CN202042985U - 一种固定轴支撑的双定子永磁直驱风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固定轴支撑的双定子永磁直驱风力发电机，其中固定轴与机架连接，前轴承和后轴承安装在固定轴上，轴套套装在固定轴上且位于前、后两轴承的内环间，后轴承定位件设置在后轴承外侧，空心转动轴套装在固定轴的前、后轴承上，前轴承端盖与空心转动轴连接；轮毂与空心转动轴、转子转盘连接，转子转盘连接转子的前端，转子设置在内定子和外定子之间，内定子安装在内定子支架上，内定子支架与机架连接，外定子安装在电机外壳内，电机外壳两端分别与电机前端盖及机架相连。本实用新型在传动链中采用了固定轴支撑的结构，可不必使用价格昂贵的双列圆锥滚子轴承，也可不必使用需承受轮毂载荷的尺寸大、重量重的机舱壳体，成本大幅降低。

Description

一种固定轴支撑的双定子永磁直驱风力发电机

技术领域

本实用新型涉及大型双定子永磁直驱风力发电机领域，具体地，涉及一种固定轴支撑的双定子永磁直驱风力发电机。

背景技术

随着电机功率的增大，电机的体积将会越来越大。特别对于低速电机，例如永磁直驱风力发电机，当功率大于兆瓦或数兆瓦以上时，其体积将会变得相当庞大，以至于会对运输带来极大困难。针对上述问题，电机可采用双定子结构，使电机单位体积的输出功率增大，从而减小电机体积和重量，既降低了成本，又方便了运输。但现有的双定子永磁直驱风力发电机大多采用双列圆锥滚子轴承(鹦鹉螺轴承)的传动链设计，因此风机轮毂的巨大轴向推力和俯仰力矩载荷均需由设置在电机外侧的尺寸大、重量重的机舱壳体来承受，同时，双列圆锥滚子轴承的价格非常昂贵。现有技术中的大型双定子永磁直驱风力发电机由于采用了上述结构，整机重量重，成本也较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种可大幅降低成本的采用固定轴支撑的双定子永磁直驱风力发电机，尤其适用兆瓦级及以上的永磁直驱风力发电机。

实现上述目的的技术方案如下：

一种固定轴支撑的双定子永磁直驱风力发电机，包括轮毂、固定轴、前轴承、轴套、后轴承、前轴承端盖、后轴承定位件、空心转动轴、转子转盘、转子、外定子、内定子、内定子支架、电机前端盖、电机外壳及机架；所述固定轴与机架连接，前轴承和后轴承安装在固定轴上，轴套套装在固定轴上且位于前、后两轴承的内环间，后轴承定位件设置在后轴承外侧，空心转动轴套装在固定轴的前、后轴承上，前轴承端盖与空心转动轴连接；所述轮毂与空心转动轴、转子转盘连接，转子转盘连接转子的前端，转子设置在内定子和外定子之间，内定子安装在内定子支架上，内定子支架与机架连接，外定子安装在电机外壳内，电机外壳两端分别与电机前端盖及机架相连。

进一步地，在内定子支架与机架之间还设置有转子后支架、转子后轴承、转子后轴承支架及后法兰；所述转子的后端连接转子后支架，转子后支架安装在转子后轴承上，转子后轴承安装在转子后轴承支架上，转子后轴承支架一端与内定子支架相连，另一端与后法兰、机架连接且所述电机外壳与机架之间也经过所述的后法兰连接。

进一步地，所述前轴承和后轴承均为调心轴承。

进一步地，所述固定轴为空心固定轴。

进一步地，在机架外侧还安装有玻璃钢结构的机舱罩。

进一步地，所述后轴承定位件为轴螺母或后轴承端盖。

进一步地，所述转子后轴承为深沟球轴承。

本实用新型在直驱风力发电机中采用了双定子结构，同时在传动链中采用了固定轴支撑的技术方案。因此，本实用新型除了具有双定子直驱风力发电机的功率密度大，尺寸小、重量轻的特点外，还具有以下优点：

1、本实用新型在传动中采用了固定轴支撑的结构方式，这样可以不必使用价格昂贵的双列圆锥滚子轴承(鹦鹉螺轴承)，而可采用风电机组中常用的调心轴承。这两种传动链设计的轴承总成本的比较结果是：鹦鹉螺轴承方案约为调心轴承方案的两倍。因此，本实用新型方案的轴承成本有较大幅度的节省。

