CN111371237A - 发电机及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电机以及风力发电机组，发电机包括：轴系结构，包括同轴设置并转动连接的转轴及定轴；转子，连接于转轴；定子，连接于定轴，定子面向转子设置并在轴系结构的径向上与转子之间形成有气隙；轴承组，在径向上支撑于转子与定子之间，轴承组包括沿轴系结构的轴向相互间隔设置的两个以上调节轴承，转子及定子通过两个以上调节轴承转动连接。本发明实施例提供的发电机以及风力发电机组，发电机能够保证转子、定子之间的气隙的均匀性，进而能够保证风力发电机组的发电效益。

Description

发电机及风力发电机组

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种发电机及风力发电机组。

背景技术

图1示出了现有技术中发电机的局部结构示意图，如图1所示，发电机通常包括转子20及定子30，转子20与定子30相对设置且彼此之间具有气隙。发电机在应用于风力发电机组时，其转子20通过转轴能够与叶轮的轮毂连接，定子30通过定轴能够与机舱的底座连接。其工作原理为：叶轮在风载作用下带动转轴旋转，进而带动转轴上的转子20旋转，使得转子20与定子30进行切割磁力线运动，从而产生磁感应电流并发电。

图2、图3示出了现有技术中发电机在重力、风载载荷弯矩作用下转子20的翻转示意图。由于轮毂、转轴以及转子20之间为刚性连接，随着风力发电机组功率增加，叶轮重量以及风载增加，转轴在重力、风载载荷弯矩作用下变形越来越大，而转轴的变形直接导致转子20与定子30之间的气隙不均匀，气隙增大处，通过感应线圈的磁通量减少，导致发电效率降低。气隙变小处，因转子20和定子30的同轴度误差，转子20在转动时将会与定子30之间发生划伤甚至卡死，影响风力发电机组的发电效益。

因此，亟需一种新的发电机以及风力发电机组。

发明内容

本发明实施例提供一种发电机以及风力发电机组，发电机能够保证转子、定子之间的气隙的均匀性，进而能够保证风力发电机组的发电效益。

本发明实施例一方面提出了一种发电机，包括：轴系结构，包括同轴设置并转动连接的转轴及定轴；转子，连接于转轴；定子，连接于定轴，定子面向转子设置并在轴系结构的径向上与转子之间形成有气隙；轴承组，在径向上支撑于转子与定子之间，轴承组包括沿轴系结构的轴向相互间隔设置的两个以上调节轴承，转子及定子通过两个以上调节轴承转动连接。

根据本发明实施例的一个方面，两个以上调节轴承中的至少一个调节轴承包括轴承支架以及设置于轴承支架上的摩擦件，摩擦件与轴承支架活动连接，轴承支架环绕轴系结构设置并与所转子及定子的一者固定或者可拆卸连接，摩擦件与转子及定子的另一者相互抵靠。

根据本发明实施例的一个方面，调节轴承为滑动轴承，摩擦件为与轴承支架活动连接的套件，摩擦件与转子及定子的另一者相互抵靠并滑动配合。

根据本发明实施例的一个方面，调节轴承为滚动轴承，摩擦件为多个间隔设置于轴承支架上的滚动体，多个滚动体与轴承支架转动连接，摩擦件与转子及定子的另一者相互抵靠并滚动配合。

根据本发明实施例的一个方面，轴承支架为封闭的环形结构体，多个滚动体沿轴系结构的周向均匀设置；或者，轴承支架为分段式环形结构体，轴承支架包括两个以上弧形单元，两个以上弧形单元相互间隔设置或者依次拼接，每个弧形单元转动连接有至少一个滚动体。

根据本发明实施例的一个方面，轴承支架在轴系结构的周向上的截面呈“T”形，轴承支架包括相交设置并相互连接的固定板以及安装板，固定板上沿周向间隔设置有多个连接孔，轴承支架通过固定板与所转子及定子的一者固定或者可拆卸连接，滚动体可转动设置于安装板。

根据本发明实施例的一个方面，调节轴承进一步包括保持架，保持架上设置有多个通孔，通孔的数量大于等于滚动体的数量，保持架扣接在轴承支架，各滚动体均位于轴承支架与保持架之间，每个滚动体至少部分凸出于与其自身相对的通孔。

根据本发明实施例的一个方面，保持架为封闭的环形槽体结构；或者，保持架为分段式环形槽体结构，保持架包括两个以上弧形槽体单元，两个以上弧形槽体单元相互间隔设置或者依次拼接。

