CN202789330U - 一种双风轮直驱型风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双风轮直驱型风力发电机组，包括含有发电机主轴的发电机单元及与发电机主轴连接的风轮，所述风轮包括前风轮和后风轮，所述前风轮和后风轮分别安装在发电机主轴的前后两端；本实用新型的风力发电机组由前后风轮同时捕获风能来带动发电机主轴旋转发电，极大地提高了风能利用率，并减轻了单个风轮载荷，大幅度降低了风力发电机组度电成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及直驱型风力发电机组领域，具体地，涉及一种双风轮直驱型风力发电机组。
背景技术
风能作为一种绿色能源，已日益成熟并越来越受到世界各国重视。近十年，风电已逐步发展成为常规能源最具竞争力的替代能源。
公知的大型兆瓦级风力发电机组大都采用单风轮结构，由风轮捕获风能后带动发电机主轴旋转发电，一般为上风向或者下风向布置。由于风能利用系数的限制，单风轮兆瓦级风力发电机组风轮直径一般非常庞大，在大型风力发电机上，这将造成非常沉重和昂贵的工程造价，这在很大程度上限制了风力发电的推广普及。在风力发电领域的现行技术体系下，兆瓦级风力发电机组要大幅度提高功率，靠单纯增大风轮直径的技术路线变得非常困难。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种双风轮直驱型风力发电机组，可提高风能利用率，并减轻单个风轮载荷，大幅度降低风力发电机组度电成本。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种双风轮直驱型风力发电机组，包括含有发电机主轴的发电机单元及与发电机主轴连接的风轮，所述风轮包括前风轮和后风轮，所述前风轮和后风轮分别安装在发电机主轴的前后两端。
进一步地，所述前风轮直径小于后风轮直径。
进一步地，所述风力发电机组还包括用于固定发电机单元的回转支架，所述发电机单元还包括：定轴、前轴承、后轴承、轴承座、发电机端盖、转子、定子，其中:所述发电机主轴由前轴承及后轴承支撑，前轴承固定在定轴内，后轴承固定在轴承座内，定轴及轴承座分别固定在回转支架上，发电机端盖固接在定轴上，定子通过定子支架固接在发电机端盖上，转子通过转子支架固接在发电机主轴上，转子与定子对应设置且中间留有气隙。
进一步地，所述定子为内外定子或内定子，对应地，所述转子为内外转子或外转子，且所述转子为永磁转子或励磁转子。
进一步地，所述定子为外定子，所述转子为内转子，且所述转子为永磁转子或励磁转子。
进一步地，所述发电机端盖向前伸出并与外转子外端搭接形成密闭空间，搭接部分设有密封结构，且所述发电机端盖向前伸出的部分与外转子均呈现水平倾角，其前端均低于后端。
进一步地，所述发电机主轴分为前主轴及与前主轴连接的后主轴。
进一步地，所述前主轴与后主轴通过法兰连接，且所述发电机单元增设有一轴承、一轴承座或增强轴，所述轴承支撑发电机前主轴，且所述轴承通过增设的轴承座或增设的增强轴与回转支架固接。
进一步地，所述前后主轴形状可做成变截面形状。
进一步地，所述风力发电机组还包括：塔筒、偏航系统、机舱、气象站系统、电气系统及控制系统、变桨系统、滑环，其中：所述回转支架通过偏航系统连接到塔筒上，机舱设置在回转支架外，气象站系统设置在机舱外面的上部，电气系统及控制系统设置在机舱内部，变桨系统设置在风轮上，滑环设置在发电机主轴上，电气系统及控制系统电信号线穿过发电机主轴内部后从滑环接入到偏航系统、气象站系统及变桨系统中。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、风力发电机组设有前后两个风轮，由前后风轮同时捕获风能来带动发电机主轴旋转发电，极大地提高了风能利用率，并减轻了单个风轮载荷。
2、发电机内部设有内外定子、内外转子两套发电系统，有效提高了发电机功率，提高了材料利用率。
3、发电机端盖向前延伸后与外转子外端相接，形成发电机单元内部的密闭空间，并且发电机端盖向前伸出的部分与外转子均呈现水平倾角，其前端均低于后端，方便水流向前流动,起到防水效果。
4、采用可断开的发电机主轴结构，可以方便安装工作及后续维修工作，另外，发电机主轴形状可做成变截面形状以方便安装。
5、采用了上述技术，能够有效地、大幅度地降低风力发电机组度电成本。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的一种双风轮直驱型风力发电机组结构示意图（长主轴）；
图2为本实用新型的一种双风轮直驱型风力发电机组结构示意图（分段式主轴）。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示，为一种兆瓦级双风轮双转子直驱型风力发电机组（长主轴形式），包括：前风轮1、后风轮2、塔筒6、偏航系统5、回转支架7、机舱3、气象站系统4、发电机单元、电气系统及控制系统、变桨系统、滑环15。发电机单元主要包括：内定子11、外定子12、内转子13、外转子14、发电机主轴16、定轴9、发电机端盖10、前轴承17、后轴承18，轴承座8。
其中，前风轮1和后风轮2分别固定连接在发电机主轴16的前后两端，捕获风能后带动发电机主轴16旋转发电，为合理配置载荷以及从空气动力学原理考虑，本实用新型中，前后两个风轮直径按一定比例设计，后风轮2直径大于前风轮1直径。发电机单元固定连接在回转支架7上，回转支架7通过偏航系统5连接到塔筒6上，并能够随风向偏航转动；机舱3设置在回转支架7外，气象站系统4设置在机舱3外面的上部，电气系统及控制系统设置在机舱3内部，变桨系统设置在前风轮1及后风轮2上，滑环15设置在发电机主轴16的中间部分，电气系统及控制系统电信号线穿过发电机主轴16内部后从滑环15接入到偏航系统5、气象站系统4及变桨系统中。变桨系统以及偏航系统5接受气象站系统4传递的信号对发电机组进行变桨、偏航控制。
