CN111425353B - 一种风力发电机组后机架总成 - Google Patents

Abstract

一种风力发电机组中后机架总成，包括后机架焊合和后机架附件；后机架焊合包括主机架连接板、上面板、下面板、左侧板、右侧板、发电机前支座焊合、发电机后支座焊合、悬臂吊安装支座焊合、机舱支架安装板、机舱柜安装支架、左侧行走通道安装支架、右侧行走通道安装支架等部件；后机架附件包括发电机转子出线电缆、转子出线电缆安装架、发电机定子出线电缆、定子出线电缆安装架、发电机辅助接线盒出线电缆安装架、齿轮箱冷却系统管路、网格式电缆桥架。该后机架总成不仅用来支撑发电机、机舱控制柜I、机舱控制柜II、机舱支架、行走通道盖板等关键部件，同时还用来固定出线电缆、电缆安装架等部件，具有结构简单、安装方便的特点。

Description

一种风力发电机组后机架总成

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组后机架总成。

背景技术

后机架总成是风力发电机组机舱内部最主要的支撑部件之一，其结构强度要求非常高，不仅用来支撑发电机、机舱柜、机舱支架等关键部件，同时还用来固定发电机定子出线电缆、发电机转子出线电缆、发电机辅助接线盒电缆、齿轮箱水冷系统的管路等。

目前，兆瓦级风力发电机组机舱内使用的后机架的结构，如申请公布号为CN106224183A的发明专利申请中公开的后机架，该后机架包括主框架、结构梁、中托梁以及托架，主框架是一矩形框架结构，主框架的横向一端固装有定位连接板，主框架中部固装有一纵向的结构梁，该结构梁与主框架的横梁另一端框架中部之间固装有一中托梁，该中托梁上横向间隔固装有两个托架，在中托梁中部的托架对应位置的主框架内部固装有一纵向的加强梁；在结构梁纵向两端对应的主框架上对称固装有轴承座。

主框架的横向一端固装有定位连接板，该定位连接板间隔均布有多个螺栓孔，用于固接在机舱座上，同时在主框架纵向两侧两端均对称固装有连接板，该两处定位连接板分别独立与机舱座连接。该方案的缺点是：该两处独立的定位连接板在焊接过程中的变形较大，焊接前需要点焊上多处加强筋防止变形，同时焊接后定位连接板处需要多次矫正，才能消除焊接变形，从而增加了焊接的辅助工时，降低了焊接的工作效率。该两处独立的定位连接板在机加工过程中，存在机加工应力，因该两处定位连接板的机加工为两道工序，可能会导致机加工的变形不一致，从而造成尺寸上存在偏差，影响最终的安装效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电机组中后机架总成，不仅用来支撑发电机、机舱柜、机舱支架、行走通道盖板等关键部件，同时还用来固定发电机定子出线电缆、发电机转子出线电缆、发电机辅助接线盒出线电缆、齿轮箱冷却系统的管路、机舱柜进出线电缆等部件。

为达到上述目的，本发明的风力发电机组后机架总成采用如下技术方案：

一种风力发电机组后机架总成，包括后机架焊合和后机架附件；

所述后机架焊合为焊接件，其上设置有：主机架连接板，固装于主机架上，用于连接主机架；上面板、下面板、左侧板和右侧板，与所述主机架连接板焊接；发电机前支座焊合、发电机后支座焊合，用于支撑发电机弹性支撑和发电机；悬臂吊安装支座焊合，用于支撑悬臂吊；机舱支架安装板，用于固装机舱内部的机舱支架；机舱柜安装支架，用于固装机舱控制柜I和机舱控制柜II；左侧行走通道安装支架、右侧行走通道安装支架，用于固装行走通道盖板；

所述后机架附件包括：发电机定子出线电缆、定子电缆夹总成以及发电机定子出线电缆安装架，所述发电机定子出线电缆安装架用于固装发电机定子出线电缆；发电机转子出线电缆、转子电缆夹总成以及发电机转子出线电缆安装架，所述发电机转子出线电缆安装架用于固装发电机转子出线电缆；发电机辅助接线盒出线电缆及电缆固定架，所述电缆固定架用于固装辅助接线盒出线电缆；齿轮箱冷却系统管路、及管路固定夹所述齿轮箱冷却系统管路及管路固定夹使用相应规格紧固件固装在后机架焊合上；网格式电缆桥架及固定安装支架，用于铺装机舱控制柜I、机舱控制柜II的进出线电缆；