根据本发明实施例的一个方面，与摩擦件相抵靠的转子或定子上设置有限位槽，限位槽为环绕轴系结构设置的环形槽，摩擦件至少部分伸入限位槽并与限位槽的槽壁滑动或滚动配合。

根据本发明实施例的一个方面，限位槽直接设置在与摩擦件相抵靠并活动连接的转子或定子上；或者，与摩擦件相抵靠的转子或定子面向摩擦件的表面上设置有环状结构体，限位槽设置于环状结构体。

根据本发明实施例的一个方面，调节轴承的数量为两个，其中一个调节轴承位于转子及定子在轴向上的同一端，另一个调节轴承位于转子及定子在轴向上的另一端。

根据本发明实施例的一个方面，发电机还进一步包括弹性连接件，弹性连接件包括多个沿轴系结构的周向均匀设置的弹性联轴节；每个弹性联轴节的一端与转子球铰接且另一端与转轴球铰接；或者，每个弹性联轴节的一端与定子球铰接且另一端与定轴球铰接。

根据本发明实施例的一个方面，定子或转子上设置有维护窗口，维护窗口与调节轴承相对设置。

根据本发明实施例的一个方面，转子具有相互连接的转子支架及磁钢，转子通过转子支架与转轴连接，定子具有相互连接的定子支架及感应线圈，定子通过定子支架与定轴连接，转子支架及定子支架的一者包括环绕轴系结构设置的环形板以及至少一个侧板；转子支架以及定子支架的另一者包括沿径向延伸的连接板以及环绕轴系结构并与连接板相互连接的U形板，U形板的U形开口朝向环形板，U形板与环形板之间共同形成环形腔，磁钢及感应线圈位于环形腔内，气隙形成于磁钢及感应线圈之间；U形板在轴向上的每个端部分别连接有至少一个调节轴承，调节轴承抵靠于环形板。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种风力发电机组，包括叶轮、机舱以及上述的发电机，其中，转轴与叶轮连接，定轴与机舱的底座连接。

根据本发明实施例提供的发电机及风力发电机组，发电机包括轴系结构、转子、定子以及轴承组，轴系结构包括转动连接的转轴及定轴，转子连接于转轴，定子连接于定轴，定子面向转子设置并在轴系结构的径向上与转子之间形成有气隙，发电机在应用至风力发电机组时，其转轴连接于轮毂，定轴连接于机舱，在风能作用下，轮毂带动转轴相对于定轴转动，进而带动转轴上的转子相对于定子转动，产生磁感应电流并发电。由于轴承组在径向上支撑于转子与定子之间，轴承组包括沿轴系结构的轴向相互间隔设置的两个以上调节轴承，转子及定子通过两个以上调节轴承转动连接，使得转子及定子在外载荷的作用下，能够保持转子以及定子的相对径向同步变形，从而保证转子、定子之间气隙的均匀性，能够有效的避免转子及定子在相对转动时发生划伤、卡死等现象，保证风力发电机组的发电效益。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是现有技术中发电机在正常状态下的局部剖视图；

图2是现有技术中发电机在受叶轮风载弯矩状态下的局部剖视图；

图3是现有技术中发电机在受自身转子重力载荷状态下的局部剖视图；

图4是本发明实施例的风力发电机组的结构简图；

图5是本发明实施例的风力发电机组的局部结构示意图；

图6是本发明一个实施例的发电机的轴测图；

图7是本发明一个实施例的发电机的局部剖视图；

图8是本发明一个实施例的发电机的部分结构件的半剖视图；

图9是图7中A处放大图；

图10是本发明实施例的弹性联轴节与转子或者转轴的连接示意图；

图11是图10的剖视图；

图12是本发明另一个实施例的发电机的局部剖视图；

图13是本发明又一个实施例的发电机的结构示意图；

图14是本发明又一个实施例的发电机的部分结构件的半剖视图。

其中：

100-发电机；

10-轴系结构；11-转轴；12-定轴；13-回转支撑；

20-转子；21-转子支架；211-环形板；212-侧板；22-磁钢；23-限位槽；

30-定子；31-定子支架；311-连接板；312-U形板；313-U形开口；32-感应线圈；

40-气隙；

50-调节轴承；51-轴承支架；51a-弧形单元；511-固定板；512-安装板；513-连接孔；52-摩擦件；521-滚动体；53-保持架；53a-弧形槽体单元；