2、采用了固定轴来承受和传递叶轮的载荷就可不必使用需承受轮毂载荷的尺寸大、重量重的机舱壳体，取而代之的机舱罩可采用轻型玻璃钢结构，从而又大幅减小了整机重量。

3、本实用新型的结构方案未采用重型锻造主轴，而是采用了空心固定轴来承受和传递轮毂的载荷，这样的结构大幅减小了主轴的重量和成本。

4、本实用新型在发电机转子后端加设了一个常规深沟球轴承。该轴承可以保证发电机在任何运行状态下转子与定子的同心。本实用新型可以大幅减轻直驱风力发电机的重量和成本，可广泛应用于直驱型风力发电系统中。

即本实用新型在这种双定子风力发电机的传动链设计中采用固定轴支撑的结构方式，可以不必采用价格昂贵的双列圆锥滚子轴承，同时将风轮载荷经过直径相对小很多的空心固定轴直接传至机架上，这样可以大幅减轻整机的重量。采用此种设计是一种大幅降低永磁直驱风力发电机成本的有效途径。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构主要部件装配示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的进行详细的描述。

如图1所示，图中一些短小的中心线表示各种规格的螺栓和螺母。本实用新型的其它主要零部件中包括：轮毂1、前轴承端盖2、空心转动轴3、电机前端盖4、转子转盘5、电机外壳6、外定子7、转子8、内定子9、转子后支架10、内定子支架11、后法兰12、转子后轴承支架13、机架14、前轴承15、轴套16、固定轴17、后轴承18、后轴承定位件(轴螺母)19、转子后轴承20。

其中，固定轴17与机架14紧固连接在一起，前轴承15和后轴承18安装在固定轴17上，轴套16套装在固定轴17上且位于前、后两轴承15、18的内环间，后轴承定位件(轴螺母)19设置在后轴承18外侧，空心转动轴3套装在固定轴17的前、后轴承15、18上，前轴承端盖2经螺栓紧固在空心转动轴3上。

轮毂1经由止口法兰和螺栓与转子转盘5和空心转动轴3紧固在一起，转子转盘5紧固连接在转子8的前端，转子转盘5用于传递轮毂的扭矩，转子8设置在内定子9和外定子7之间，内定子9安装在内定子支架11上，外定子7安装在电机外壳6内，电机外壳6的前端与电机前端盖4相连。转子8的后端紧固连接转子后支架10，转子后支架10用于保证转子8后端与定子同心，转子后支架10安装在转子后轴承20上，转子后轴承20安装在转子后轴承支架13上，后轴承支架13一端与内定子支架11相连，另一端与后法兰12、机架14固定连接在一起。后法兰12与电机外壳6的后端、机架14固定在一起。

上述实施例中的前轴承15、后轴承18均可以采用调心轴承；固定轴17可采用空心固定轴；转子后轴承20可选用常规深沟球轴承；其中后轴承定位件19也可用后轴承端盖替换；在机架14外侧还可以安装有玻璃钢结构的机舱罩(图中未示出)。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种固定轴支撑的双定子永磁直驱风力发电机，其特征在于，包括轮毂、固定轴、前轴承、轴套、后轴承、前轴承端盖、后轴承定位件、空心转动轴、转子转盘、转子、外定子、内定子、内定子支架、电机前端盖、电机外壳及机架；

所述固定轴与机架连接，前轴承和后轴承安装在固定轴上，轴套套装在固定轴上且位于前、后两轴承的内环间，后轴承定位件设置在后轴承外侧，空心转动轴套装在固定轴的前、后轴承上，前轴承端盖与空心转动轴连接；

所述轮毂与空心转动轴、转子转盘连接，转子转盘连接转子的前端，转子设置在内定子和外定子之间，内定子安装在内定子支架上，内定子支架与机架连接，外定子安装在电机外壳内，电机外壳两端分别与电机前端盖及机架相连。

2.根据权利要求1所述的双定子永磁直驱风力发电机，其特征在于，在内定子支架与机架之间还设置有转子后支架、转子后轴承、转子后轴承支架及后法兰；

所述转子的后端连接转子后支架，转子后支架安装在转子后轴承上，转子后轴承安装在转子后轴承支架上，转子后轴承支架一端与内定子支架相连，另一端与后法兰、机架连接且所述电机外壳与机架之间也经过所述的后法兰连接。

3.根据权利要求1或2所述的双定子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述前轴承和后轴承均为调心轴承。

4.根据权利要求1或2所述的双定子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述固定轴为空心固定轴。

5.根据权利要求1或2所述的双定子永磁直驱风力发电机，其特征在于，在机架外侧还安装有玻璃钢结构的机舱罩。

6.根据权利要求1或2所述的双定子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述后轴承定位件为轴螺母或后轴承端盖。

7.根据权利要求2所述的双定子永磁直驱风力发电机，其特征在于，所述转子后轴承为深沟球轴承。

Images