所述后机架附件均依附于后机架焊合上，后机架附件中各部件分别使用相应规格紧固件进行安装。

有益效果：后机架总成的有益效果共分为五个部分，第一部分设计方案合理：后机架总成中的后机架焊合为整体焊接结构，结构简单紧凑，可实现配套后机架附件的安装；后机架附件中各部件设计方案简单，安装方便。第二部分制造工艺性好：后机架焊合结构简单紧凑，便于加工制造；后机架总成中各附件结构简单，便于加工制造。第三部分制造成本低：后机架总成在满足强度及20年使用寿命的前提下，尽量将各零件的料厚减薄，同时料厚尽量统一，减少料厚的规格；在后机架焊合的上面板、下面板加工工艺孔，将切割下的余料使用到其他零件中，提高材料的利用率，降低制造成本。第四部分现场安装便利：后机架焊合及附件设计方案合理，同时预留了安装紧固件打力矩的操作空间，便于在车间现场安装及打力矩；第五部分后续风场现场维护方便：后机架总成预留了紧固件工具的操作空间，便于风场现场人员对安装紧固件进行复检。

优选地，所述主机架连接板为一个平板结构，四角倒圆角；其上设有多组螺栓安装孔，使用高强螺栓固装后机架总成在主机架上；其上设有过线长圆孔，用于发电机转子出线电缆、发电机定子出线电缆的过线。

有益效果：主机架连接板的平板结构，可保证其加工的平面度和平行度。主机架连接板上安装高强度螺栓，用于保证后机架总成的安装强度；主机架连接板长圆孔的四角倒角，用于防止发电机定子出线电缆、转子出线电缆的磨损。

优选地，所述上面板、下面板、左侧板、右侧板与主机架连接板的连接处在焊接前提前加工双面坡口；上、下面板与主机架连接板宽度相同。

有益效果：上面板、下面板、左侧板、右侧板的前端加工双面坡口，坡口之间预留2mm与主机架连接板相接触，可保证熔透焊接，保证连接处的焊接强度。上、下面板与主机架连接板宽度相同，可保证该处焊缝的极限强度、疲劳强度满足20年使用寿命的要求。

优选地，所述左侧板、右侧板与上面板、下面板交接处均设有过焊孔。

有益效果：左侧板、右侧板与上面板、下面板交接处设有过焊孔，避免横向焊缝和纵向焊缝重叠在一起，杜绝了二次焊接可能造成的焊缝开裂。

优选地，在后机架焊合内部发电机前支座焊合的对应位置处设有前支座前加强筋板和前支座后加强筋板，两处筋板位置与发电机前支座焊合上的螺纹孔平齐；和/或，在后机架焊合内部发电机后支座焊合的对应位置处设有后支座前加强筋板和后支座后加强筋板，两处筋板位置与发电机后支座焊合上的螺纹孔平齐。

有益效果：在所述发电机前支座焊合以及发电机后支座焊合分别设置加强筋板，并使筋板位置与焊合上的螺纹孔平齐，确保能起到加强以及支撑作用。

优选地，所述悬臂吊安装支座焊合为半封闭焊接结构，由前立板、后立板、筋板及悬臂吊安装底板焊接而成；悬臂吊安装面高于发电机前支座焊合中弹性支撑安装面。

有益效果：悬臂吊安装支座焊合的焊接结构满足悬臂吊的承重要求，并且安装简便。因悬臂吊安装面高于发电机前支座焊合中弹性支撑安装面，便于风场维护时复检悬臂吊安装螺栓的力矩。

优选地，所述机舱支架安装板、机舱柜安装支架和行走通道安装支架焊接在一起，整体呈“U”型结构；焊接后再加工相应的安装孔。

有益效果：机舱支架安装板、机舱柜安装支架、行走通道安装支架焊接在一起，可有效防止焊接变形。机舱支架安装面为机加工成形，可保证安装面的平面度和平行度。焊接后加工机舱控制柜I、机舱控制柜II安装孔，可保证安装孔的位置，保证顺利安装。焊接后加工左侧行走通道盖板的安装孔，可保证安装孔的位置，保证顺利安装。