60-弹性连接件；61-弹性联轴节；62-耳座；63-球形连接副；

200-叶轮；201-轮毂；202-叶片；

300-机舱；400-塔筒；

X-轴向；Y-径向；Z-周向。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

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，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的发电机及风力发电机组的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的发电机，能够用于发电。尤其是在风电技术领域，能够用于风力发电机组，利用风能发电。本发明以下的实施例仅以使用于风力发电机组为例对发电机进行说明，但本发明实施例的发电机的应用并不限于以下的实施例，也可以安装于其他领域的发电设备，并对其进行保护。

为了更好地理解本发明，下面结合图4至图14根据本发明实施例的发电机以及风力发电机组进行详细描述。

请参阅图4，图4示出了本发明实施例的风力发电机组的结构简图，本发明实施例提供的风力发电机组，主要包括塔筒400、机舱300、发电机100以及叶轮200，机舱300设置于塔筒400的顶端，发电机100设置于机舱300，可以位于机舱300的内部，当然，也可以位于机舱300的外部。叶轮200包括轮毂201以及两个以上分别与轮毂201连接的叶片202，发电机100与轮毂201连接并固定于机舱300的底座上，叶片202在风载的作用下带动轮毂201转动，进而实现发电机100的发电。

请一并参阅图5至图8，图5示出了本发明实施例的风力发电机组的局部结构示意图，图6示出了本发明一个实施例的发电机100的轴测图，图7示出了本发明一个实施例的发电机100的局部剖视图，图8示出了本发明一个实施例的发电机100的部分结构件的半剖视图。

本发明实施例提供的风力发电机组，其发电机100可以采用不同的结构，在一些可选的实施例中，本发明实施例提供的发电机100，包括轴系结构10、转子20、定子30以及轴承组，轴系结构10包括同轴设置并转动连接的转轴11及定轴12。转子20连接于转轴11，定子30连接于定轴12，定子30面向转子20设置并在轴系结构10的径向Y上与转子20之间形成有气隙40。轴承组在径向Y上支撑于转子20与定子30之间，轴承组包括沿轴系结构10的轴向X相互间隔设置的两个以上调节轴承50，转子20及定子30通过两个以上调节轴承50转动连接。

本发明实施例提供的发电机100，能够保证转子20、定子30之间的气隙40的均匀性，进而能够保证风力发电机组的发电效益。

具体的，转轴11以及定轴12分别为套件，在一些可选的示例中，转轴11部分延伸进入定轴12的内部并与定轴12同轴设置，转轴11与定轴12之间设置回转支撑13，回转支撑13可以为轴承结构，回转支撑13的数量可以为一个且可以采用双排滚动轴承。回转支撑13的内圈与转轴11连接且外圈与定轴12连接，转轴11远离定轴12的一端设置有端法兰，发电机100整体可以通过转轴11上的端法兰与叶轮200的轮毂201固定连接。而定轴12远离转轴11的一端同样设置有端法兰，发电机100整体可以通过定轴12上的端法兰与机舱300的底座固定连接。

请继续参阅图5至图8，在一些可选的示例中，转子20可以具有相互连接的转子支架21及磁钢22，转子20通过转子支架21与转轴11连接，转子支架21与转轴11可以直接连接，当然，转子支架21与转轴11也可以通过其他结构件间接连接。转子支架21包括环绕轴系结构10设置的环形板211以及两个侧板212，两个侧板212在轴系结构10的轴向X上相互对称设置。其中一个侧板212连接于环形板211在轴向X上的一端，另一个侧板212连接于环形板211在轴向X上的另一端。两个侧板212分别向轴系结构10所在方向延伸，并与轴系结构10的定轴12之间留有间隙。侧板212可以为刚性件，当然，在一些其他的示例中，侧板212也可以采用柔性件，例如，软带等。

可选的，定子30可以具有相互连接的定子支架31及感应线圈32，定子30通过定子支架31与定轴12连接。定子支架31包括沿轴系结构10的径向Y延伸的连接板311以及环绕轴系结构10并与连接板311相互连接的U形板312，U形板312的U形开口313朝向环形板211，U形板312与环形板211之间共同形成环形腔，磁钢22及感应线圈32位于环形腔内，气隙40形成于磁钢22及感应线圈32之间，连接板311与定轴12连接，以将定子30整体支撑于定轴12的外周。

在一些可选的实施例中，本发明实施例提供的发电机100，其轴承组所包括的调节轴承50的数量可以为两个，其中一个调节轴承50位于转子20及定子30在轴向X上的同一端，另一个调节轴承50位于转子20及定子30在轴向X上的另一端。

