CN117128139A - 用于风力涡轮的组件和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及一种组件,该组件包括转子毂、发电机转子以及用于将发电机转子支承在静止框架上的轴,其中,转子毂配置成可在不将发电机转子从轴拆卸的情况下从发电机转子和轴移除。本公开内容进一步涉及用于组装的方法。
Description
技术领域
本公开内容涉及用于风力涡轮的组件和用于提供风力涡轮组件的方法,且更特别地涉及一种包括配置成可从发电机转子和轴移除的转子毂的用于风力涡轮的组件。
背景技术
现代风力涡轮通常用来向电网中供应电力。该类的风力涡轮大体上包括塔架和布置在塔架上的转子。转子(其典型地包括毂和多个叶片)设置为在风对叶片的影响下旋转。所述旋转生成转矩,该转矩通常通过转子轴直接地(“直接驱动”或“无齿轮”)或通过使用齿轮箱传送到发电机。这样,发电机产生可向电网供应的电力。
在直接驱动的风力涡轮中,转子毂直接地(即没有齿轮箱)联接到发电机转子。为了支承发电机转子和毂的重量,可提供一个或多个刚性框架。在一些风力涡轮配置中,毂(和发电机转子)连接到轴。轴布置成围绕静止框架旋转。一个或多个轴承可设在轴与静止框架之间。
在一些已知的配置中,转子毂可具有凸缘,该凸缘利用多个螺栓连接到发电机转子的凸缘或联接表面。发电机转子继而可利用另外多个螺栓联接到轴的凸缘或联接表面,即,可提供两个螺栓连接。
该类型的二对二连接可需要构件之间相对大的接触面积以适合所有连接点。出于该原因,构件大体上包括相对大且较厚的凸缘,连接在凸缘处执行。因此,归因于连接点的配置且由于负载要求的凸缘的大尺寸可导致较重的组件,以增加移动部分在这些设置成旋转时的惯性。凸缘的大小和厚度对这些构件的材料成本具有直接影响。
因此,本公开内容提供至少部分地克服前文提到的缺点中的一些的方法和系统,以在转子毂、发电机转子与轴之间提供稳健且通用的连接。
发明内容
在本公开内容的一方面,提供一种用于风力涡轮的组件。组件包括转子毂、发电机转子以及用于将发电机转子支承在静止框架上的轴。组件还包括至少部分地延伸穿过转子毂、发电机转子和轴的多个主紧固件。此外,转子毂配置成可在不将发电机转子从轴拆卸的情况下从发电机转子和轴移除。
根据该方面,转子毂配置成可从发电机转子和轴移除的事实导致通用组件。该配置简化风力涡轮旋转结构的安装和拆卸过程。因此,根据该方面,转子毂可在塔架上操作(例如维护)期间移除,而不需要额外的设备来使发电机转子保持在适当位置。同时,发电机转子与轴之间不需要单独的螺栓凸缘连接。
在额外方面,提供一种用于提供组件的方法。方法包括提供轴和发电机转子。此外,方法包括利用多个辅助紧固件将支承框架联接到发电机转子以形成轴-发电机转子组件,以及使用主紧固件将风力涡轮毂联接到轴-发电机转子组件。主紧固件延伸穿过轴、发电机转子和风力涡轮毂。
根据该额外方面,该方法使得可能首先将发电机转子与轴联接,随后使风力涡轮毂与轴-发电机转子组件在一起。因此,该方法允许将前文提到的机舱构件的组装/拆卸分离,且还降低提升装置(即起重机或其它)的提升要求。此外,轴-发电机转子组件可独立于转子毂的事实允许在不必组装风力涡轮转子毂的情况下调试组件,且在轴-发电机转子组件上执行测试,诸如热运行测试。
转子组件的轴可视为支承发电机转子的可旋转支承框架。
技术方案1.一种用于风力涡轮的组件,包括:
转子毂,
发电机转子,以及
轴,所述轴用于将所述发电机转子支承在静止框架上,且还包括
多个主紧固件,其至少部分地延伸穿过所述转子毂、所述发电机转子和所述轴,且其中
所述转子毂配置成可在不将所述发电机转子从所述轴拆卸的情况下从所述发电机转子和所述轴移除。