优选地，所述发电机定子出线电缆安装架、发电机转子出线电缆安装架、发电机辅助接线盒出线电缆固定架直接固装在后机架焊合上。

有益效果：发电机定子出线电缆、转子出线电缆从发电机引出后，可直接使用安装架固装在相应的安装架上，安装简便，后续风场维护方便。

优选地，所述发电机转子出线电缆及发电机转子出线电缆安装架、发电机定子出线电缆及发电机定子出线电缆安装架的位置设置，可根据实际情况设置在后机架焊合的任一侧。

优选地，所述网格式电缆桥架及固定安装支架位于后机架焊合的下方，且位置靠近机舱控制柜I、机舱控制柜II的进出线位置。

有益效果：机舱控制柜I、机舱控制柜II的进出线电缆引出后，可直接铺设在网格式电缆桥架上，避免进出线电缆悬空放置。

综上所述，本发明提供了一种风力发电机组中后机架总成，包括后机架焊合和后机架附件；后机架焊合包括主机架连接板、上面板、下面板、左侧板、右侧板、发电机前支座焊合、发电机后支座焊合、悬臂吊安装支座焊合、机舱支架安装板、机舱柜安装支架、左侧行走通道安装支架、右侧行走通道安装支架等部件；后机架附件包括发电机转子出线电缆、转子出线电缆安装架、发电机定子出线电缆、定子出线电缆安装架、发电机辅助接线盒出线电缆安装架、齿轮箱冷却系统管路、网格式电缆桥架。该后机架总成不仅用来支撑发电机、机舱柜、机舱支架、行走通道盖板等关键部件，同时还用来固定出线电缆、电缆安装架发电机转子出线电缆、发电机辅助接线盒出线电缆、齿轮箱冷却系统的管路、机舱柜进出线电缆等部件，具有结构简单、安装方便的特点。

附图说明

图1是本发明的风力发电机组后机架总成的具体实施例1的俯视图；

图2为图1中具体实施例1的仰视图；

图3为图1中隐藏掉上面板的俯视图；

图4为图1中后机架焊合的俯视图；

图5为图1中后机架焊合的仰视图；

图6为发电机前支座焊合的结构图；

图7为发电机后支座焊合的结构图；

图8为悬臂吊安装支座焊合的结构图。

图中：1-后机架焊合、2-后机架附件、101-主机架连接板，102-上面板，103-发电机前支座焊合，104-悬臂吊安装支座焊合；105-发电机后支座焊合，106-机舱支架安装板，107-右侧板，108-下面板，109-左侧板，110-机舱柜安装支架，111-左侧行走通道安装支架、112-右侧行走通道安装支架、113-前支座前加强筋板、114-前支座后加强筋板、115-后支座前加强筋板、116-后支座后加强筋板、117-前加强筋板、118-后加强筋板、201-发电机转子出线电缆、202-转子出线电缆安装架、203-发电机定子出线电缆、204-定子出线电缆安装架、205-发电机辅助接线盒出线电缆安装架、206-齿轮箱冷却系统管路、207-网格式电缆桥架、1031-前立板、1032-后立板、1033-筋板、1034-发电机座板、1041-前立板、1042-后立板、1043-筋板、1044-悬臂吊安装底板、1051-立板、1052-筋板。

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明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的风力发电机的后机架总成的具体实施例1：

如图1、图2和图3所示，风力发电机的后机架总成包括后机架焊合1和后机架附件2共两部分，后机架焊合1为焊接件，包括主机架连接板101、上面板102、发电机前支座焊合103、悬臂吊安装支座焊合104、发电机后支座焊合105、机舱支架安装板106、右侧板107、下面板108、左侧板109、机舱柜安装支架110、左侧行走通道安装支架111和右侧行走通道安装支架112。主机架连接板101固装于主机架上，用于连接主机架；上面板102、下面板108、左侧板109和右侧板107与主机架连接板101焊接；发电机前支座焊合103与发电机后支座焊合105用于支撑发电机弹性支撑和发电机；悬臂吊安装支座焊合104用于支撑悬臂吊；机舱支架安装板106用于固装机舱内部的机舱支架；机舱柜安装支架110用于固装机舱控制柜I和机舱控制柜II；左侧行走通道安装支架111和右侧行走通道安装支架112用于固装行走通道盖板。

如图4、图5所示，主机架连接板101为一个平面，机加工时可保证其平面度和平行度。主机架连接板101的四角倒圆角，防止其在加工、组装或后续维护中造成本体或人员磕碰损伤。其上设有多组高强螺栓安装孔，用于安装高强螺栓固装后机架总成；高强螺栓安装孔与上面板102、下面板108、左侧板109、右侧板107之间预留足够的力矩扳手操作空间，用于对螺栓打力矩和后续风场维护时复检螺栓力矩。主机架连接板101上设有过线长圆孔，用于发电机转子出线电缆201、发电机定子出线电缆203的过线；同时过线长圆孔的四周倒角，防止风力发电机组在运行过程中由于振动等情况造成发电机转子出线电缆201、定子出线电缆203外层绝缘护套的磨损。