两个调节轴承50在具体设置时，其中一个调节轴承50具体连接于定子支架31的U形板312在轴系结构10的轴向X上的一端，另一个调节轴承50具体连接于U形板312在轴系结构10的轴向X上的另一端。

每个调节轴承50可以采用不同的结构形式，至少一个调节轴承50包括轴承支架51以及设置于轴承支架51上的摩擦件52，摩擦件52与轴承支架51活动连接，轴承支架51环绕轴系结构10设置并与所转子20及定子30的一者固定或者可拆卸连接，摩擦件52与转子20及定子30的另一者相互抵靠。作为一些可选的实施方式，轴承支架51与定子30的U形板312可以采用焊接连接，当然也可以采用螺栓等紧固件可拆卸连接。

请一并参阅图5至图9，图9示出了图7中A处放大图，轴承支架51可以采用多种形式，在一些可选的实施例中，轴承支架51在轴系结构10的周向Z上的截面呈“T”形。轴承支架51包括相交设置并相互连接的固定板511以及安装板512，固定板511上沿周向Z间隔设置有多个连接孔513，轴承支架51具体通过其固定板511与定子30的U形板312采用螺栓等紧固件可拆卸连接，安装板512远离固定板511的表面设置有容纳槽，用于安装摩擦件52。

调节轴承50可以采用多种轴承结构形式，在一些可选的示例中，调节轴承50可以为滚动轴承，其摩擦件52可以为多个间隔设置于轴承支架51上的滚动体521，多个滚动体521与轴承支架51转动连接，具体实施时，滚动体521可以位于安装板512的容纳槽内。

在一些可选的示例中，滚动体521可以为球形结构体，为了更好的限定滚动体521在安装板512上的位置，可选的，调节轴承50进一步包括保持架53，保持架53上设置有多个通孔，通孔的数量大于等于滚动体521的数量，保持架53扣接在轴承支架51，各滚动体521均位于轴承支架51与保持架53之间，每个滚动体521至少部分凸出于与其自身相对的通孔。滚动体521凸出于保持架53的部分与转子支架21的环形板211相互抵靠并滚动配合，保持架53与轴承支架51可以为分体加工，并通过焊接或者卡接、紧固件连接等方式连接固定，当然，保持架53与轴承支架51可以为一体式结构。

本发明实施例提供的发电机100，其为外转子20形式的发电机100，在应用至风力发电机组时，其通过转轴11与轮毂201连接，并通过定轴12与机舱300的底座连接。当叶片202在风能的作用下带动轮毂201以及转轴11转动时，转轴11上的转子20能够相对定轴12上的定子30转动，使得转子20的磁钢22与定子30的感应线圈32进行切割磁力线运动，从而产生磁感应电流并发电，满足风力发电机组的发电要求。

同时，由于轴承组在轴系结构10的径向Y上支撑于转子20与定子30之间，轴承组包括沿轴系结构10的轴向X相互间隔设置的两个调节轴承50。转子20及定子30通过两个调节轴承50转动连接，使得转子20及定子30在外载荷的作用下，如叶轮200风载弯矩或者重力载荷的作用下，能够保持转子20以及定子30的相对径向Y同步变形，从而保证转子20、定子30之间气隙40的均匀性，有效的避免转子20及定子30在相对转动时发生划伤、卡死等现象，进而保证风力发电机组的发电效益。

请继续参阅图5至图9，轴承支架51为分段式环形结构体，轴承支架51包括两个以上弧形单元51a，两个以上弧形单元51a相互间隔设置，每个弧形单元51a转动连接有至少一个滚动体521。弧形单元51a的数量不做具体数量限定，具体可以根据发电机100自身的尺寸型号进行限定。

通过上述设置，不仅能够使得转子20及定子30在外载荷的作用下，保持转子20以及定子30的相对径向Y同步变形。同时，轴承支架51采用分段式的环形结构体，并使得两个以上弧形单元51a相互间隔设置，能够有效的降低发电机100整体的制造成本，便于调节轴承50的安装及更换。

更为重要的是，将调节轴承50限定为上述结构形式，能够满足陆地机组向大功率的发展需求，原因在于：发电机100在弯矩载荷作用下气隙40的变化量与发电机100宽度(或定子30和转子20之间的宽度)成正比，即发电机100越宽，气隙40的变化量越大。随着大功率机组发展，必然要求发电机100直径增加或发电机100宽度增加，但是发电机100直径受限于运输尺寸限制(陆地机组的发电机100直径不能大于5m，否则运输时无法通过隧道、桥梁)，因此只能增大发电机100宽度。当发电机100宽度增加后，要保持弯矩载荷作用下气隙40的变化量不增加，则必须要增加转轴11以及回转支撑13的弯曲刚度以及定子30、转子20的制造精度，从而大大增加发电机100制造成本。根据以往发电机100制造成本数据分析，发电机100的制造成本与发电机100宽度的二次方成正比。因此，现有技术中的发电机100已经不能满足陆地机组向大功率发展要求。

