CN215170535U - 一种风力发电机组后机架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组后机架：通过在风力发电机组后机架的尾端设置变压器安装座的方式，将变压器设为内置式变压器，安装在后机架的尾端，既简化发电机与变压器的连接、缩短连接电缆长度，又不占驻后机架的主要承载区域，可以在后机架上的灵活布置设备，使设备布置更为合理，便于操作人员安装和维护设备。

Description

一种风力发电机组后机架

技术领域

本实用新型主要涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组后机架。

背景技术

随着中国经济高速增长的结束，未来中国的能源需求将进入总量稳定增长、结构加速调整、绿色低碳优先、智能高效为主的“新常态”。风电行业经过多年的震荡调整，已步入理性发展通道。风电设备行业的市场秩序得到规范，技术门槛也在不断提高，市场需求逐渐从原来的重规划到重效率、从重速度到重质量、从重装机到重度电成本过渡。

风机机架的作用就是把风轮载荷转移到偏航轴承上，并且为齿轮箱和发电机提供支撑。在风力发电机中，机架和齿轮箱相连，而且在原则上它们是一个独立的单元，所以，在一般情况下，机架作为独立的实体。对兆瓦级大功率发电机组来说，机架一般分为前部机架和后机架。后机架为发电机、电气柜体等提供支撑，并为人员对设备的维护提供通道。随着单机容量的增大，各个零部件也随之增大、增重，而有着风力发电组“地基”之称的风机机架也必须要做出相应的改变才能满足大型风力发电机组零部件的装配需求。其中的后机架尤为重要，由于悬臂较长，对整机强度尤其是塔筒强度有着非常重要的影响。在设计后机架时需要考虑下述问题。

A、功能要求满足发电机、机舱控制柜等部件的安装，并为人员对设备的维护提供通道；

B、要求为机舱内部电缆走线提供接口；

C、要求为发电机轴等部件的更换留有维护空间及工装接口；

D、要求在满足功能要求情况下，要求自身重量轻、长度短和成本低；

E、要求满足风电机组机舱低成本运输；

F、满足风机在各种运行工况下载荷强度的要求。

为了简化发电机与变压器的连接、缩短连接电缆长度，本专利申请采用将变压器设置在机舱内的技术方案，因此内置式变压器后机架需新增两个需求。

G、连接内置机舱尾部的变压器底座，提供变压器电缆走线（变压器至塔筒底部）布置接口；

H、提供变流器安装空间和维护通道，提供变流器电缆走线（发电机至变流器）布置接口。

经专利检索，与本实用新型有一定关系的专利主要有以下专利：

1、申请号为“201620462386.2”、申请日为“2016.05.20”、公开号为“CN205779493U”、公开日为“2016.12.07”、名称为“一种风力发电机组后机架”、申请人为“中车株洲电力机车研究所有限公司”的实用新型专利，该实用新型公开了一种风力发电机组后机架，包括后机架本体，所述后机架本体包括两根并列设置的变截面主梁，且截面面积沿主梁的前端向后端逐渐减小，两根所述主梁的后端之间设置有端梁，两根所述主梁的中段设置有横梁，所述主梁、端梁与横梁之间围成的区域内设置有下沉面，所述下沉面上设置有用于安装风力发电机的安装部；所述主梁与横梁之间形成一端开口的开口部，用于安装风力发电机组齿轮箱主体结构；所述主梁的前端端部设置有用于与风力发电机组后前机架相连的连接件。但该实用新型专利并没有公开内置式变压器的技术特征。

2、申请号为“CN201020226921.7”、申请日为“2010.06.17”、公开号为“CN201705585U”、公开日为“2011.01.12”、名称为“风力发电机的机舱内布局设置结构”、申请人为“沈阳瑞祥风能设备有限公司”的实用新型专利，该实用新型涉及一种机舱，尤其涉及一种兆瓦级风力发电机组机舱内部设置的部件合理布局的风力发电机的机舱内布局设置结构。风力发电机的机舱内布局设置结构，由下述结构构成：在机舱的顶部设有齿轮箱，齿轮箱的下方设有发电机，发电机的左侧设有变流器，机舱的右侧下部设有控制柜，变流器的下方设有变压器。该实用新型专利虽然公开内置式变压器的技术特征，但没有公开内置变压器式安装连接方式，而且实用新型专利的内置式变压器占驻了后机架的部分主要承载区域，使得后机架上的设备布置方案受限制。