技术方案2.根据技术方案1所述的组件,其中,所述多个主紧固件是螺栓,且其中,所述螺栓的头部布置成接触并压迫所述转子毂抵靠所述发电机转子或所述轴。
技术方案3.根据技术方案1和2中任一个所述的组件,其中,所述主紧固件延伸穿过所述转子毂和所述发电机转子中的通孔,且延伸到所述轴中的盲孔中。
技术方案4.根据技术方案3所述的组件,其中,所述多个盲孔包括一个或多个内螺纹。
技术方案5.根据技术方案3或4所述的组件,其中,所述多个通孔和盲孔围绕所述转子毂、所述发电机转子和所述轴的旋转轴线等量地间隔且径向地分布在至少一排中。
技术方案6.根据技术方案1-5中任一个所述的组件,还包括多个辅助紧固件,其配置成将所述发电机转子连接到所述轴。
技术方案7.根据技术方案6所述的组件,其中,所述辅助紧固件配置成当所述转子毂从所述发电机转子和所述轴拆卸时将所述发电机转子临时地连接到所述轴。
技术方案8.根据技术方案6或7所述的组件,其中,所述发电机转子的或所述轴的孔配置成与所述辅助紧固件的头部部分配合,且所述转子毂的孔配置成与所述主紧固件的头部部分配合。
技术方案9.根据技术方案6-8中任一个所述的组件,其中,所述转子毂包括用于接收所述主紧固件的多个主孔和用于接收所述辅助紧固件的多个辅助孔。
技术方案10.根据技术方案9所述的组件,其中,所述辅助孔包括所述转子毂中的通孔,所述转子毂中的通孔具有比所述发电机转子或轴的孔更大的最小直径。
技术方案11.根据技术方案6-10中任一个所述的组件,包括多个孔,其至少部分地延伸穿过所述转子毂、所述发电机转子和所述轴,其中,所述孔配置成选择性地接收主紧固件和辅助紧固件。
技术方案12.根据技术方案6-11中任一个所述的组件,其中,所述辅助紧固件包括头部,所述头部具有比穿过所述转子毂的主孔的最小直径更小且比穿过所述发电机转子和/或所述轴的主孔的最小直径更大的直径。
技术方案13.一种用于组装的方法,包括:
提供轴和发电机转子,
利用多个辅助紧固件将所述轴联接到所述发电机转子以形成轴-发电机转子组件;
使用主紧固件将风力涡轮转子毂联接到所述轴-发电机转子组件,所述主紧固件至少部分地延伸穿过所述轴、所述发电机转子和所述风力涡轮转子毂。
技术方案14.根据技术方案13所述的方法,还包括:
提供转子毂,所述转子毂包括主通孔和辅助通孔,以分别接收主紧固件和辅助紧固件。
技术方案15.根据技术方案13和14中任一个所述的方法,还包括:
移除所述多个辅助紧固件中的至少所选项,以及
将一个或多个主紧固件联接到通过移除辅助紧固件所空出的辅助通孔。
本公开内容的实施例的额外目的、优点和特征在检查描述后对于本领域技术人员将变得明显,或可通过本发明的实施获知。
附图说明
图1示意性地示出风力涡轮的一个示例的透视图;
图2示出风力涡轮的毂和机舱的示例;
图3示意性地示出风力涡轮组件的示例的截面视图;
图4示意性地示出图3的风力涡轮组件的截面的详细视图;
图5示意性地示出横跨图4中的径向平面A-A'的径向截面;
图6示意性地示出横跨图4中的径向平面B-B'的径向截面;以及
图7示出用于提供风力涡轮组件的方法的示例的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参照本教导的实施例,其一个或多个示例在图中示出。每个示例仅通过解释来提供,不作为限制。事实上,对本领域技术人员将明显的是,可在不脱离本教导的范围或精神的情况下进行各种修改和变化。例如,示出或描述为一个实施例的部分的特征可与另一实施例使用,以产生还另外的实施例。因此,意在使本公开内容覆盖如归于所附权利要求书和其等同物的范围内的此类修改和变化。