而本发明实施例提供的发电机100，通过在转子20与定子30之间设置轴承组，并且限定轴承组所包括的调节轴承50的轴承支架51采用分段式的环形结构体，能够极大程度的降低发电机100的宽度，有效的解决了现有技术中因功率提升需要，发电机100宽度增大，转子20在载荷作用下的变形、制造误差等导致转子20与定子30之间的气隙40不均匀的问题，降低了转子20、定子30的制造成本，克服了大功率发电机100运输受限的瓶颈，使发展陆地超大型风力发电机100成为可能。

当轴承支架51采用分段式环形结构体时，相应的，保持架53也可以为分段式环形槽体结构，保持架53包括两个以上弧形槽体单元53a，两个以上弧形槽体单元53a可以相互间隔设置，弧形槽体单元53a的数量可以与轴承支架51的弧形单元51a的数量相同并一一对应设置，能够更好的满足对滚动体521的限定作用，同时能够保证发电机100成本以及运输要求。

当然，本发明上述各实施例提供的发电机100的上述轴承支架51形式只是一种可选的实施方式，在一些其他的示例中，当机组功率较小，发电机100运输不受限制时，每个调节轴承50的轴承支架51的两个以上弧形单元51a也可以沿着轴系结构10的周向Z依次拼接，或者，轴承支架51还可以为封闭的环形结构体，多个滚动体521沿轴系结构10的周向Z均匀设置，具体可以根据发电机100的成本预算、运输要求等条件选择。

相应的，本发明上述各实施例提供的发电机100的上述保持架53形式只是一种可选的实施方式，在一些其他的示例中，保持架53也可以为封闭的环形槽体结构，或者，保持架53仍为分段式环形槽体结构，其两个以上弧形槽体单元53a依次拼接，在满足对滚动体521的限定作用的基础上，可以根据发电机100的成本预算、运输要求等条件选择。

请继续参阅图9，作为一种可选的实施方式，与摩擦件52相抵靠的转子20上设置有限位槽23，限位槽23为环绕轴系结构10设置的环形槽，摩擦件52至少部分伸入限位槽23并与限位槽23滚动配合。通过设置限位槽23，可以对转子20进行限位，防止转子20在轴系结构10的轴向X上窜动，更好的满足发电机100的发电要求。

在具体实施时，限位槽23可以直接设置在与摩擦件52相抵靠的转子20上，具体可以直接设置在转子支架21的环形板211上，当然，在一些其他的示例中，为满足转子支架21的刚性要求或者在转子支架21的环形板211的厚度不足以满足限位槽23的开设要求时，可选的，与摩擦件52相抵靠的转子20面向摩擦件52的表面上设置有环状结构体，限位槽23设置于环状结构体，同样能够满足对转子20的限位要求。通过设置限位槽23，还可以定期在限位槽23内涂抹润滑脂或者润滑油，有效的防止摩擦件52与转子支架21件摩擦产热，进一步降低摩擦件52以及转子支架21的磨损。

请继续参阅图5至图9，作为一种可选的实施方式，本发明实施例提供的发电机100，还进一步包括弹性连接件60，弹性连接件60包括多个沿轴系结构10的周向Z均匀设置的弹性联轴节61。每个弹性联轴节61的一端与转子20铰接，具体可以采用球铰接，每个弹性联轴节61的另一端与转轴11铰接，具体可以为球铰接，即，本发明实施例提供的发电机100，其转子20的转子支架21可以通过弹性连接件60与转轴11间接连接。

本发明实施例提供的发电机100，由于其转子20及定子30采用多个弹性联轴节61进行连接，避免转轴11在载荷作用下的变形传递给转子20，保证了各调节轴承50只承受径向Y载荷，提高各调节轴承50的可靠性降低制造成本。同时，弹性连接件60的一端与转子20采用球铰接的连接方式，另一端与转轴11采用球铰接的连接方式，可以进一步吸收转轴11的弯曲变形，不使转轴11在弯矩载荷(来源于叶片202风载和叶片202、轮毂201的重力载荷)作用下的变形传递给转子20的转子支架21，减小发电机100的转子支架21的变形，从而降低了调节轴承50所承载的弯矩，提高了各调节轴承50的寿命。