实用新型内容

本实用新型申请是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种内置变压器式风力发电机组后机架，将内置变压器式安装在后机架的尾端，既简化发电机与变压器的连接、缩短连接电缆长度，又不占驻后机架的主要承载区域，可以在后机架上的灵活布置设备，使设备布置更为合理，便于操作人员安装和维护设备。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种风力发电机组后机架，由两根主梁、横梁及端梁固定连接而成，主梁前端设置有用来与前机架连接的连接口，两根主梁后端通过端梁固定连接，在风力发电机组后机架上侧设置有发电机安装座、控制柜安装座及变流器安装座，风力发电机组后机架上设置有变压器安装座。使得变压器能够安装在风力发电机组后机架上，便于发电机与变压器的连接，缩短了连接电缆长度。

进一步地，变压器安装座设置在端梁上，以便将变压器安装在风力发电机组后机架的尾端，不会占驻后机架的主要承载区域，可以在后机架上的灵活布置设备，使设备布置更为合理，便于操作人员安装和维护设备。

进一步地，变压器安装座固定连接在端梁远离连接口的侧面，变压器采用悬臂的方式安装，不占驻后机架的主要承载区域，进一步扩大了风力发电机组后机架的有效面积。

进一步地，变压器安装座包括立板及筋板，立板焊接在端梁远离连接口的侧面，筋板焊接在立板与端梁之间，以增强变压器安装座的强度和刚度。

进一步地，主梁为变截面梁，主梁的高度沿主梁的前端向后端逐渐减小。充分发挥材料的力学性能，减少材料用量，降低成本。

进一步地，主梁上表面与主梁下表面之间的夹角为α，3°≤α≤5°，风力发电机组后机架安装后，主梁下表面处于水平方向，主梁上表面呈α角度的坡面。

进一步地，立板呈楔形，楔形顶角为α，按照立板顶面朝上的方向焊接在端梁远离连接口的侧面。使变压器在安装后保持垂直状态。

进一步地，变流器安装座上表面及控制柜安装座上表面与主梁上表面呈α夹角，与主梁下表面平行。使变流器和控制柜在安装后保持垂直状态。

进一步地，发电机安装座的上表面与主梁上表面平行，使得发电机与风叶片主轴方向一致，便于与风叶片主轴连接。

进一步地，主梁上表面还设置有立柱安装座，立柱安装座上表面与主梁上表面呈α夹角，与主梁下表面平行。使立柱在安装后保持垂直状态。

本实用新型的有益效果为：通过在风力发电机组后机架的尾端设置变压器安装座的方式，将变压器设为内置式变压器，安装在后机架的尾端，既简化发电机与变压器的连接、缩短连接电缆长度，又不占驻后机架的主要承载区域，可以在后机架上的灵活布置设备，使设备布置更为合理，便于操作人员安装和维护设备。

附图说明

图1为后机架前端视角的立体结构示意图，

图2为后机架后端视角的立体结构示意图，

图3为后机架正视示意图，

图4为图2中A局部放大示意图，

图5为立板立体结构示意图，

图6为图3中B局部放大示意图，

图中：1—主梁、101—主梁上表面、102—主梁下表面、103—连接口、2—横梁、3—端梁、4—变压器安装座、401—立板、4011—立板外表面、4012—立板内表面、4013—立板顶面、402—筋板、5—立柱安装座、501—立柱安装座上表面、6—变流器安装座、601—变流器安装座上表面、7—控制柜安装座、8—吊耳、9—发电机安装座、10—过道平台安装座。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的描述：

如图1至3所示：风力发电机组后机架由两根主梁1、横梁2及端梁3固定连接而成。主梁1截面为工字形的变截面梁，主梁1的高度沿主梁1的前端向后端逐渐减小。主梁上表面101与主梁下表面102之间的夹角为α，3°≤α≤5°，风力发电机组后机架安装后，主梁下表面102处于水平方向，主梁上表面101呈α角度的坡面。

主梁1前端设置有用来与前机架连接的连接口103，连接口103为焊接在主梁1前端的法兰盘，法兰盘为圆形或矩形，法兰盘上设有多个螺栓孔，用来与前机架通过螺栓组件连接。两根主梁1平行设置，两根主梁1的后端利用端梁3固定连接。两根主梁1之间通过数根横梁2固定连接。