图1是风力涡轮10的示例的透视图。在示例中,风力涡轮10为轴线水平的风力涡轮。备选地,风力涡轮10可为轴线竖直的风力涡轮。在示例中,风力涡轮10包括在地面12上从支承系统14延伸的塔架15、安装于塔架15上的机舱16,以及联接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转毂20,以及联接到毂20且从毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。在示例中,转子18具有三个转子叶片22。在备选实施例中,转子18包括多于或少于三个转子叶片22。塔架15可由管状钢制作以在支承系统14与机舱16之间限定腔(未在图1中示出)。在备选实施例中,塔架15是具有任何合适高度的任何合适类型的塔架。根据备选,塔架可为包括由混凝土制成的部分和管状钢部分的混合塔架。此外,塔架可为部分或完全格构的塔架。
转子叶片22围绕毂20间隔,以便于旋转转子18来使动能能够从风转换为可用的机械能且随后转换为电能。通过将叶片根部部分24在多个负载传递区域26处联接到毂20来使转子叶片22配合至毂20。负载传递区域26可具有毂负载传递区域和叶片负载传递区域(两者未在图1中示出)。引发至转子叶片22的负载经由负载传递区域26传递到毂20。
在示例中,转子叶片22可具有在从约15米(m)至约90m或更大的范围内的长度。转子叶片22可具有使风力涡轮10能够如本文中描述的那样起作用的任何合适的长度。例如,叶片长度的非限制性示例包括20m或更小、37m、48.7m、50.2m、52.2m,或者大于91m的长度。在风从风向28冲击转子叶片22时,转子18围绕转子轴线30旋转。在转子叶片22旋转且经受离心力时,转子叶片22也经受各种力和力矩。因而,转子叶片22可从中立位置或非偏转位置偏转和/或旋转到偏转位置。
此外,转子叶片22的桨距角(即,确定转子叶片22相对于风向的定向的角度)可由变桨系统32改变,以通过调整至少一个转子叶片22相对于风矢量的角位置来控制负载和由风力涡轮10生成的功率。示出转子叶片22的变桨轴线34。在风力涡轮10的操作期间,变桨系统32可特别地改变转子叶片22的桨距角,使得转子叶片(的部分)的攻角降低,其便于降低旋转速度且/或便于停止转子18。
在示例中,每个转子叶片22的叶片桨距由风力涡轮控制器36或由变桨控制系统80单独地控制。备选地,对于所有的转子叶片22,叶片桨距可由所述控制系统同时地控制。
此外,在示例中,在风向28改变时,机舱16的偏航方向可围绕偏航轴线38旋转以相对于风向28定位转子叶片22。
在示例中,风力涡轮控制器36示为集中在机舱16内,然而,风力涡轮控制器36可为在风力涡轮10各处、在支承系统14上、在风场内和/或在远程控制中心处的分布式系统。风力涡轮控制器36包括配置成执行本文中描述的方法和/或步骤的处理器40。此外,本文中描述的其它构件中的许多构件包括处理器。
如本文中使用的,用语“处理器”不限于本领域中称为计算机的集成电路,而是宽泛地指控制器、微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路,且这些用语在本文中可互换地使用。应理解的是,处理器和/或控制系统还可包括存储器、输入通道和/或输出通道。
图2是风力涡轮10的一部分的放大截面视图。在示例中,风力涡轮10包括机舱16和可旋转地联接到机舱16的转子18。更特别地,转子18的毂20由主轴44、齿轮箱46、高速轴48和联接件50来可旋转地联接到定位于机舱16内的发电机42。在示例中,主轴44设置成与机舱16的纵向轴线(未示出)至少部分地同轴。主轴44的旋转驱动齿轮箱46,齿轮箱46随后通过将转子18的和主轴44的相对慢的旋转运动转变为高速轴48的相对快的旋转运动来驱动高速轴48。后者借助于联接件50连接到发电机42以用于生成电能。此外,变压器90和/或合适的电子器件、开关和/或逆变器可布置在机舱16中,以便将由发电机42生成的具有400V至1000V之间的电压的电能转换为具有中压(10-35KV)的电能。所述电能经由功率线缆从机舱16传导到塔架15中。