在具体实施时，弹性连接件60所包括的弹性联轴节61的数量不做具体限定，可以为三个、四个甚至更多个，例如图示中的六个，具体可以根据连接及支撑要求选择。

请一并参阅图10及图11，图10示出了本发明实施例的弹性联轴节61与转子20或者转轴11的连接示意图，图11示出了图10的剖视图。作为一种可选的实施方式，在转子20以及转轴11上分别设置有耳座62，并在耳座62上转动连接有球形连接副63，弹性联轴节61与转子20及转轴11上的球形连接副球63铰接。转子20上的耳座62具体可以设置在转子支架21的侧板212上，而转轴11上的耳座62具体可以设置在转轴11的端法兰上，通过上述设置，能够更加便于弹性联轴节61的安装，并保证转轴11与转子20之间的弹性连接要求。

作为一种可选的实施方式，本发明实施例的发电机100的转子20上进一步设置有维护窗口，维护窗口与调节轴承50相对设置，通过设置维护窗口能够便于调节轴承50的更换。维护窗口可以为与调节轴承50的弧形单元51a形状一致或者长度大于一个弧形单元51a的条形口，便于对弧形单元51a的更换，当然也可以采用其他的结构形式，具体可以根据要求设定，只要能够满足调节轴承50整体或者部分弧形单元51a的更换均可。

可以理解的是，本发明以上各实施例的发电机100，其调节轴承50的数量不限于为两个，在一些其他示例中，调节轴承50的数量可以为三个、四个甚至更多个，当调节轴承50的数量为多个时，可以均支撑于转子20以及定子30之间，并且在轴系结构10的轴向X上依次设置，只要不对磁钢22以及感应线圈32进行遮挡，保证发电机100的发电要求均可。

当调节轴承50为滚动轴承时，其多个滚动体521不限于为球形结构，也可以为柱形结构，例如，可以为圆柱或者圆锥等其他形式的滚动体。并且，多个滚动体521不限于通过保持架53限定其与轴承支架51的相对位置，在一些其他的示例中，每个滚动体521还可以通过销轴等连接件与轴承支架51的安装板512转动配合。

同时，上述各实施例的发电机100的调节轴承50采用滚动轴承的形式只是一种可选的实施方式，在一些其他的示例中，调节轴承50也可以采用滑动轴承的形式，此时，调节轴承50的摩擦件52可以为与轴承支架51活动连接的套件，摩擦件52与转子20相互抵靠并滑动配合。在外载荷的作用下，上述形式的调节轴承50同样能够保持转子20以及定子30的相对径向Y同步变形，从而保证转子20、定子30之间气隙40的均匀性。

请一并参阅图12，图12示本发明另一个实施例的发电机100的局部剖视图，以上各实施例提供的发电机100，转轴11与定轴12之间的回转支撑13均是以一个为例进行说明的，可以理解的是，回转支撑13的数量不限于一个，也可以为两个甚至更多个，当为两个时，两个回转支撑13之间的轴向X距离可以为200mm以上，且两个回转支撑13均可以包括单列或者双列不同形式的滚动体521。

请一并参阅13以及图14，图13示出了本发明又一个实施例的发电机100的结构示意图，图14示出了本发明又一个实施例的发电机100的部分结构件的半剖视图。

本发明以上各实施例提供的发电机100，均是以外转子形式的发电机100为例进行说明的，此为一种可选的实施方式，但不限于此，在一些其他的示例中，本发明实施例的发电机100还可以是外定子形式的发电机100，该形式的发电机100与图5至图12所示的上述各实施例的外转子形式的发电机100结构基本相同，不同之处在于以下几方面：

本发明实施例的发电机100，其转轴11套设于定轴12的外侧，回转支撑13的内圈与定轴12连接且外圈与转轴11连接。并且，定子支架31包括环绕轴系结构10设置的环形板211以及一个侧板212，侧板212与环形板211的同上述各实施例的发电机100的连接方式相同，侧板212远离环形板211的另一端延伸至定轴12并与定轴12连接，侧板212可以为柔性件，例如可以为软带，能够使得转轴11、转子20的变形(在叶轮200风载、重力载荷作用下的变形)不传递给定轴12和定子30。