两根主梁1后端通过端梁3固定连接，在风力发电机组后机架上侧设置有发电机安装座9、控制柜安装座7及变流器安装座6，风力发电机组后机架上设置有变压器安装座4。

如图4至5所示：变压器安装座4包括立板401及筋板402，立板401呈楔形，立板外表面4011与立板内表面4012的夹角为α，按照立板顶面4013朝上的方向焊接在端梁3远离连接口103的侧面，筋板402焊接在立板401与端梁3之间。

如图6所示：在风力发电机组后机架上侧的通过螺栓组件或焊接的方式固定连接有立柱安装座5、变流器安装座6和控制柜安装座7。立柱安装座上表面501与主梁上表面101呈α夹角，与主梁下表面102平行，以便立柱安装后处于垂直状态。

变流器安装座上表面601与主梁上表面101呈α夹角，与主梁下表面102平行， 每个变流器安装座6高出主梁上表面101的高度不同，其目的是使得8个变流器安装座上表面601处在同一平面上，以便于安装变流器，并使变流器在安装后处于垂直状态。

控制柜安装座上表面701与主梁上表面101呈α夹角，与主梁下表面102平行， 每个控制柜安装座7高出主梁上表面101的高度不同，其目的是使得4个控制柜安装座上表面701处在同一平面上，以便于安装控制柜，并使控制柜在安装后处于垂直状态。

在风力发电机组后机架上还设置有：自动消防系统接口、高压室封闭门安装接口、扎线杆、齿轮箱踏板安装接口、联轴器护罩安装接口、发电机轴维护工装安装接口、逃生装置安装接口及过道平台安装座10，过道平台安装座10采用悬臂的方式安装在主梁1的侧面，不占驻后机架的主要承载区域，以进一步扩大了风力发电机组后机架的有效面积。

后机架采用低合金高强度机构钢为材料，采用焊接成型的悬臂框架结构，在主梁1和横梁2的腹板上设有多个减重孔。使得后机架结构简单、强度好、重量轻，为其它部件提供了良好的安装平台。

在本实用新型中，主梁上表面101可以布置成外沿结构，可直接用于维护通道，减少了过道平台和悬臂数量。主梁上表面101的前段与连接口103之间布置有用于安装过道平台组件的过道平台接口。在控制柜安装座7处布置有单独用于控制柜布线使用的扎线杆。

综上所述：本实用新型的有益效果为：通过在风力发电机组后机架的尾端设置变压器安装座的方式，将变压器设为内置式变压器，安装在后机架的尾端，既简化发电机与变压器的连接、缩短连接电缆长度，又不占驻后机架的主要承载区域，可以在后机架上的灵活布置设备，使设备布置更为合理，便于操作人员安装和维护设备。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种风力发电机组后机架，由两根主梁（1）、横梁（2）及端梁（3）固定连接而成，主梁（1）前端设置有用来与前机架连接的连接口（103），两根主梁（1）后端通过端梁（3）固定连接，在风力发电机组后机架上侧设置有发电机安装座（9）、控制柜安装座（7）及变流器安装座（6），其特征在于：风力发电机组后机架上设置有变压器安装座（4）。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组后机架，其特征在于：变压器安装座（4）设置在端梁（3）上。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组后机架，其特征在于：变压器安装座（4）固定连接在端梁（3）远离连接口（103）的侧面。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组后机架，其特征在于：变压器安装座（4）包括立板（401）及筋板（402），立板（401）焊接在端梁（3）远离连接口（103）的侧面，筋板（402）焊接在立板（401）与端梁（3）之间。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的风力发电机组后机架，其特征在于：主梁（1）为变截面梁，主梁（1）的高度沿主梁（1）的前端向后端逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组后机架，其特征在于：主梁上表面（101）与主梁下表面（102）之间的夹角为α，3°≤α≤5°，风力发电机组后机架安装后，主梁下表面（102）处于水平方向，主梁上表面（101）呈α角度的坡面。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组后机架，其特征在于：立板（401）呈楔形，楔形顶角为α，按照立板顶面（4013）朝上的方向焊接在端梁（3）远离连接口（103）的侧面。

8.根据权利要求7所述的风力发电机组后机架，其特征在于：变流器安装座上表面（601）及控制柜安装座上表面（701）与主梁上表面（101）呈α夹角，与主梁下表面（102）平行。

9.根据权利要求8所述的风力发电机组后机架，其特征在于：发电机安装座（9）的上表面与主梁上表面（101）平行。

10.根据权利要求9所述的风力发电机组后机架，其特征在于：主梁上表面（101）还设置有立柱安装座（5），立柱安装座上表面（501）与主梁上表面（101）呈α夹角，与主梁下表面（102）平行。

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