CN114499012A - 一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，包括环形绝缘端盖，所述环形绝缘端盖内安装有轴承室，两者连接处设有绝缘层及密封机构，轴承室内设有轴承，轴承活动安装在转子的圆周面上；其中，环形绝缘端盖的外端面上连接有定子，定子上安装有与转子接触的接地电刷，用于导通定转子间轴电流；环形绝缘端盖与轴承室装配后，先进行真空压力浸漆处理，用于填充两者之间的缝隙，同时覆盖包裹整个绝缘层，以形成致密的保护层，防止湿气进入，再进行浸水检测，绝缘电阻达标后，再进行精加工，从而确保该结构的耐潮性。本发明绝缘端盖结构采取多种措施避免潮气进入绝缘层，显著提高了绝缘端盖的可靠性，特别适用于海上复杂潮湿环境。

Description

一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构

技术领域

本发明属于海上风力发电机装置技术领域，具体涉及一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构。

背景技术

目前，随着内陆地区风电的迅猛发展，内陆运行的风力发电机已日趋饱和，海上风电与陆地风电场开发相比，具有不占用土地、风力资源更稳定、风速更高、对人类生产生活的环境影响较小、效能明显优于陆上风电场等优点，因此成为未来全球风电开发的重要方向。我国海岸线长且可利用海域面积广阔，风能资源丰富，海上风能量值大约是陆上风能的三倍，开发近海和海上风力发电机具有广阔的应用前景。

总所周知，由于海上环境特殊，因而要求发电机具有高盐雾、高湿环境适应能力，另外由于维护困难，海上风机维护成本大约占到度电成本的25％，对可靠性和维护性要求更高。因此，为提高风力发电机的可靠性，通常采取抑制轴电流的措施，避免轴承产生电蚀损坏，而抑制轴电流的有效措施，通常是采用绝缘端盖，但如果直接将陆上的绝缘端盖结构用在海上风机，难以适应海上高湿环境条件。

为降低维护工作量，海上风力发电机通常采用油润滑结构，避免频繁进行补充油脂，同时润滑效果好，能保证较低的轴承温度。采用油润滑，其润滑油管为满足25年使用要求，通常采用金属材质，会将绝缘端盖的绝缘层短路。通常为降低成本，发电机与齿轮箱共用润滑系统，润滑油长期运行后，齿轮等部件磨损的铁屑粉末会进入润滑油，会导致轴承损坏，如果污染后的润滑油进入绝缘端盖的绝缘层，会导致绝缘层导通失效。而现有技术没有针对此问题解决的有效手段。

有鉴于此，本发明人提出一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，本发明端盖结构解决了风力发电机在海上高湿环境条件，以及油润滑结构导致绝缘层失效等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，包括环形绝缘端盖，所述环形绝缘端盖的内圈及内端面处安装有轴承室，且所述环形绝缘端盖与轴承室连接处设置有密封机构，所述轴承室内设置有轴承，所述轴承活动安装在转子的圆周面上；

其中，所述环形绝缘端盖的外端面上连接有定子，所述定子上安装有接地电刷，所述接地电刷的末端与转子的圆周面接触，用于导通定子与转子之间的轴电流；

所述环形绝缘端盖上下两处分别沿径向开设有注油孔和集油孔，所述注油孔通过注油管路与轴承室内的轴承相连通，所述轴承室壳体上开设有排油孔，用于将润滑轴承后的油液排出，并经集油孔上安装的回油管流回油箱。