并且，本发明实施例的转子支架21包括沿径向Y延伸的连接板311以及环绕轴系结构10并与连接板311相互连接的U形板312，U形板312的U形开口313朝向环形板211，U形板312与环形板211之间共同形成环形腔，磁钢22及感应线圈32位于环形腔内，气隙40形成于磁钢22及感应线圈32之间。调节轴承50的轴承支架51环绕轴系结构10设置并定子30固定或者可拆卸连接，摩擦件52与定子30相互抵靠并滑动或滚动配合。

进一步的，本发明实施例的定子30上设置有限位槽23，限位槽23具体位于定子支架31的环形板211上。

同时，本发明实施例提供的转子支架21，其弹性连接件60的每个弹性联轴节61的一端与定子30球铰接且另一端与定轴12球铰接，球铰接的具体设置方式与上述各实施例的外转子20形式的发电机100设置方式一致，在此就不赘述。

本发明实施例提供的外定子30形式的发电机100，在使用时，其转轴11与轮毂201连接固定，定轴12与机舱300的底座连接固定，当叶轮200在风载作用下旋转时，同样能够实现叶轮200带动转轴11转动，转轴11带动转子20旋转，且因定子30与定轴12通过弹性联轴节11连接，当转轴11在外载荷作用下发生摆动变形而带动转子20发生位移变形时，定子30与转子20同步变形，从而保证定子30、转子20之间的气隙40不发生变化，同样能够保证转子20、定子30之间的气隙40的均匀性，进而能够保证风力发电机组的发电效益。

综上，本发明实施例提供的发电机100，通过在转子20与定子30之间设置轴承组，能够保证发电机100气隙40的稳定性，保证发电效益。同时调节轴承50采用分段式轴承结构，便于更换及维护，同时能够减小发电机100的尺寸，降低成本且便于运输，打破增大发电机100宽度而制造成本大幅增加的瓶颈，使发电机100宽度大幅增加成为现实，并使得发展陆地超大型发电机100成为现实。

而本发明实施例提供的风力发电机组，包括上述各实施例的发电机100，能够保证其自身发电机100的气隙40的均匀性，具有更好的发电效益，故易于推广使用。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (15)

1.一种发电机(100)，其特征在于，包括：

轴系结构(10)，包括同轴设置并转动连接的转轴(11)及定轴(12)；

转子(20)，连接于所述转轴(11)；

定子(30)，连接于所述定轴(12)，所述定子(30)面向所述转子(20)设置并在所述轴系结构(10)的径向(Y)上与所述转子(20)之间形成有气隙(40)；

轴承组，在所述径向(Y)上支撑于所述转子(20)与所述定子(30)之间，所述轴承组包括沿所述轴系结构(10)的轴向(X)相互间隔设置的两个以上调节轴承(50)，所述转子(20)及所述定子(30)通过两个以上所述调节轴承(50)转动连接。

2.根据权利要求1所述的发电机(100)，其特征在于，两个以上所述调节轴承(50)中的至少一个所述调节轴承(50)包括轴承支架(51)以及设置于所述轴承支架(51)上的摩擦件(52)，所述摩擦件(52)与所述轴承支架(51)活动连接，所述轴承支架(51)环绕所述轴系结构(10)设置并与所述转子(20)及所述定子(30)的一者固定或者可拆卸连接，所述摩擦件(52)与所述转子(20)及所述定子(30)的另一者相互抵靠。

3.根据权利要求2所述的发电机(100)，其特征在于，所述调节轴承(50)为滑动轴承，所述摩擦件(52)为与所述轴承支架(51)相互套设并转动连接的套件，所述摩擦件(52)与所述转子(20)及所述定子(30)的另一者相互抵靠并滑动配合。

4.根据权利要求2所述的发电机(100)，其特征在于，所述调节轴承(50)为滚动轴承，所述摩擦件(52)为多个间隔设置于所述轴承支架(51)上的滚动体(521)，多个所述滚动体(521)与所述轴承支架(51)转动连接，所述摩擦件(52)与所述转子(20)及所述定子(30)的另一者相互抵靠并滚动配合。

5.根据权利要求4所述的发电机(100)，其特征在于，所述轴承支架(51)为封闭的环形结构体，多个所述滚动体(521)沿所述轴系结构(10)的周向(Z)均匀设置；

或者，所述轴承支架(51)为分段式环形结构体，所述轴承支架(51)包括两个以上弧形单元(51a)，两个以上所述弧形单元(51a)相互间隔设置或者依次拼接，每个所述弧形单元(51a)转动连接有至少一个所述滚动体(521)。