如图4、图5所示，上面板102、下面板108、左侧板109、右侧板107与主机架连接板101的连接处在焊接前提前加工双面坡口，双面坡口之间预留2mm尺寸与主机架连接板101接触，该坡口方式既满足了焊接时定位的要求，又保证了焊后为熔透性焊缝，从而保证了焊接强度。上面板102、下面板108与主机架连接板101接触处的宽度相同，保证了该处最大应力数值小于材料的屈服强度。左侧板109、右侧板107与上面板102、下面板108的交接处均设有过焊孔，避免横向焊缝和纵向焊缝重叠在一起，杜绝了二次焊接可能造成的焊缝开裂。上面板102尾部设有矩形孔，用于穿装发电机(图中未示出)碳粉排放的管道。下面板108中设有两个矩形孔，焊接时可作为工艺孔使用，同时尾部的矩形孔亦可。用于穿装发电机(图中未示出)碳粉排放的管道。

如图6所示，发电机前支座焊合103为半封闭焊接结构，由前立板1031、后立板1032、筋板1033及发电机座板1034焊接而成，该结构的强度较高，焊接方便，承重能力较强，满足支撑发电机弹性支撑(图中未示出)及发电机的要求。发电机前支座焊合103上设有发电机弹性支撑的安装螺纹孔。

如图7所示：发电机后支座焊合105为半封闭焊接结构，由立板1051、筋板1052及发电机座板1034焊接而成，该结构的强度较高，焊接方便，承重能力较强，满足支撑发电机弹性支撑及发电机的要求。发电机后支座焊合105上亦设有发电机弹性支撑的安装螺纹孔。

如图3所示，在后机架焊合1内部发电机前支座焊合103对应位置处设有前支座前加强筋板113、前支座后加强筋板114，两处筋板位置与发电机前支座焊合103上的螺纹孔平齐，确保加强筋板能起到支撑作用。在后机架焊合1内部发电机后支座焊合105对应位置处亦设有后支座前加强筋板115、后支座后加强筋板116，两处筋板位置与发电机后支座焊合105上的螺纹孔平齐，确保加强筋板能起到支撑作用。

如图8所示：悬臂吊安装支座焊合104为半封闭焊接结构，由前立板1041、后立板1042、筋板1043及悬臂吊安装底板1044焊接而成，该结构的强度较高，可满足安装悬臂吊(图中未示出)的要求。如图3所示，悬臂吊安装支座焊合104下方设有前加强筋板117、后加强筋板118，用于支撑悬臂吊安装支座焊合104，可保证悬臂吊安装支座焊合104在安装悬臂吊后无变形情况。悬臂吊安装面高于发电机前支座焊合103中弹性支撑安装面，便于风场维护时复检悬臂吊安装螺栓的力矩。

本发明的风力发电机组后机架总成中的后机架附件的具体实施例2：

如图1、图2、图3所示，后机架附件2包含发电机转子出线电缆201、发电机转子出线电缆安装架202、发电机定子出线电缆203、发电机定子出线电缆安装架204、发电机辅助接线盒出线电缆安装架205、齿轮箱冷却系统管路206、网格式电缆桥架207。

后机架附件2上设有发电机转子出线电缆201、转子电缆夹总成及发电机转子出线电缆安装架202，出线电缆从发电机引出后，可直接固装在相应的安装架上，安装简便，后续风场维护方便。

后机架附件2上设有发电机定子出线电缆203、定子电缆夹总成及定子出线电缆安装架204，出线电缆从发电机引出后，可直接固装在相应的安装架上，安装简便，后续风场维护方便。

后机架附件2上设有发电机辅助接线盒出线电缆固定架205，用于固装辅助接线盒出线电缆。

后机架附件2上设有相应安装孔，用于固装齿轮箱冷却系统管路206。

后机架附件2上设有网格式电缆桥架207及其安装支架，用于机舱控制柜I、机舱控制柜II出线电缆的铺装。

本发明的风力发电机组后机架总成的具体实施例3：

与本发明的风力发电机的后机架总成的具体实施例1相比，区别仅在于：上述实施例1中发电机转子出线电缆201及转子出线电缆安装架202、发电机定子出线电缆203及定子出线电缆安装架204的位置设置，可根据实际情况设置在另外一侧。