进一步地，所述环形绝缘端盖与轴承室之间设置有绝缘层，所述绝缘层包括环形绝缘端盖的内圈与轴承室之间的径向绝缘环以及环形绝缘端盖的内端面与轴承室之间的轴向绝缘板。

进一步地，所述径向绝缘环是无纬带，所述轴向绝缘板是玻璃布板。

进一步地，所述密封机构位于环形绝缘端盖的内端面与轴承室外圈之间，用于防止排出的油液进入绝缘层；

所述密封机构包括嵌设在轴承室外圈第一密封圈和嵌设在内端面的第二密封圈，以及挤压第一密封圈和第二密封圈的密封环，所述密封环与内端面通过紧固件固定连接。

进一步地，所述密封环与环形绝缘端盖及轴承室之间的缝隙处均涂覆有防水密封胶。

进一步地，所述注油孔上的注油口处设置有用于过滤润滑油的过滤网。

进一步地，所述排油孔由直孔和斜孔组成，所述直孔的一端与轴承相连通，另一端与斜孔相连通，所述斜孔与水平面的夹角呈锐角。

进一步地，所述环形绝缘端盖与轴承室装配后，进行真空压力浸漆处理。

进一步地，所述环形绝缘端盖与轴承室浸漆处理后，再进行浸水检测。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，本发明在环形绝缘端盖与轴承室之间设置绝缘层，通过绝缘层阻断了轴电流的通路，消除或降低了轴电压，避免在轴承油膜处产生轴电流，进而导致轴承产生电蚀损坏；另外环形绝缘端盖与轴承室装配后，进行真空压力浸漆处理，即用绝缘漆填充两者之间的缝隙，同时覆盖包裹整个绝缘层，形成致密的保护层，避免湿气进入结构内部，其次在绝缘层靠近润滑油一侧设置有由密封圈、密封环和密封胶组成的密封机构，也就是说，该绝缘端盖结构通过多种措施避免潮气进入绝缘层，显著提高了绝缘端盖的可靠性。

2、本发明一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，在环形绝缘端盖与轴承室浸漆处理后，再进行浸水检测试验，长时间浸泡，绝缘电阻仍然能达标后，再不拆卸的情况下进行精加工，从而确保该结构的耐潮性。

3、本发明一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，可根据电机大小，制作成适配尺寸的绝缘端盖，装配于永磁、双馈、异步等海上发电机，适用范围广。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明绝缘端盖结构的整体结构示意图；

图2是本发明绝缘端盖结构的整体结构剖视示意图；

图3是本发明环形绝缘端盖与轴承室连接结构剖视示意图；

图4是本发明环形绝缘端盖的结构示意图；

其中：1为环形绝缘端盖；2为轴承室；3为密封机构；4为轴承；5为转子；6为定子；7为接地电刷；8为注油管路；9为回油管；10为绝缘层；11为内圈；12为内端面；13为外端面；14为注油孔；15为集油孔；21为排油孔；31为第一密封圈；32为第二密封圈；33为密封环；34为防水密封胶；81为绝缘接头；101为径向绝缘环；102为轴向绝缘板；121为环形凹槽；141为注油口；142为过滤网。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1～4所示，本发明提供一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，包括环形绝缘端盖1，所述环形绝缘端盖1的内圈11及内端面12处安装有轴承室2，且环形绝缘端盖1与轴承室2连接处设置有密封机构3，轴承室2内设置有轴承4，轴承4活动安装在转子5的圆周面上。

其中，本发明实施例环形绝缘端盖1位于右侧的外端面13上连接有定子6，定子6上安装有接地电刷7，接地电刷7的末端与转子5的圆周面接触，用于导通定子6与转子5之间的轴电流；环形绝缘端盖1上下两处分别沿径向开设有注油孔14和集油孔15，注油孔14通过注油管路8与轴承室2内的轴承4相连通，轴承室2壳体上开设有排油孔21，用于将润滑轴承4后的油液排出，并经集油孔15上安装的回油管9流回油箱。

具体的，注油孔14上的注油口141处设置有用于过滤润滑油的过滤网142，以避免杂质进入损伤轴承4，提高润滑油的清洁度和轴承运行可靠性；另外排油孔21由直孔和斜孔组成，直孔的一端与轴承4相连通，另一端与斜孔相连通，斜孔与水平面的夹角呈锐角，保证发电机安装倾角的情况下，润滑油仍然能顺利排出。

具体的，本发明实施例在环形绝缘端盖1与轴承室2之间设置有绝缘层10，绝缘层10包括环形绝缘端盖1的内圈11与轴承室2之间的径向绝缘环101以及环形绝缘端盖1的内端面12与轴承室2之间的轴向绝缘板102。优选的，径向绝缘环101是无纬带，轴向绝缘板102是玻璃布板。通过设置绝缘层10将环形绝缘端盖1与轴承室2两者分离，阻断轴电流的通路，避免同时设置接地装置，导通轴电流，消除或降低了轴电压，避免在轴承4油膜处产生轴电流，导致轴承产生电蚀损坏。另外本发明环形绝缘端盖1与轴承室2装配后，先进行真空压力浸漆处理，用绝缘漆填充两个金属材质之间的缝隙，同时覆盖包裹整个绝缘层10，以形成致密的保护层，避免湿气进入，导致绝缘层10失效；浸漆处理后，再进行浸水检测，长时间浸泡，绝缘电阻仍然能达标后，再不拆卸装配关系的前提下进行精加工，这样可以确保该结构的耐潮性。