齿轮箱46、发电机42和变压器90可由机舱16的主支承结构框架来支承,该主支承结构框架可选地体现为主框架52。齿轮箱46可包括齿轮箱壳体,该齿轮箱壳体由一个或多个转矩臂103连接到主框架52。在示例中,机舱16还包括主前支承轴承60和主后支承轴承62。此外,发电机42可由分离的支承器件54安装到主框架52,特别地为了防止发电机42的振动被引入到主框架52中和由此造成噪声发射源。
可选地,主框架52配置成承载由转子18和机舱16的构件的重量以及由风和旋转负载所造成的整个负载,且此外,将这些负载引入到风力涡轮10的塔架15中。转子轴44、发电机42、齿轮箱46、高速轴48、联接件50和任何相关联的紧固、支承和/或固定装置(包括但不限于支承件52以及前支承轴承60和后支承轴承62)有时称为传动系64。
在一些示例中,风力涡轮可为没有齿轮箱46的直接驱动的风力涡轮。在直接驱动的风力涡轮中,发电机42以与转子18相同的旋转速度操作。因此,它们大体上具有比在具有齿轮箱46的风力涡轮中使用的发电机大得多的直径,以用于提供与具有齿轮箱的风力涡轮类似量的功率。
机舱16还可包括偏航驱动机构56,其可用来使机舱16且由此还使转子18围绕偏航轴线38旋转以控制转子叶片22相对于风向28的投影。
为了使机舱16相对于风向28适当地定位,机舱16还可包括至少一个气象测量系统58,其可包括风向标和风速计。气象测量系统58可向风力涡轮控制器36提供信息,其可包括风向28和/或风速。在示例中,变桨系统32至少部分地布置为在毂20中的变桨组件66。变桨组件66包括一个或多个变桨驱动系统68以及至少一个传感器70。每个变桨驱动系统68联接到相应的转子叶片22(在图1中示出),以用于调节转子叶片22沿变桨轴线34的桨距角。三个变桨驱动系统68中的仅一个在图2中示出。
在示例中,变桨组件66包括至少一个变桨轴承72,其联接到毂20和相应的转子叶片22(在图1中示出)以用于使相应的转子叶片22围绕变桨轴线34旋转。变桨驱动系统68包括变桨驱动马达74、变桨驱动齿轮箱76和变桨驱动小齿轮78。变桨驱动马达74联接到变桨驱动齿轮箱76,使得变桨驱动马达74为变桨驱动齿轮箱76赋予机械力。变桨驱动齿轮箱76联接到变桨驱动小齿轮78,使得变桨驱动小齿轮78由变桨驱动齿轮箱76旋转。变桨轴承72联接到变桨驱动小齿轮78,使得变桨驱动小齿轮78的旋转造成变桨轴承72的旋转。
变桨驱动系统68联接到风力涡轮控制器36,以用于在接受来自风力涡轮控制器36的一个或多个信号时调整转子叶片22的桨距角。在示例中,变桨驱动马达74是使变桨组件66能够如本文中描述的那样起作用的由电功率和/或液压系统所驱动的任何合适的马达。备选地,变桨组件66可包括任何合适的结构、配置、布置和/或构件,诸如但不限于液压缸、弹簧和/或伺服机构。在某些实施例中,变桨驱动马达74由从毂20的旋转惯性和/或向风力涡轮10的构件供应能量的储存的能源(未示出)提取的能量所驱动。
变桨组件66还可包括一个或多个变桨控制系统80,其用于在特定的优先次序情形的情况下和/或在转子18超速期间根据来自风力涡轮控制器36的控制信号来控制变桨驱动系统68。在示例中,变桨组件66包括至少一个变桨控制系统80,其通信地联接到相应的变桨驱动系统68以用于独立于风力涡轮控制器36控制变桨驱动系统68。在示例中,变桨控制系统80联接到变桨驱动系统68和传感器70。在风力涡轮10的正常操作期间,风力涡轮控制器36可控制变桨驱动系统68以调整转子叶片22的桨距角。
