CN214035961U - 应用于风力发电机的前机架及风力发电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种应用于风力发电机的前机架及风力发电机。风力发电机包括塔架、组装于塔架顶部的机舱以及组装于机舱前端的风轮，所述风轮的旋转轴线与所述塔架的竖直轴线共同限定一平面。前机架包括发电机定子配接部、塔架配接部以及后机架配接部。发电机定子配接部用于与机舱的发电机定子配接。塔架配接部用于与塔架配接。后机架配接部用于与附接于所述前机架的后机架配接，所述后机架配接部包括用于共同与所述后机架配合相接的第一配接面和第二配接面，所述第一配接面与所述第二配接面位于所述平面的同一侧，所述第一配接面与所述第二配接面相交，成大于80°小于100°的夹角。该方案可以提高后机架配接部与后机架连接的可靠性。

Description

应用于风力发电机的前机架及风力发电机

技术领域

本申请涉及风电技术领域，具体而言，涉及一种应用于风力发电机的前机架及风力发电机。

背景技术

风力发电机可以将风能转化为电能。风力发电机包括塔架、安装于塔架的机舱以及安装于机舱的风轮。风轮在风能的作用下旋转，通过安装于机舱的轮毂带动机舱内的发电机的转子旋转，发电机将旋转能量转换为电能。

机舱包括前机架，发电机与前机架连接，前机架与塔架连接，通过前机架连接的机舱能够相对于塔架旋转，并可以使得作用于风轮的负荷和振动能够通过前机架传递给塔架。

实用新型内容

本申请提供一种应用于风力发电机的前机架及风力发电机。

本申请提供了一种应用于风力发电机的前机架，风力发电机包括塔架、组装于塔架顶部的机舱以及组装于机舱前端的风轮，所述风轮的旋转轴线与所述塔架的竖直轴线共同限定一平面，所述前机架包括：

发电机定子配接部，用于与机舱的发电机定子配接；

塔架配接部，用于与塔架配接；及

后机架配接部，用于与附接于所述前机架的后机架配接，所述后机架用于支撑风力发电机的机电设备，所述后机架配接部包括用于共同与所述后机架配合相接的第一配接面和第二配接面，所述第一配接面与所述第二配接面位于所述平面的同一侧，所述第一配接面与所述第二配接面相交，成大于80°小于100°的夹角。

可选的，所述第一配接面与第二配接面垂直相交，成90°的夹角，所述第一配接面为竖直面，所述第二配接面为水平面。

可选的，所述前机架包括连接肋，所述连接肋配置成沿着所述风轮的旋转轴线延伸，所述连接肋远离所述发电机定子配接部的一端与所述后机架配接部连接。

可选的，所述连接肋包括与所述平面平行的第一肋板和相对于所述平面倾斜的第二肋板，所述第一肋板与所述第二肋板相连接，所述第一肋板远离所述发电机定子配接部的一端与所述后机架配接部连接，所述第二肋板远离所述发电机定子配接部的一端与所述后机架配接部连接。

可选的，所述第一肋板包括连接于第二肋板上表面的上侧部分以及连接于所述第二肋板下表面的下侧部分，所述上侧部分远离所述发电机定子配接部的一端比所述下侧部分远离所述发电机定子配接部的一端更靠近所述发电机定子配接部，使所述第一肋板在远离所述发电机定子配接部的一端形成缺口，所述后机架配接部连接于所述缺口处。

可选的，所述后机架配接部包括第一配接板和第二配接板，所述第一配接板包括背向彼此的第一连接面和所述第一配接面，所述第一连接面与所述上侧部分远离所述发电机定子配接部的一端相接，所述第二配接板包括背向彼此的第二连接面和所述第二配接面，所述第二连接面与所述下侧部分的上表面相接。

可选的，所述后机架配接部包括第一后机架配接部和第二后机架配接部，所述第一后机架配接部与所述第二后机架配接部分别设置在所述平面的两侧。

可选的，所述前机架包括用于与吊具配接的第一吊具配接部和第二吊具配接部，第一吊具配接部连接于所述第一后机架配接部，所述第二吊具配接部连接于所述第二后机架配接部。

可选的，所述前机架包括多个支撑结构，所述多个支撑结构间隔分布，用于共同支撑附接于所述前机架的操作平台。

本申请还提供了一种风力发电机，包括：

塔架；

机舱，组装于所述塔架的顶部，所述机舱包括发电机转子、发电机定子、后机架以及上述任一项所述的前机架，所述发电机定子配接部与所述发电机定子配接，所述塔架配接部与所述塔架配接，所述后机架配接部与所述后机架配接；及

