还包括：第二桁架220。
第二桁架220与底座210固连，底座210和第二桁架220设置于机舱罩230内。
旋转连接结构100的偏航组件120，分别连接旋转连接结构100的连接筒110的一端以及塔筒300；旋转连接结构100的连接筒110远离偏航组件120的一端与底座210固连。
电气设备500包括：变压器510、变流柜520和主控制柜530。
变压器510设置于旋转连接结构100的第一桁架130上，变流柜520 和主控制柜530设置于第二桁架220上。
本实施例将偏航组件从机舱组件200内分离出，偏航组件120与连接筒110组成独立的旋转连接结构100，减少了机舱罩230内的组件，有利于减小机舱组件200尺寸、或减轻机舱组件200的重量，并且使机舱组件 200和旋转连接结构100可以分开运输至项目现场，提高了风力发电机组的可运输性。
并且，本实施例采用第一桁架130，使部分电气设备500可以由机舱罩230内移出，具体将变压器510移至连接筒110的第一桁架130上，进一步减少了机舱罩230内的组件，有利于减小机舱罩230尺寸、或减轻机舱组件200的重量。
可选地，第一桁架130可以采用焊接、铆接、及螺钉或螺栓连接的方式，与固定连接筒110形成牢固的连接，为移出机舱罩230的变压器510 提供充足的支承。
本申请的发明人考虑到，电气设备500中变压器510的发热量较大，工作时需要对其散热降温，通常采用强制风冷设备来完成降温任务，这增加了一定的能耗，增加了成本。为此，本申请为第一桁架130的布局方式提供如下一种可能的实现方式：
如图9所示，本申请实施例的第一桁架130在水平面投影的中轴线，与底座210在水平面投影的中轴线呈α角，且0°＜α＜180°。
通常情况下，风力发电机组的叶片正对的方向为上风向来流方向，风力发电机组的叶片、轮毂、发电机400以及底座210，各自在水平面投影的中轴线共线或平行，本实施例使第一桁架130在水平面投影的中轴线，与底座210在水平面投影的中轴线呈α角布置，即使第一桁架130在水平面投影的中轴线与上风向来流在水平面上的投影呈α角布置，第一桁架130移至机舱罩230侧方的旋转连接结构100处，使得更多的上风向来流能够经过第一桁架130上的变压器510，利用上风向来流为变压器510散热降温，降低能耗，节约成本。例如，当第一桁架130在水平面投影的中轴线，与底座210在水平面投影的中轴线呈90°时，变压器510可获得较优的散热效果。
本申请的发明人考虑到，通常将电气设备500布置于机舱罩230内的后方，有利于平衡机舱罩230前方的发电机400及其他组件，而将第一桁架130及变压器510由传统的机舱罩230内后方移至机舱罩230外侧方，机舱组件200和旋转连接结构100的受力存在不均衡的可能。为此，本申请为第二桁架220的布局方式提供如下一种可能的实现方式：
如图10所示，本申请实施例的第二桁架220在水平面投影的中轴线，与底座210在水平面投影的中轴线呈β角，且0°＜β＜180°。
机舱组件200还包括测风组件240，测风组件240迎风设置于机舱罩 230的远离底座210一端的顶面、底面或侧面。
本实施例将第二桁架220也由移至底座210在水平面投影的中轴线的侧面，可以帮助机舱组件200和旋转连接结构100平衡第一桁架130的受力。可选地，β角与α角相对应，例如α＝β＝120°，以使风力发电机组的旋转连接结构100上方受力尽量平衡。
通常，测风组件240设置于机舱罩230上，为避免机舱罩230前方发电机400的阻挡，测风组件240的尺寸的高度必须超过发电机400的高度。但在本实施例中，第二桁架220布置于发动机轴向的侧面，这使得机舱罩230的端部更容易超出发电机400对上风向来流的阻挡范围，而把测风组件240设置于机舱罩230的端部，就不用再受发电机400的影响，因此，测风组件240的高度可以降低，并且可降低材料要求。可选地，测风组件 240可以设置于机舱罩230远离底座210一端的顶面，也可以是机舱罩230 该端的底面，还可以是侧面，只要使测风组件240能够不受干扰地迎风即可。
本申请的发明人考虑到，将部分电气设备500由机舱罩230内移至旋转连接结构100的第一桁架130上，需要重新合理安排连接各电气设备 500的线路。为此，本申请为风力发电机组的线路布局提供如下一种可能的实现方式：
本申请实施例的发电机400的输出线缆经底座210后，连接至变流柜 520。
变流柜520的输出线缆直接连接至变压器510，线缆的走线距离最短，可降低成本；或，变流柜520的输出线缆依次经底座210、连接筒110后，连接至变压器510，适合第一桁架130可收纳至连接筒110的方案，使得线缆的大部分均在风力发电机组的内部走线，可以对线缆起到保护作用。
变压器510的输出线缆依次连接筒110、塔筒300后，连接至地面输电网或外部电力设备。
主控制柜530分别与发电机400、变压器510和变流柜520通讯连接；其中，通讯连接可包括电连接和光纤连接，电连接可包括有线电连接和无线电连接。主控制柜530与发电机400的通讯连接，可用于监控发电机 400的工况。
电气设备500还包括避雷针，避雷针设置于变压器510上，或设置于第一桁架130上，避雷针通过导线经连接筒110接入风力发电机组的防雷系统。
采用本实施例的线路布局，清晰合理，也有利于后期维护。
避雷针设置于变压器510处，有利于避免外置变压器510可能存在的防雷问题，保证风力发电机组的正常运行。