根据实施例,功率发电机84(例如包括电池和电容器)布置在毂20处或在毂20内,且联接到传感器70、变桨控制系统80和变桨驱动系统68以向这些构件提供功率源。在示例中,功率发电机84在风力涡轮10的操作期间向变桨组件66提供持续的功率源。在备选实施例中,功率发电机84仅在风力涡轮10的电功率损失事件期间向变桨组件66提供功率。电功率损失事件可包括功率网损失或下降、风力涡轮10的电气系统故障和/或风力涡轮控制器36失效。在电功率损失事件期间,功率发电机84操作成向变桨组件66提供电功率,使得变桨组件66可在电功率损失事件期间操作。
在示例中,变桨驱动系统68、传感器70、变桨控制系统80、线缆和功率发电机84各自定位于由毂20的内表面88限定的腔86中。在备选实施例中,所述构件相对于毂20的外表面定位,且可直接地或间接地联接到外表面。注意,如图3中示出的,关于图2描述的一些技术特征还可能存在于直接驱动的风力涡轮中。
图3示出用于风力涡轮的组件的示例的截面视图。组件包括转子毂20、发电机转子100和用于将发电机转子100支承在静止框架111上的轴110。图3示意性地示出组件还包括至少部分地延伸穿过转子毂20、发电机转子100和轴110的多个主紧固件130。转子毂20配置成可在不将发电机转子100从轴110拆卸的情况下从发电机转子100和轴110移除。关于前文提到的连接的示例在图4至图6中详述。
此外,图3的示例示出转子毂20、发电机转子100和轴110包括共同的旋转轴线RA。在该示例中,发电机转子100径向地包绕发电机定子101,但组件可备选地包括位于发电机定子101径向内侧的发电机转子100。类似地,轴110可为单一结构或可包括可附接其它风力涡轮构件的多个结构。
图3还示出发电机转子100固定在轴110的凸缘与转子毂20之间。在其它示例中,发电机转子100可固定在转子毂20的相对侧上,即轴110固定在之间。
此外,虽然在图3的截面视图中仅示出两个主紧固件130,应注意,联接风力涡轮转子毂20、发电机转子100和轴110的紧固件的数量、布置和类型可变化。例如,多个主紧固件130可为螺栓,其中,螺栓的头部可布置成接触并压迫转子毂20抵靠发电机转子100或轴110。还可使用诸如带螺母的柱螺栓或其它的紧固件。
如本文中所解释的,毂20可在不必拆卸发电机100和轴110的情况下从风力涡轮移除。在没有毂的情况下(在移除毂之后,或在首次安装毂之前),保持发电机总体结构完好无损,且可进行测试。该示例中的总体发电机结构由发电机旋转结构(包括轴110和发电机转子100)、发电机静止结构(包括静止框架111和发电机定子101)和发电机旋转结构与发电机静止结构之间的轴承形成。
图4是图3中示出的风力涡轮组件的详细视图,示出组件构件之间的联接。该图示出转子毂20与发电机转子100之间的接触区域,以及发电机转子100与轴110之间的另一接触区域。如示出的,固定该联接的紧固件130、140可为不同度量的带螺纹的螺栓。
图4中示出的示例示出主紧固件130可延伸穿过转子毂20和发电机转子100中的通孔且延伸穿过轴110中的盲孔,即主紧固件完全延伸穿过转子毂20和发电机转子100且仅部分地穿过轴110的凸缘。
在其中轴110可位于转子毂20与发电机转子100之间的风力涡轮组件的其它示例中,主紧固件130可延伸穿过转子毂20和轴110中的通孔且穿过发电机转子100中的盲孔。在更另外的示例中,主紧固件可从相反方向朝毂延伸,即从支承框架110延伸穿过发电机转子100,且延伸到毂20的凸缘。
另外,如图4的示例中示出的,组件还可包括配置成将发电机转子100连接到轴110的多个辅助紧固件140。辅助紧固件140可具有与主紧固件130不同的长度和度量。两种类型的紧固件可针对它们的特定用途来优化。