风轮，组装于所述机舱的前端，所述风轮包括轮毂，所述轮毂与所述发电机转子连接。

本申请提供的技术方案至少可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种风力发电机的前机架和风力发电机，其中，后机架配接部包括用于共同与所述后机架配合相接的第一配接面和第二配接面，所述第一配接面与所述第二配接面位于所述平面的同一侧，所述第一配接面与所述第二配接面相交，成大于80°小于100°的夹角。当起吊组装后的前机架与后机架时，固定第一配接面与后机架的连接件主要承受剪力，固定第二配接面与后机架的连接件主要承受拉伸力，连接件承受拉伸力的能力较大，且剪力与拉伸力部分相互抵消，这使得受剪力的部分连接件的受力状况得到改善，使后机架配接部与后机架的连接可靠性提高。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的风力发电机的示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的风力发电机部分结构的示意图；

图3是图2中示出的前机架的示意图；

图4是图3中示出的前机架的前视图；

图5是通过平面A的截面截得的剖面图；

图6是前机架与后机架的连接示意图；

图7是图3中示出的前机架的部分结构的示意图；

图8是图3中示出的前机架的部分结构的示意图；

图9是前机架与附接于前机架的支架的示意图；

图10是图3中示出的前机架的俯视图。

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申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图1和图2，图1所示为本申请一示例性实施例示出的风力发电机1的示意图。图2所示为图1中示出的风力发电机1部分结构的示意图。

本申请实施例提供的风力发电机1包括塔架10、机舱20和风轮30。塔架10安装于基础2，机舱20安装于塔架10的顶部，风轮30可转动的安装于机舱20的前端。风轮30包括可旋转的轮毂31和联接至轮毂的至少一个叶片32，风以一定速度和攻角作用于叶片，使叶片32产生转矩，驱动轮毂31旋转，使风能转换成旋转机械能。机舱20包括发电机定子(未示出)和发电机转子21，轮毂31与发电机转子21连接，轮毂31驱动发电机转子21相对于发电机定子旋转，使机械能转换成电能。在图2所示的实施例中，发电机定子位于发电机转子21的内侧。风轮30包括三个叶片32，三个叶片32按预设角度隔开，以促进轮毂31旋转。在其他一些实施例中，发电机定子可以位于发电机转子21的外侧。风轮30可以包括更多数量或更少数量的叶片32。

在一个实施例中，机舱20包括前机架22、后机架23和机舱罩24，发电机定子和发电机转子21组装于机舱罩24的前端以及外侧，前机架22和后机架23组装于机舱罩24的内侧。机舱20通过前机架22组装至塔架10的顶部，前机架22与机舱20的发电机定子连接。前机架22可以在偏航系统的驱动下相对于塔架10转动，从而使机舱20和风轮30跟随前机架22转动，使风轮30对准风向，获得最大风能。后机架23附接于前机架22，后机架23用于支撑风力发电机1中的机电设备。

请参考图3至图6，图3所示为前机架22的示意图。图4所示为前机架22的前视图。图5所示为通过平面A的截面截得的剖面图。图6所示为前机架22与后机架23连接的示意图。

前机架22包括发电机定子配接部220、塔架配接部221以及后机架配接部222。在一个实施例中，发电机定子配接部220位于前机架22的前端，用于与发电机定子配接，使发电机定子组装于前机架22的前端。塔架配接部221位于前机架22的下端，用于与塔架10配接，前机架22通过塔架配接部221组装于塔架10的顶部。后机架配接部222位于前机架22的后端，后机架23通过后机架配接部222附接于前机架22。这里所说的“前端”指的是前机架22靠近风轮30的一端，“后端”指的是前机架22远离风轮30的一端。

风轮30的旋转轴线与塔架10的竖直轴线共同限定一平面A。后机架配接部222包括第一配接面222a和第二配接面222b，所述第一配接面222a与所述第二配接面222b位于所述平面A的同一侧，所述第一配接面222a与所述第二配接面222b相交，成大于80°小于100°的夹角，第一配接面222a与第二配接面222b共同与后机架23配合连接。根据以上的描述可知，第一配接面222a与第二配接面222b不在同一平面内，这使得固定第一配接面222a与后机架23的连接件(例如螺栓)与固定第二配接面222b与后机架23的连接件(例如螺栓)受力情况不同。例如，当起吊组装后的前机架22与后机架23时，固定第一配接面222a与后机架23的连接件主要承受剪力，固定第二配接面222a与后机架23的连接件主要承受拉伸力，连接件承受拉伸力的能力较大，且拉伸力可以抵消部分剪力，这使得受剪力的连接件的受力状况得到改善，使后机架配接部222与后机架23的连接可靠性提高。