其中，发电机主轴16由前轴承17及后轴承18支撑，前轴承17固定在定轴9内，与轴承内圈一起绕定轴9枢转；后轴承18固定在轴承座8内，定轴9及轴承座8分别固定在回转支架7上，发电机端盖10固接在定轴9上，内定子11、外定子12通过定子支架固接在发电机端盖10上，内转子13、外转子14通过转子支架固接在发电机主轴16上，并随其枢转，转子与定子对应设置且中间留有气隙；优选的，内转子13、外转子14均为永磁体转子。
发电机端盖10向前伸出并与外转子14外端搭接形成密闭空间，搭接部分设有密封结构，且发电机端盖10向前伸出的部分与外转子14均呈现水平倾角，其前端均低于后端，方便水流向前流动,起到防水效果。
以上所述，为本实用新型技术方案的基础方案，本领域的技术人员在基础方案的基础上，可以选择或者组合以下技术手段：
在发电机单元中，可将内转子13、外转子14的永磁体设置为励磁方式。进一步地，发电机单元中的内外定子结构，可设置为单定子结构，同时，转子对应的设为单转子结构。即：内外转子结构可设置为只有内转子或只有外转子，相应的，内外定子设置为对应的只有外定子或只有内定子，这使发电机结构更加紧凑。
实施例2
在实施例1的基础上，考虑到发电机主轴较长，给安装工作及后续维修等工作可能带来不便，如图2所示，可将发电机主轴设置为前主轴19、后主轴20，前后主轴通过法兰连接。其中，发电机单元增设有一轴承21、一增强轴22，轴承21支撑发电机前主轴19，且轴承21通过增设的增强轴22与回转支架7固接。
优选的，增强轴22还可用固定连接在回转支架7上的轴承座等支撑装置取代。
优选的，前后主轴形状可根据安装要求做成相应形状，如中空锥形轴等变截面轴。
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 (10)
1.一种双风轮直驱型风力发电机组，包括含有发电机主轴的发电机单元及与发电机主轴连接的风轮，其特征在于，所述风轮包括前风轮和后风轮，所述前风轮和后风轮分别安装在发电机主轴的前后两端。
2.根据权利要求1所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述前风轮直径小于后风轮直径。
3.根据权利要求1或2所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括用于固定发电机单元的回转支架，所述发电机单元还包括：定轴、前轴承、后轴承、轴承座、发电机端盖、转子、定子，其中：
所述发电机主轴由前轴承及后轴承支撑，前轴承固定在定轴内，后轴承固定在轴承座内，定轴及轴承座分别固定在回转支架上，发电机端盖固接在定轴上，定子通过定子支架固接在发电机端盖上，转子通过转子支架固接在发电机主轴上，转子与定子对应设置且中间留有气隙。
4.根据权利要求3所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述定子为内外定子或内定子，对应地，所述转子为内外转子或外转子，且所述转子为永磁转子或励磁转子。
5.根据权利要求3所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述定子为外定子，所述转子为内转子，且所述转子为永磁转子或励磁转子。
6.根据权利要求4所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述发电机端盖向前伸出并与外转子外端搭接形成密闭空间，搭接部分设有密封结构，且所述发电机端盖向前伸出的部分与外转子均呈现水平倾角，其前端均低于后端。
7.根据权利要求3所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述发电机主轴分为前主轴及与前主轴连接的后主轴。
8.根据权利要求7所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述前主轴与后主轴通过法兰连接，且所述发电机单元增设有一轴承、一轴承座或增强轴，所述轴承支撑发电机前主轴，且所述轴承通过增设的轴承座或增设的增强轴与回转支架固接。
9.根据权利要求7所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述前后主轴形状可做成变截面形状。
10.根据权利要求3所述的双风轮直驱型风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括：塔筒、偏航系统、机舱、气象站系统、电气系统及控制系统、变桨系统、滑环，其中：
所述回转支架通过偏航系统连接到塔筒上，机舱设置在回转支架外，气象站系统设置在机舱外面的上部，电气系统及控制系统设置在机舱内部，变桨系统设置在风轮上，滑环设置在发电机主轴上，电气系统及控制系统电信号线穿过发电机主轴内部后从滑环接入到偏航系统、气象站系统及变桨系统中。
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Owner name: WEIHAI YINHE CHANGZHENG WIND POWER GENERATING EQUI Effective date: 20130425 |
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