此外,风力涡轮组件的多个通孔和盲孔可围绕由转子毂20、发电机转子100和轴110限定的旋转轴线RA等量地间隔且径向地分布在至少一排中。孔(以及因此紧固件)的径向分布允许径向对称地分离负载,以保持风力涡轮组件相对于旋转轴线RA的平衡。
在图4的示例中,多个通孔和盲孔围绕旋转轴线RA径向地分布成两排,即相对于旋转轴线RA的径向外排和相对于旋转轴线RA的径向内排。更特别地,孔的分布可以便于限定内排,其中,内排的多个孔配置成接收辅助紧固件140以将发电机转子100附接到轴110,且外排的另外多个孔配置成接收主紧固件130以将转子毂20附接到发电机转子100和轴110。还更特别地,孔的分布可以便于限定外排(其中,所有孔配置成接收主紧固件130以将转子毂20附接到发电机转子100且附接到轴110)和内排(其中,所有孔配置成仅接收辅助紧固件)。以此类方式布置孔和紧固件可在松开过程期间有助于操作者,以降低维护和更换任务中的总体时间。
在更另外的示例中,如图6中可见,相同的孔可配置成用于选择性地接收主紧固件和辅助紧固件两者。
辅助紧固件140可配置成当转子毂20从发电机转子100和轴110拆卸时将发电机转子100临时地连接到轴110。这导致通用的连接配置,其中主紧固件130和辅助紧固件140可提供两种不同类型的连接以便于维护和更换任务。如将关于组装方法描述的,在第一阶段中,发电机转子100和轴110可使用(临时的)辅助紧固件140附接。然后,当使用主紧固件130将转子毂20组装到发电机转子100和轴110时,可移除辅助紧固件140(或其中的所选项)。
图4还示出转子毂20的多个通孔、发电机转子100的通孔和轴110的盲孔可对准以限定配置成接收紧固件130、140的孔120、150以附接前文提到的构件。类似地,发电机转子100的多个通孔和轴110的盲孔的对准还可限定连接路径,该连接路径配置成接收紧固件140以用于独立于转子毂20的这两个构件的连接。
图5是横跨图4中描绘的径向平面A-A'的截面的径向投影,示意性地示出孔120、150和紧固件130、140的配置的示例。其它排的孔120、150可布置在示出的排的孔的径向内侧或外侧(相对于旋转轴线RA)。
图5示出示出的一排孔120、150包括用于接收主紧固件130的多个主孔120和用于接收辅助紧固件140的多个辅助孔150。为了有助于可视化,第一主孔120和辅助孔150(从左到右)示为没有紧固件130、140,且第二主孔120和辅助孔150示为具有对应紧固件130、140。在图5中还示出主紧固件130可包括头部131,头部131具有比转子毂20的多个通孔121、151的最小直径更大的直径。在一些示例中,主紧固件的头部131可靠置毂的表面。或,如图5中公开的,主孔120可具有可接收主紧固件的头部131的形状。
在另一方面,辅助紧固件140可包括头部141,头部141具有比转子毂20的通孔151的最小直径更小但比发电机转子100的通孔122的相应最小直径更大的直径。注意,转子毂20的主通孔121和辅助通孔151可配置成接收辅助紧固件140的头部141。
此外,发电机转子100的和转子毂20的通孔121、122、151的形状可适用于分别与辅助紧固件140和主紧固件130的头部141、131(或其一部分)配合。更准确地,发电机转子的通孔122可包括局部加宽部155,以至少部分地接收辅助紧固件140的头部142部分。类似地,转子毂的通孔121可包括局部加宽部124以部分地接收主紧固件130的头部131部分。