在一个实施例中，第一配接面222a与第二配接面222b垂直相交，成90°的夹角，并且，所述第一配接面222a为竖直面，所述第二配接面222b为水平面。该方案可以使得连接于第一配接面222a和第二配接面222b的后机架23保持水平，便于机电设备组装和支撑于后机架23。

请参考图3，前机架22包括连接肋223，所述连接肋223配置成沿着风轮30的旋转轴线O延伸，所述连接肋223远离所述发电机定子配接部220的一端与所述后机架配接部222连接。前机架22具有弧形外轮廓，连接肋223连接于前机架22的上表面，方便后机架配接部222的设置。并且，连接肋223从前机架22的前端向后端延伸，连接肋223的后端与后机架配接部222连接，使后机架23组装于前机架22的后端，由此避免后机架23与发电机定子发生干涉。

请参考图7，图7所示为图3中部分结构的放大视图。

在一个实施例中，所述连接肋223包括与所述平面A平行的第一肋板2230和相对于所述平面A倾斜的第二肋板2232，所述第一肋板2230与所述第二肋板2232相连接，所述第一肋板2230远离所述发电机定子配接部220的一端与所述后机架配接部222连接，所述第二肋板2232远离所述发电机定子配接部220的一端与所述后机架配接部222连接。由于第一肋板2230与第二肋板2232相对于平面A的姿态不同，且在端部均与后机架配接部222连接，这使得第一肋板2230与后机架配接部222的连接面以及第二肋板2232与后机架配接部222的连接面相对分散，由此提高了连接肋223与后机架配接部222连接的可靠性，使后机架配接部222的承载能力提高。在图7所示的实施例中，第一肋板2230与第二肋板2232相垂直，第一肋板2230与平面A平行，第二肋板2232与平面A垂直。

在一个实施例中，第一肋板2230包括连接于第二肋板2232上表面的上侧部分2230a以及连接于所述第二肋板2232下表面的下侧部分2230b，所述上侧部分2230a包括远离所述发电机定子配接部220的第一端部2230aa，下侧部分2230b包括远离所述发电机定子配接部220的第二端部2230ba，第一端部2230aa比第二端部2230ba更靠近所述发电机定子配接部220，使所述第一肋板2230在远离所述发电机定子配接部220的一端形成缺口2233，所述后机架配接部222连接于所述缺口2233处。该缺口2233处可以形成至少两个连接面，且两个连接面不在同一平面，第一肋板2230通过所述至少两个连接面与后机架配接部222连接，可以提高连接强度，增加第一肋板2230与后机架配接部222连接的可靠性。

在一个实施例中，后机架配接部222包括第一配接板2220和第二配接板2222，所述第一配接板2220包括背向彼此的第一连接面2220a和所述第一配接面222a，所述第一连接面2220a与所述上侧部分2230a远离所述发电机定子配接部220的一端的端面相接，即，与第一端部2230aa的端面相接。所述第二配接板2222包括背向彼此的第二连接面2222a和所述第二配接面222b，所述第二连接面2222a与所述下侧部分2230b的上表面相接。如此，在第一配接面222a的后侧以及第二配接面222b上侧形成了供后机架23安装的安装空间，该安装空间朝前机架22的后端敞开，便于后机架23顺利进入安装空间。

请参考图8，图8所示为图3中部分结构的放大视图。

后机架配接部222包括第一后机架配接部222’和第二后机架配接部222”，所述第一后机架配接部222’与所述第二后机架配接部222”分别设置在所述平面A的两侧。第一后机架配接部222’与第二后机架配接部222”可以共同与后机架23连接，保证后机架23连接的稳定性和受力的平衡性。第一后机架配接部222’和第二后机架配接部222”对称设置在平面A的两侧。

在一个实施例中，前机架22包括第一吊具配接部224和第二吊具配接部225，所述第一吊具配接部224连接于所述第一后机架配接部222’，所述第二吊具配接部225连接于所述第二后机架配接部222”。第一吊具配接部224和第二吊具配接部225用于在起吊前机架22和后机架23时与吊具配合，两点吊装稳定性更高。第一吊具配接部224和/或第二吊具配接部225可以包括吊环，但不仅限于此。