综上所述，本发明提供了一种风力发电机组中后机架总成，包括后机架焊合和后机架附件；后机架焊合包括主机架连接板、上面板、下面板、左侧板、右侧板、发电机前支座焊合、发电机后支座焊合、悬臂吊安装支座焊合、机舱支架安装板、机舱柜安装支架、左侧行走通道安装支架、右侧行走通道安装支架等部件；后机架附件包括发电机转子出线电缆、转子出线电缆安装架、发电机定子出线电缆、定子出线电缆安装架、发电机辅助接线盒出线电缆安装架、齿轮箱冷却系统管路、网格式电缆桥架。该后机架总成不仅用来支撑发电机、机舱柜、机舱支架、行走通道盖板等关键部件，同时还用来固定出线电缆、电缆安装架发电机转子出线电缆、发电机辅助接线盒出线电缆、齿轮箱冷却系统的管路、机舱柜进出线电缆等部件，具有结构简单、安装方便的特点。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种风力发电机组后机架总成，其特征在于，包括后机架焊合和后机架附件；

所述后机架焊合为焊接件，其上设置有：

主机架连接板，固装于主机架上，用于连接主机架；所述主机架连接板为一个平板结构，上面板、下面板、左侧板和右侧板，均与所述主机架连接板的该一个平板结构焊接；

发电机前支座焊合、发电机后支座焊合，用于支撑发电机弹性支撑和发电机；

悬臂吊安装支座焊合，用于支撑悬臂吊；

机舱支架安装板，用于固装机舱内部的机舱支架；

机舱柜安装支架，用于固装机舱控制柜I和机舱控制柜II；

左侧行走通道安装支架、右侧行走通道安装支架，用于固装行走通道盖板；

所述后机架附件包括：

发电机定子出线电缆、定子电缆夹总成以及发电机定子出线电缆安装架，所述发电机定子出线电缆安装架用于固装发电机定子出线电缆；

发电机转子出线电缆、转子电缆夹总成以及发电机转子出线电缆安装架，所述发电机转子出线电缆安装架用于固装发电机转子出线电缆；

发电机辅助接线盒出线电缆及电缆固定架，所述电缆固定架用于固装辅助接线盒出线电缆；

齿轮箱冷却系统管路、及管路固定夹，所述齿轮箱冷却系统管路及管路固定夹使用相应规格紧固件固装在后机架焊合上；

网格式电缆桥架及固定安装支架，用于铺装机舱控制柜I、机舱控制柜II的进出线电缆；

所述后机架附件均依附于后机架焊合上，后机架附件中各部件分别使用相应规格紧固件进行安装。

2.根据权利要求1所述的后机架总成中的后机架焊合，其特征在于，所述主机架连接板的平板结构四角倒圆角；其上设有多组螺栓安装孔，使用高强螺栓固装后机架总成在主机架上；其上设有过线长圆孔，用于发电机转子出线电缆、发电机定子出线电缆的过线。

3.根据权利要求1或2所述的后机架总成中的后机架焊合，其特征在于，所述上面板、下面板、左侧板、右侧板与主机架连接板的连接处在焊接前提前加工双面坡口；上、下面板与主机架连接板宽度相同。

4.根据权利要求3所述的后机架总成中的后机架焊合，其特征在于，所述左侧板、右侧板与上面板、下面板交接处均设有过焊孔。

5.根据权利要求1所述的后机架总成中的后机架焊合，其特征在于，在后机架焊合内部发电机前支座焊合的对应位置处设有前支座前加强筋板和前支座后加强筋板，两处筋板位置与发电机前支座焊合上的螺纹孔平齐；和/或，在后机架焊合内部发电机后支座焊合的对应位置处设有后支座前加强筋板和后支座后加强筋板，两处筋板位置与发电机后支座焊合上的螺纹孔平齐。

6.根据权利要求1所述的后机架总成中的后机架焊合，其特征在于，所述悬臂吊安装支座焊合为半封闭焊接结构，由前立板、后立板、筋板及悬臂吊安装底板焊接而成；悬臂吊安装面高于发电机前支座焊合中弹性支撑安装面。

7.根据权利要求1所述的后机架总成中的后机架焊合，其特征在于，所述机舱支架安装板、机舱柜安装支架和行走通道安装支架焊接在一起，整体呈“U”型结构；焊接后再加工相应的安装孔。

8.根据权利要求1所述的后机架总成，其特征在于，所述发电机定子出线电缆安装架、发电机转子出线电缆安装架、发电机辅助接线盒出线电缆固定架直接固装在后机架焊合上。

9.根据权利要求1所述的后机架总成，其特征在于，所述发电机转子出线电缆及发电机转子出线电缆安装架、发电机定子出线电缆及发电机定子出线电缆安装架的位置设置，可根据实际情况设置在后机架焊合的任一侧。

10.根据权利要求1所述的后机架总成，其特征在于，所述网格式电缆桥架及固定安装支架位于后机架焊合的下方，且位置靠近机舱控制柜I、机舱控制柜II的进出线位置。

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