在图5中示出的示例中,组件包括具有不同形态的孔,即主孔120和辅助孔150。然而,如图6中示出的,组件还可能包括至少部分地延伸穿过转子毂20、发电机转子100和轴110的多个孔,其中,孔配置成选择性地接收主紧固件130和辅助紧固件140。因此,孔中的至少一些可配置成具有基本相同的内部几何形状。这将意味着这些孔可在风力涡轮组装、维护或更换期间在不同点处接收主紧固件130和辅助紧固件140。
图5中示出的盲孔123还包括配置成与紧固件132、142的螺纹匹配的内螺纹126。如论述的,内螺纹126在主孔120中可能具有与在辅助孔150中不同的度量以匹配紧固件中的每个。备选地,所有螺纹126、132、142可相同以允许紧固件的互换。
图6是横跨图4中描绘的径向平面B-B'的截面的径向投影,示意性地示出孔120、150和紧固件130、140的示例性配置。如图5中,仅示出两个紧固件130、140。
在该示例中,多个盲孔123可包括一个或多个内螺纹126、127。更特别地,轴110包括具有两个内螺纹的盲孔123,第一内螺纹126配置成接收和匹配主紧固件130,且第二内螺纹127配置成接收和匹配辅助紧固件140。注意,取决于风力涡轮组件的总体配置,盲孔123可位于发电机转子100中或轴110中。
在另外的示例中(图中未示出),轴可夹在发电机转子与毂之间。在该情况下,盲孔还可能位于发电机转子中。盲孔可布置在组件的前“上风”端处或后“下风”端处。在更另外的示例中,主孔和/或辅助孔可为延伸穿过所有三个构件的通孔。
图6还示出辅助孔150可包括转子毂20的通孔151,其具有比发电机转子100的对应通孔122的最小直径更大的最小直径。如先前论述的,主孔120(如果这些还意在于某些组装时段期间接收辅助紧固件140)还可具有前文提到的特征。
本公开内容还提供一种风力涡轮组件,其包括转子毂20、发电机转子100、轴110以及多个主紧固件130和辅助紧固件140。转子毂20包括多个主孔120和辅助孔150。发电机转子100包括多个通孔122。轴110包括多个盲孔123。此外,多个主紧固件130延伸穿过转子毂20的主孔120、发电机转子100且进入到轴110中。另外,辅助通孔151配置成接收辅助紧固件140,辅助紧固件140配置成将轴110连接到发电机转子100。
在本公开内容的一方面,提供一种风力涡轮10,其包括根据前文提到的示例和所包括的技术特征中的任何的风力涡轮组件。
在本公开内容的另一方面,提供一种用于组装的方法600。根据本公开内容中公开的技术特征,方法600适合于提供用于风力涡轮的组件。方法600在图7中示意性地示出。
方法包括在框601处提供轴110和发电机转子100。方法600还包括在框602处利用多个辅助紧固件140将支承框架110联接到发电机转子100以形成轴-发电机转子组件。此外,方法600包括在框603处使用主紧固件130将风力涡轮毂20联接到轴-发电机转子组件,主紧固件130至少部分地延伸穿过轴110、发电机转子100和风力涡轮转子毂20。
根据该方面,方法允许独立于风力涡轮转子毂20安装轴-发电机转子组件。该独立性降低风力涡轮组装和拆卸操作的总体复杂性。此外,其还允许在现场执行测试且在联接转子毂20之前验证轴-发电机转子组件。
在示例中,方法600还可包括提供转子毂20,转子毂20包括主通孔121和辅助通孔151,以分别接收主紧固件130和辅助紧固件140。另外,方法600还可包括移除多个辅助紧固件中的至少所选项。此外,方法600可包括将一个或多个主紧固件联接到通过移除辅助紧固件所空出的辅助通孔。方法的这些额外步骤允许利用主紧固件固定风力涡轮组件,以在操作风力涡轮之前提供更牢固的联接。
此外,方法600还可包括以下步骤:分离所有主紧固件130以从轴-发电机转子组件释放转子毂20,以及将转子毂20带到塔架下以用于维护或更换任务。