在图8所示的实施例中，所述第一吊具配接部224和所述第二吊具配接部沿垂直于所述平面A的方向对齐。并且，后机架23包括第一连接臂231和第二连接臂232，第一吊具配接部224夹持于第一配接面222a与第一连接臂231之间，第二吊具配接部225夹持于第二配接面222b与第二连接臂232之间。

请参考图9，图9所示为前机架22与附接于前机架22的支架24的示意图。

前机架22包括多个支撑结构226，所述多个支撑结构226间隔分布，用于共同支撑附接于所述前机架22的操作平台24。操作平台24包括支架240和支撑于支架的平台242。支架240设有多个，组装于各支撑结构226。支撑结构226的具体实施方式不限。本实施例中，支撑结构226包括形成于前机架22外表面的多个凸台，支架240支撑于凸台，通过螺栓固定。支撑结构226的具体数量不限。

请参考图10，图10所示为前机架22的俯视图。

塔架配接部221包括卡圈结构2210，风力发电机1中的至少一个偏航驱动器安装于卡圈结构2210，偏航驱动器可以驱动前机架22围绕塔架10的轴线转动。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于风力发电机的前机架，风力发电机包括塔架、组装于塔架顶部的机舱以及组装于机舱前端的风轮，所述风轮的旋转轴线与所述塔架的竖直轴线共同限定一平面，其特征在于，所述前机架包括：

发电机定子配接部，用于与机舱的发电机定子配接；

塔架配接部，用于与塔架配接；及

后机架配接部，用于与附接于所述前机架的后机架配接，所述后机架用于支撑风力发电机的机电设备，所述后机架配接部包括用于共同与所述后机架配合相接的第一配接面和第二配接面，所述第一配接面与所述第二配接面位于所述平面的同一侧，所述第一配接面与所述第二配接面相交，成大于80°小于100°的夹角。

2.根据权利要求1所述的前机架，其特征在于，所述第一配接面与第二配接面垂直相交，成90°的夹角，所述第一配接面为竖直面，所述第二配接面为水平面。

3.根据权利要求1所述的前机架，其特征在于，所述前机架包括连接肋，所述连接肋配置成沿着所述风轮的旋转轴线延伸，所述连接肋远离所述发电机定子配接部的一端与所述后机架配接部连接。

4.根据权利要求3所述的前机架，其特征在于，所述连接肋包括与所述平面平行的第一肋板和相对于所述平面倾斜的第二肋板，所述第一肋板与所述第二肋板相连接，所述第一肋板远离所述发电机定子配接部的一端与所述后机架配接部连接，所述第二肋板远离所述发电机定子配接部的一端与所述后机架配接部连接。

5.根据权利要求4所述的前机架，其特征在于，所述第一肋板包括连接于第二肋板上表面的上侧部分以及连接于所述第二肋板下表面的下侧部分，所述上侧部分远离所述发电机定子配接部的一端比所述下侧部分远离所述发电机定子配接部的一端更靠近所述发电机定子配接部，使所述第一肋板在远离所述发电机定子配接部的一端形成缺口，所述后机架配接部连接于所述缺口处。

6.根据权利要求5所述的前机架，其特征在于，所述后机架配接部包括第一配接板和第二配接板，所述第一配接板包括背向彼此的第一连接面和所述第一配接面，所述第一连接面与所述上侧部分远离所述发电机定子配接部的一端相接，所述第二配接板包括背向彼此的第二连接面和所述第二配接面，所述第二连接面与所述下侧部分的上表面相接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的前机架，其特征在于，所述后机架配接部包括第一后机架配接部和第二后机架配接部，所述第一后机架配接部与所述第二后机架配接部分别设置在所述平面的两侧。

8.根据权利要求7所述的前机架，其特征在于，所述前机架包括用于与吊具配接的第一吊具配接部和第二吊具配接部，第一吊具配接部连接于所述第一后机架配接部，所述第二吊具配接部连接于所述第二后机架配接部。

9.根据权利要求1至6任一项所述的前机架，其特征在于，所述前机架包括多个支撑结构，所述多个支撑结构间隔分布，用于共同支撑附接于所述前机架的操作平台。

10.一种风力发电机，其特征在于，包括：

塔架；

机舱，组装于所述塔架的顶部，所述机舱包括发电机转子、发电机定子、后机架以及如权利要求1至9任一项所述的前机架，所述发电机定子配接部与所述发电机定子配接，所述塔架配接部与所述塔架配接，所述后机架配接部与所述后机架配接；及

风轮，组装于所述机舱的前端，所述风轮包括轮毂，所述轮毂与所述发电机转子连接。

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