可选地，旋转连接结构100可开设便于维护第一桁架130上的电气设备500(例如变压器510)的人孔，以便需要维护的时候，维护人员可以由人孔到达第一桁架130上。
为了保证风力发电机组的防火性能，可选地，机舱罩230可选用阻燃材料，防止机舱罩230燃烧。
应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：
1、采用旋转连接结构100，将偏航组件从机舱组件200内分离出，偏航组件120与连接筒110组成独立的旋转连接结构100，减少了机舱罩 230内的组件，有利于减小机舱组件200尺寸、或减轻机舱组件200的重量，并且使机舱组件200和旋转连接结构100可以分开运输至项目现场，提高了可运输性；
2、旋转连接结构100上采用的第一桁架130，使部分电气设备500 可以由机舱罩230内移出，例如将变压器510移至连接筒110的第一桁架 130上，进一步减少了机舱罩230内的组件，有利于减小机舱罩230尺寸、或减轻机舱组件200的重量；
3、第一桁架130上开设吊装通孔130a，有利于降低对起吊装置的功能要求，降低起吊装置的成本；
4、将第一桁架130置于连接筒110内部，即安装于第一桁架130上的部分电气设备500可以获得连接筒110的保护；
5、使第一桁架130在水平面投影的中轴线，与发电机400在水平面投影的中轴线呈α角布置，即使第一桁架130移至机舱罩230侧方的旋转连接结构100处，使得更多的上风向来流能够经过第一桁架130上的变压器510，利用上风向来流为变压器510散热降温，降低能耗，节约成本；
6、将第二桁架220也由移至发电机400轴向的侧面，可以帮助机舱组件200和旋转连接结构100平衡第一桁架130的受力；测风组件240设置于机舱罩230远离底座210一端顶面、底面或侧面，可避免机舱罩230 前方发电机400的阻挡，能够不受干扰地迎风。
本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转连接结构(100)，其特征在于，包括：连接筒(110)和偏航组件(120)；
所述连接筒(110)的一端用于连接风力发电机组的机舱组件(200)，所述连接筒(110)的另一端用于连接风力发电机组的塔筒(300)；
所述偏航组件(120)分别连接所述塔筒(300)和所述连接筒(110)，用于驱动所述连接筒(110)相对所述塔筒(300)旋转；
所述旋转连接结构(100)还包括第一桁架(130)；
所述第一桁架(130)与所述连接筒(110)固连，用于布置风力发电机组的部分电气设备(500)；
所述连接筒(110)为中空结构，所述第一桁架(130)由所述连接筒(110)外延伸至所述连接筒(110)内，并与所述连接筒(110)的内壁固连。
2.根据权利要求1所述的旋转连接结构(100)，其特征在于，所述偏航组件(120)包括：偏航轴承(121)、偏航驱动机构(122)和偏航制动机构(123)；
所述偏航轴承(121)的内圈与所述连接筒(110)连接，所述偏航轴承(121)的外圈与所述塔筒(300)连接；或，所述偏航轴承(121)的内圈与所述塔筒(300)连接，所述偏航轴承(121)的外圈与所述连接筒(110)连接；
所述偏航驱动机构(122)包括驱动器、齿轮和齿圈，所述齿轮与所述驱动器传动连接，且所述齿轮与所述齿圈啮合；所述驱动器与所述连接筒(110)固连，所述齿圈与所述塔筒(300)固连；或，所述驱动器与所述塔筒(300)固连，所述齿圈与所述连接筒(110)固连；
所述偏航制动机构(123)包括相互配合的制动器和制动盘；所述制动器与所述连接筒(110)固连，所述制动盘与所述塔筒(300)固连；或，所述制动器与所述塔筒(300)固连，所述制动盘与所述连接筒(110)固连。
3.根据权利要求1或2所述的旋转连接结构(100)，其特征在于，所述第一桁架(130)具有可容所述电气设备(500)通过的吊装通孔(130a)，所述吊装通孔(130a)的短边长度小于所述电气设备(500)的长边长度，且所述吊装通孔(130a)的短边长度大于所述电气设备(500)的短边长度。
4.根据权利要求1或2所述的旋转连接结构(100)，其特征在于，所述旋转连接结构(100)还包括收纳组件(140)；
所述收纳组件(140)包括：承载件(141)、滑动连接机构(142)和滑动驱动机构(143)；
所述承载件(141)用于承载所述风力发电机组的部分电气设备(500)；
所述滑动连接机构(142)包括构成滑动连接副的滑动件(142a)和导轨(142b)，所述滑动件(142a)与所述承载件(141)连接，所述导轨(142b)与所述第一桁架(130)连接；
所述滑动驱动机构(143)的固定部与所述承载件(141)连接，所述滑动驱动机构(143)的活动部与所述第一桁架(130)传动连接；或，所述滑动驱动机构(143)的固定部与所述第一桁架(130)连接，所述滑动驱动机构(143)的活动部与所述承载件(141)传动连接。
5.根据权利要求4所述的旋转连接结构(100)，其特征在于，所述收纳组件(140)还包括：锚定机构(144)；
所述锚定机构(144)包括：第一锚定桩(144a)、第二锚定桩(144b)和锚件(144c)；
所述第一锚定桩(144a)至少具有两组，分别设置于位于所述连接筒(110)内的第一桁架(130)上，和位于所述连接筒(110)外的第一桁架(130)上；
所述第二锚定桩(144b)设置于所述承载件(141)上，并与所述第一锚定桩(144a)对应；
所述锚件(144c)与所述第一锚定桩(144a)和第二锚定桩(144b)相配合。