该书面描述使用示例来公开包括优选实施例的教导,且还使本领域的任何技术人员能够实施本文中公开的教导,包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。可申请专利的范围由权利要求书限定,且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元件,或如果它们包括与权利要求书的字面语言具有非实质性差异的等同结构元件,此类其它示例意在处于权利要求书的范围内。来自所描述的各种实施例的方面以及对于每个此类方面的其它已知的等同物可由本领域的普通技术人员混合和匹配,以根据该申请的原理来构造额外的实施例和技术。如果与图相关的参考符号放置在权利要求中的括号中,它们只是为了试图增加权利要求的可理解性,且不应被解释为限制权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种用于风力涡轮的组件,包括:
转子毂(20),
发电机转子(100),以及
轴(110),所述轴(110)用于将所述发电机转子(100)支承在静止框架(111)上,且还包括
多个主紧固件(130),其至少部分地延伸穿过所述转子毂(20)、所述发电机转子(100)和所述轴(111),且其中
所述转子毂(20)配置成可在不将所述发电机转子(100)从所述轴(110)拆卸的情况下从所述发电机转子(100)和所述轴(110)移除。
2.根据权利要求1所述的组件,其中,所述多个主紧固件(130)是螺栓,且其中,所述螺栓的头部(131)布置成接触并压迫所述转子毂(20)抵靠所述发电机转子(100)或所述轴(110)。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的组件,其中,所述主紧固件(130)延伸穿过所述转子毂(20)和所述发电机转子(100)中的通孔(121、122),且延伸到所述轴(110)中的盲孔(123)中。
4.根据权利要求3所述的组件,其中,所述多个盲孔(123)包括一个或多个内螺纹(126、127)。
5.根据权利要求3或4所述的组件,其中,所述多个通孔(121、151、122)和盲孔(123)围绕所述转子毂(20)、所述发电机转子(100)和所述轴(110)的旋转轴线(RA)等量地间隔且径向地分布在至少一排中。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组件,还包括多个辅助紧固件(140),其配置成将所述发电机转子(20)连接到所述轴(110)。
7.根据权利要求6所述的组件,其中,所述辅助紧固件(140)配置成当所述转子毂(20)从所述发电机转子(100)和所述轴(110)拆卸时将所述发电机转子(20)临时地连接到所述轴(110)。
8.根据权利要求6或7所述的组件,其中,所述发电机转子(100)的或所述轴(110)的孔(122)配置成与所述辅助紧固件(142)的头部部分配合,且所述转子毂(20)的孔(121)配置成与所述主紧固件(131)的头部部分配合。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的组件,其中,所述转子毂(20)包括用于接收所述主紧固件(130)的多个主孔(120)和用于接收所述辅助紧固件(140)的多个辅助孔(150)。
10.根据权利要求9所述的组件,其中,所述辅助孔(150)包括所述转子毂中的通孔(151),所述转子毂中的通孔(151)具有比所述发电机转子或轴的孔(122)更大的最小直径。
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