其中，在注油管路8上设置有绝缘接头81，避免注油管将绝缘端盖的绝缘层10短路。

本发明实施例密封机构3位于环形绝缘端盖1的内端面12与轴承室12外圈之间，用于防止排出的油液进入绝缘层9；具体的，

密封机构3包括嵌设在轴承室2外圈(外圈上开设有凹槽)第一密封圈31和嵌设在内端面12(内端面上开设有凹槽121)的第二密封圈32，以及挤压第一密封圈31和第二密封圈32的密封环33，密封环33与内端面12通过均匀布设的紧固件固定连接，避免润滑油进入绝缘层10，因为污染后的油液进入会导致绝缘层10失效。优选的，所述第一密封圈31和第二密封圈32均为耐油、耐高温、耐磨、耐疲劳的O型圈密封圈，材质为硅橡胶或氟橡胶。

为了进一步提高密封效果，本发明实施例在密封环33与环形绝缘端盖1及轴承室2之间的外露缝隙处均涂覆有防水密封胶34，避免潮气进入绝缘层10，而导致绝缘性能下降。

基于以上绝缘端盖结构，本发明可根据电机大小，制作成适配尺寸的绝缘端盖，装配于永磁、双馈、异步等海上发电机。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的机加工、焊接等常规手段，机械和零件均采用现有技术中常规的型号，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，包括环形绝缘端盖(1)，所述环形绝缘端盖(1)的内圈(11)及内端面(12)处安装有轴承室(2)，且所述环形绝缘端盖(1)与轴承室(2)连接处设置有密封机构(3)，所述轴承室(2)内设置有轴承(4)，所述轴承(4)活动安装在转子(5)的圆周面上；

其中，所述环形绝缘端盖(1)的外端面(13)上连接有定子(6)，所述定子(6)上安装有接地电刷(7)，所述接地电刷(7)的末端与转子(5)的圆周面接触，用于导通定子(6)与转子(5)之间的轴电流；

所述环形绝缘端盖(1)上下两处分别沿径向开设有注油孔(14)和集油孔(15)，所述注油孔(14)通过注油管路(8)与轴承室(2)内的轴承(4)相连通，所述轴承室(2)壳体上开设有排油孔(21)，用于将润滑轴承(4)后的油液排出，并经集油孔(15)上安装的回油管(9)流回油箱。

2.根据权利要求1所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述环形绝缘端盖(1)与轴承室(2)之间设置有绝缘层(10)，所述绝缘层(10)包括环形绝缘端盖(1)的内圈(11)与轴承室(2)之间的径向绝缘环(101)以及环形绝缘端盖(1)的内端面(12)与轴承室(2)之间的轴向绝缘板(102)。

3.根据权利要求2所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述径向绝缘环(101)是无纬带，所述轴向绝缘板(102)是玻璃布板。

4.根据权利要求2所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述密封机构(3)位于环形绝缘端盖(1)的内端面(12)与轴承室(2)外圈之间，用于防止排出的油液进入绝缘层(10)；

所述密封机构(3)包括嵌设在轴承室(2)外圈第一密封圈(31)和嵌设在内端面(12)的第二密封圈(32)，以及挤压第一密封圈(31)和第二密封圈(32)的密封环(33)，所述密封环(33)与内端面(12)通过紧固件固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述密封环(33)与环形绝缘端盖(1)及轴承室(2)之间的缝隙处均涂覆有防水密封胶(34)。

6.根据权利要求1所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述注油孔(14)上的注油口(141)处设置有用于过滤润滑油的过滤网(142)。

7.根据权利要求1所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述注油管路(8)上设置有绝缘接头(81)。

8.根据权利要求1所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述排油孔(21)由直孔和斜孔组成，所述直孔的一端与轴承(4)相连通，另一端与斜孔相连通，所述斜孔与水平面的夹角呈锐角。

9.根据权利要求2所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述环形绝缘端盖(1)与轴承室(2)装配后，进行真空压力浸漆处理。

10.根据权利要求9所述的一种适用于海上风力发电机的绝缘端盖结构，其特征在于，所述环形绝缘端盖(1)与轴承室(2)浸漆处理后，再进行浸水检测。

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