6.一种风力发电机组，包括叶片、轮毂、发电机(400)、机舱组件(200)和塔筒(300)，所述机舱组件(200)包括机舱罩(230)，和置于所述机舱罩(230)内的底座(210)，所述风力发电机组的特征在于，所述风力发电机组还包括如上述权利要求1或2所述的旋转连接结构(100)，以及电气设备(500)；所述机舱组件(200)还包括：第二桁架(220)；
所述第二桁架(220)与所述底座(210)固连，所述第二桁架(220)设置于所述机舱罩(230)内；
所述电气设备(500)包括：变压器(510)、变流柜(520)和主控制柜(530)，均设置于所述第二桁架(220)上；
所述旋转连接结构(100)的所述连接筒(110)远离所述偏航组件(120)的一端与所述底座(210)固连。
7.一种风力发电机组，包括叶片、轮毂、发电机(400)、机舱组件(200)和塔筒(300)，所述机舱组件(200)包括机舱罩(230)，和置于所述机舱罩(230)内的底座(210)，所述风力发电机组的特征在于，所述风力发电机组还包括如上述权利要求3-5中任一项所述的旋转连接结构(100)，以及电气设备(500)；所述机舱组件(200)还包括：第二桁架(220)；
所述第二桁架(220)与所述底座(210)固连，所述底座(210)和所述第二桁架(220)设置于所述机舱罩(230)内；
所述旋转连接结构(100)的所述连接筒(110)远离所述偏航组件(120)的一端与所述底座(210)固连；
所述电气设备(500)包括：变压器(510)、变流柜(520)和主控制柜(530)；
所述变压器(510)设置于所述旋转连接结构(100)的所述第一桁架(130)上，所述变流柜(520)和主控制柜(530)设置于所述第二桁架(220)上。
8.根据权利要求7所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一桁架(130)在水平面投影的中轴线，与所述底座(210)在水平面投影的中轴线呈α角，且0°＜α＜180°。
9.根据权利要求7或8所述的风力发电机组，其特征在于，所述第二桁架(220)在水平面投影的中轴线，与所述底座(210)在水平面投影的中轴线呈β角，且0°＜β＜180°；
所述机舱组件(200)还包括测风组件(240)，所述测风组件(240)迎风设置于所述机舱罩(230)的远离所述底座(210)一端的顶面、底面或侧面。
10.根据权利要求7所述的风力发电机组，其特征在于，所述发电机(400)的输出线缆经所述底座(210)后，连接至所述变流柜(520)；
所述变流柜(520)的输出线缆直接连接至所述变压器(510)；或，所述变流柜(520)的输出线缆依次经所述底座(210)、所述连接筒(110)后，连接至所述变压器(510)；
所述变压器(510)的输出线缆依次所述连接筒(110)、所述塔筒(300)后，连接至地面输电网或外部电力设备；
所述主控制柜(530)分别与所述发电机(400)、所述变压器(510)和所述变流柜(520)通讯连接；
所述电气设备(500)还包括避雷针，所述避雷针设置于所述变压器(510)上，或设置于所述第一桁架(130)上，所述避雷针通过导线经所述连接筒(110)接入所述风力发电机组的防雷系统。
CN201910882428.6A 2019-09-18 2019-09-18 旋转连接结构及风力发电机组 Active CN110566418B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910882428.6A CN110566418B (zh) 2019-09-18 2019-09-18 旋转连接结构及风力发电机组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910882428.6A CN110566418B (zh) 2019-09-18 2019-09-18 旋转连接结构及风力发电机组

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110566418A CN110566418A (zh) 2019-12-13
CN110566418B true CN110566418B (zh) 2022-10-18

Family

ID=68780926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910882428.6A Active CN110566418B (zh) 2019-09-18 2019-09-18 旋转连接结构及风力发电机组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110566418B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112260442A (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 湖北绿水长源机电有限公司 一种具有防水防护结构的船用发电机装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201616610U (zh) * 2010-03-03 2010-10-27 山东中凯风电设备制造有限公司 一种风电专用塔筒变电站
