CN220307075U - 一种风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构，包括法兰外环、法兰内环、绝缘筒、绝缘环、绝缘垫圈、连接筒、接地碳刷以及螺栓；所述法兰外环和法兰内环分别与绝缘筒、绝缘环及绝缘垫圈的外圆和内圆连接，所述法兰外环和法兰内环之间通过螺栓连接固定，所述法兰内环与齿轮箱的轴承单元的空心轴连接，所述法兰外环通过风电机组的转子支架与转子连接，且所述法兰外环通过螺栓与连接筒的一端连接，所述连接筒的另一端安装有接地碳刷；本实用新型能够实现在风电机组运行时，防止电机本身存在的磁路不平衡以及采用变流器整流逆变等原因产生的轴电流对紧凑型半直驱永磁风力发电机组齿轮箱及齿轮造成的危害，确保风电机组健康运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电机组无轴承单元电机轴电流抑制的技术领域，尤其是指一种风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构。
背景技术
电机在运行时，由于电机本身存在转子偏心、气隙不均匀、磁路不平衡以及采用变流器等原因，在电机转轴或转子支架与轴承间会产生轴电流。电机的轴电流大到一定程度时，会造成齿轮箱轴承过热、轴承或轴径出现伤疤或斑点，甚至烧坏轴承，并可产生细小的金属颗粒进入轴承润滑脂或油中，使轴承磨损，导致其使用寿命将会大大缩短，给齿轮箱的正常运行带来极大的风险。因此，在风力发电机中，尤其是采用变流器整流逆变的大功率发电机中，必须采取绝缘措施来防止轴电流的危害。
现有的绝缘措施是采用绝缘轴承，或是在轴承座或端盖轴承室上设置绝缘结构实现。绝缘轴承又分两种：一种是在轴承的内圈或外圈设有绝缘层；另一种是采用陶瓷绝缘滚动体来实现，目前采用绝缘轴承的较少见，原因一是绝缘轴承价格普遍较贵，特别是滚动体为陶瓷的绝缘轴承；二是内、外圈绝缘层的绝缘效果不太好，容易因装卸轴承损伤绝缘，另外由于这种绝缘层很薄，只有100μm～200μm厚的氧化铝涂层，且电容较大，造成容抗小，不利于高频轴电流的阻隔。因此常见的是采用轴承座绝缘或端盖绝缘。
由于半直驱机组均采用中高速发电机，发电机需要通过齿轮箱进行增速，如使用绝缘轴承座进行抑制轴电流、可以对齿轮箱轴承起到保护作用，但无法抑制齿轮处的轴电流。
基于此，有必要发明一种全新的风力发电机轴电流抑制方案，在保证传递扭矩的前提下、又可以解决由变流器共模电压产生的高频轴电流对齿轮箱轴承、齿轮的电腐蚀问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构，对传递扭矩部分结构进行优化设计，在驱动端的转子支架和法兰处加绝缘件，切断轴电流流向齿轮箱的回路，同时在绝缘前端安装接地碳刷进行引流，彻底防止轴电流对齿轮箱轴承、齿轮的电腐蚀。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构，包括法兰外环、法兰内环、绝缘环、绝缘筒、绝缘垫圈、连接筒、接地碳刷以及螺栓；所述法兰外环和法兰内环分别与绝缘筒、绝缘环及绝缘垫圈的外圆和内圆连接，所述法兰外环和法兰内环之间通过螺栓连接固定，所述法兰内环与齿轮箱的轴承单元的空心轴连接，所述法兰外环通过风电机组的转子支架与转子连接，且所述法兰外环通过螺栓与连接筒的一端连接，所述连接筒的另一端安装有接地碳刷，阻断轴电流从转子流向齿轮箱轴承及齿轮。
进一步，所述法兰外环和法兰内环之间还设有绝缘隔片。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本实用新型能够实现在风电机组运行时，防止由于电机本身存在的磁路不平衡以及采用变流器整流逆变等原因产生的轴电流对紧凑型半直驱永磁风力发电机组齿轮箱及齿轮造成的危害，确保风电机组长期健康稳定可靠的运行。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图1所示，为本实施例所提供的风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构，包括法兰外环1、法兰内环2、绝缘环3、绝缘筒10、绝缘垫圈4、连接筒5、接地碳刷6以及螺栓；
所述法兰外环1和法兰内环2分别与绝缘筒10、绝缘环3及绝缘垫圈4的外圆和内圆连接，其中，C＝εS/(4πkd)，d为绝缘层厚度，即绝缘层厚度d越大，电容C越小，因此绝缘环3的厚度较大，取5-8mm；绝缘筒10与绝缘环3和绝缘垫圈4一起把法兰内环1和法兰外环2进行了电气隔离、阻断了轴电流流向法兰内环的路径，从而抑制了轴电流对紧凑型半直驱永磁风力发电机组齿轮箱及齿轮造成的危害；所述法兰外环1和法兰内环2之间通过螺栓连接固定，且两者之间设有绝缘隔片；所述法兰内环2与齿轮箱7轴承单元的空心轴连接；所述法兰外环1通过风电机组的转子支架8与转子9连接，且所述法兰外环1通过螺栓与连接筒5的一端连接，所述连接筒5的另一端安装有接地碳刷6，使转子9处产生的轴电流能够流向接地碳刷6，阻断轴电流从转子9流向齿轮箱7轴承及齿轮，有效防止了轴电流对齿轮箱轴承单元及齿轮造成的危害。
与现有绝缘轴承和绝缘轴承座相比，本实施例所述的风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构，不仅对电机本身产生的低频轴电流有较好的绝缘效果，而且对由变流器产生的高频轴电流也具有良好的绝缘效果，有效解决了以现有绝缘轴承和绝缘轴承座针对由变流器产生的高频轴电流对齿轮箱轴承单元及齿轮难以抑制的问题，适用于防止轴电流对无轴承单元通过法兰传递扭矩的机组运行造成的危害。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (2)
1.一种风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构，其特征在于：包括法兰外环、法兰内环、绝缘环、绝缘筒、绝缘垫圈、连接筒、接地碳刷以及螺栓；所述法兰外环和法兰内环分别与绝缘筒、绝缘环及绝缘垫圈的外圆和内圆连接，所述法兰外环和法兰内环之间通过螺栓连接固定，所述法兰内环与齿轮箱的轴承单元的空心轴连接，所述法兰外环通过风电机组的转子支架与转子连接，且所述法兰外环通过螺栓与连接筒的一端连接，所述连接筒的另一端安装有接地碳刷，阻断轴电流从转子流向齿轮箱轴承及齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组新型无轴承单元电机轴电流抑制结构，其特征在于：所述法兰外环和法兰内环之间还设有绝缘隔片。
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