6.根据权利要求5所述的发电机(100)，其特征在于，所述轴承支架(51)在所述轴系结构(10)的周向(Z)上的截面呈“T”形，所述轴承支架(51)包括相交设置并相互连接的固定板(511)以及安装板(512)，所述固定板(511)上沿所述周向(Z)间隔设置有多个连接孔(513)，所述轴承支架(51)通过所述固定板(511)与所述转子(20)及所述定子(30)的一者固定或者可拆卸连接，所述滚动体(521)可转动设置于所述安装板(512)。

7.根据权利要求6所述的发电机(100)，其特征在于，所述调节轴承(50)进一步包括保持架(53)，所述保持架(53)上设置有多个通孔，所述通孔的数量大于等于所述滚动体(521)的数量，所述保持架(53)扣接在所述轴承支架(51)，各所述滚动体(521)均位于所述轴承支架(51)与所述保持架(53)之间，每个所述滚动体(521)至少部分凸出于与其自身相对的所述通孔。

8.根据权利要求7所述的发电机(100)，其特征在于，所述保持架(53)为封闭的环形槽体结构；或者，所述保持架(53)为分段式环形槽体结构，所述保持架(53)包括两个以上弧形槽体单元(53a)，两个以上所述弧形槽体单元(53a)相互间隔设置或者依次拼接。

9.根据权利要求2所述的发电机(100)，其特征在于，与所述摩擦件(52)相抵靠的所述转子(20)或所述定子(30)上设置有限位槽(23)，所述限位槽(23)为环绕所述轴系结构(10)设置的环形槽，所述摩擦件(52)至少部分伸入所述限位槽(23)并与所述限位槽(23)的槽壁滑动或滚动配合。

10.根据权利要求9所述的发电机(100)，其特征在于，所述限位槽(23)直接设置在与所述摩擦件(52)相抵靠的所述转子(20)或所述定子(30)上；或者，与所述摩擦件(52)相抵靠的所述转子(20)或所述定子(30)面向所述摩擦件(52)的表面上设置有环状结构体，所述限位槽(23)设置于所述环状结构体。

11.根据权利要求1至10任意一项所述的发电机(100)，其特征在于，所述调节轴承(50)的数量为两个，其中一个所述调节轴承(50)位于所述转子(20)及所述定子(30)在所述轴向(X)上的同一端，另一个所述调节轴承(50)位于所述转子(20)及所述定子(30)在所述轴向(X)上的另一端。

12.根据权利要求1至10任意一项所述的发电机(100)，其特征在于，所述发电机(100)还进一步包括弹性连接件(60)，所述弹性连接件(60)包括多个沿所述轴系结构(10)的周向(Z)均匀设置的弹性联轴节(61)；

每个所述弹性联轴节(61)的一端与所述转子(20)球铰接且另一端与所述转轴(11)球铰接；

或者，每个所述弹性联轴节(61)的一端与所述定子(30)球铰接且另一端与所述定轴(12)球铰接。

13.根据权利要求1至10任意一项所述的发电机(100)，其特征在于，所述定子(30)或所述转子(20)上设置有维护窗口，所述维护窗口与所述调节轴承(50)相对设置。

14.根据权利要求1至10任意一项所述的发电机(100)，其特征在于，所述转子(20)具有相互连接的转子支架(21)及磁钢(22)，所述转子(20)通过所述转子支架(21)与所述转轴(11)连接，所述定子(30)具有相互连接的定子支架(31)及感应线圈(32)，所述定子(30)通过所述定子支架(31)与所述定轴(12)连接，所述转子支架(21)及所述定子支架(31)的一者包括环绕所述轴系结构(10)设置的环形板(211)以及至少一个侧板(212)；

所述转子支架(21)以及所述定子支架(31)的另一者包括沿所述径向(Y)延伸的连接板(311)以及环绕所述轴系结构(10)并与所述连接板(311)相互连接的U形板(312)，所述U形板(312)的U形开口(313)朝向所述环形板(211)，所述U形板(312)与所述环形板(211)之间共同形成环形腔，所述磁钢(22)及所述感应线圈(32)位于所述环形腔内，所述气隙(40)形成于所述磁钢(22)及所述感应线圈(32)之间；所述U形板(312)在所述轴向(X)上的每个端部分别连接有至少一个所述调节轴承(50)，所述调节轴承(50)抵靠于所述环形板(211)。

15.一种风力发电机组，其特征在于，包括叶轮(200)、机舱(300)以及如权利要求1至14任意一项所述的发电机(100)，其中，所述转轴(11)与所述叶轮(200)连接，所述定轴(12)与所述机舱(300)的底座连接。

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