CN201904274U (zh) * 2010-12-21 2011-07-20 江阴市云峰电器设备有限公司 风力发电塔筒专用结构高压真空负荷开关
DK2565445T3 (en) * 2011-09-02 2014-03-10 Siemens Ag Transformer chamber for a wind turbine, wind turbine structure component, wind turbine and method for assembling a wind turbine
CN203098149U (zh) * 2012-12-19 2013-07-31 广西银河风力发电有限公司 一种单轴承直驱型风力发电机组
CN103452756A (zh) * 2013-09-12 2013-12-18 太原重工股份有限公司 风力发电机组的偏航系统及包含该系统的风力发电机组
CN203532172U (zh) * 2013-09-16 2014-04-09 重庆海电风能集团有限公司 风电机舱罩底板支架
CN103711653A (zh) * 2013-12-23 2014-04-09 江苏海力风电设备科技有限公司 一种大功率海上风力发电机组塔架外置电器组件工作平台
US10119523B2 (en) * 2015-06-30 2018-11-06 Vestas Wind Systems A/S Method for moving wind turbine components and a transport system for moving wind turbine components
CN207994447U (zh) * 2017-09-19 2018-10-19 桂林君泰福电气有限公司 一种智能紧凑型变电站

Also Published As

Publication number Publication date
CN110566418A (zh) 2019-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3104003B1 (en) Nacelle construction for a wind turbine
EP2147885B1 (en) Portable crane system for wind turbine components
US20090250939A1 (en) Wind-driven generation of power
US9359911B2 (en) Wind turbine having heliplatform arrangement and method of using same
EP2317137B1 (en) Configuration of a wind turbine nacelle
EP2806157A1 (de) Windenergieanlage
US8231347B2 (en) Mass-centralizing blade extension drive mount locations for wind turbine
CA2817838C (en) Hatch cover for wind driven power plant
EP3276169A1 (en) A wind turbine
EP2469074B1 (en) Wind power installation with helicopter hoisting platform
EP2784018B1 (en) Lifting apparatus, wind turbine generator and maintenance method for wind turbine generator
CN110566418B (zh) 旋转连接结构及风力发电机组
EP3311024B1 (en) Portable and modular hoisting assembly for a wind turbine
US20210277866A1 (en) A multirotor wind turbine with guy wires
US11598318B2 (en) Assembly and method for preventing exposure of personnel to an opening defined by a surface of a wind turbine
CN208106657U (zh) 风力发电机组及其吊运装置
EP2865891B1 (en) Equipment lifting apparatus for wind turbine and installation method of the same
CN109416016B (zh) 包括用于在移除机舱期间承载转子的停驻结构的风轮机
EP4375503A1 (en) Nacelle for a wind turbine and method for installing the nacelle
US12025105B2 (en) Wind turbine nacelles
US20230072624A1 (en) Wind turbine nacelles
RU2097599C1 (ru) Многороторная ветроэлектростанция

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant