CN223256993U - 一种机舱结构及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机舱结构及风力发电机组，涉及风力发电技术领域，为了解决现有的箱变机架稳定性不高的问题，该机舱结构包括机舱主体，机舱主体包括主机架和设于主机架端部的后机架，主机架与后机架螺栓连接，第一箱变机架设于主机架的一侧，第一箱变机架上设有第一箱变结构，第二箱变机架设于后机架的一侧，第二箱变机架上设有第二箱变结构，如此设置，两个箱变机架互相独立，可作为单独的模块独立安装，以减小安装尺寸，减轻质量，简化整体结构，降低结构成本，提高箱变运行时的稳定性与安全性。

Description

一种机舱结构及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种机舱结构及风力发电机组。

背景技术

随着风电行业的发展，风力发电机组越来越趋向于大型化设计，同时为尽可能降低整机成本，提出了箱变上置的机舱设计模式，即将原置于地面的变压器与变流器上置机舱，从而减少电缆、土建等成本。在不同箱变上置结构中（如箱变置于传动链上方、箱变置于传动链后方等），箱变置于传动链同侧的结构形式优势较大，对整体结构的强度要求较低的同时整机稳定性较高，是目前应用较为广泛的结构。

现有技术将多个箱变置于同一箱变机架上，并从该机架延伸支撑梁固定到机舱机架上。又由于主机架的长度受限，箱变机架无法全部固定在主机架上，且主机架与后机架变形不一致，箱变机架分别固定在主机架与后机架的结构难以安装。目前设计中箱变机架的支撑均布置在后机架上，而后机架在风力发电机组运行过程中振动较大，对于要求高稳定性的变压器（箱变的一部分）而言，存在不稳定性，存在一定的风险。同时，多个箱变质量较大，置于同一箱变机架上，对其强度、刚度有更高要求，同时需要在箱变上置舱室中增加桁架才能保证整体的结构强度，在一定程度上增加了成本。

因此，如何解决现有的箱变机架稳定性不高的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种机舱结构，两个箱变机架互相独立，可作为单独的模块独立安装，以减小安装尺寸，减轻质量，简化整体结构，降低结构成本，提高箱变运行时的稳定性与安全性。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述机舱结构的风力发电机组，可以提高整体运行时的稳定性，从而提高安全性。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种机舱结构，包括：

机舱主体，机舱主体包括主机架和设于主机架端部的后机架，主机架与后机架螺栓连接；

第一箱变机架，设于主机架的一侧，第一箱变机架上设有第一箱变结构；

第二箱变机架，设于后机架的一侧，第二箱变机架上设有第二箱变结构。

优选的，机舱主体还包括主体机舱罩，主体机舱罩围设于主机架和后机架的外周。

优选的，第一箱变结构包括第一箱变模块和第一箱变机舱罩，第一箱变模块设于第一箱变机架上，第一箱变机舱罩围设于第一箱变机架的外周，且第一箱变机舱罩通过第一连接组件与第一箱变机架连接，第一箱变机舱罩与主体机舱罩法兰连接。

优选的，主机架设有第一连接法兰，第一箱变机架设有第二连接法兰，第一连接法兰与第二连接法兰通过螺栓连接。

优选的，第一连接组件包括焊接于第一箱变机架的第一连接座、焊接于第一连接座的连接板、与连接板螺栓连接的第一支撑结构，第一支撑结构与第一箱变机舱罩螺栓连接。

优选的，第二箱变结构包括第二箱变模块和第二箱变机舱罩，第二箱变模块设于第二箱变机架上，第二箱变机舱罩围设于第二箱变机架的外周，且第二箱变机舱罩通过第二连接组件与第二箱变机架连接，第二箱变机舱罩与主体机舱罩法兰连接。

优选的，后机架设有第三连接法兰，第二箱变机架设有第四连接法兰，第三连接法兰与第四连接法兰通过螺栓连接。

优选的，第二连接组件包括焊接于第二箱变机架的第二连接座、与第二连接座螺栓连接的第二支撑结构，第二支撑结构与第二箱变机舱罩螺栓连接。

优选的，第一箱变机舱罩与第二箱变机舱罩通过风琴罩连接。

一种风力发电机组，包括上述任意一项的机舱结构。

本实用新型提供的机舱结构包括机舱主体、第一箱变机架和第二箱变机架，具体来说，机舱主体包括主机架和设于主机架端部的后机架，主机架与后机架螺栓连接，第一箱变机架设于主机架的一侧，第二箱变机架设于后机架的一侧，多个箱变结构分别安装在第一箱变机架和第二箱变机架上，第一箱变机架和第二箱变机架的强度可满足单个箱变结构的安装要求，因此无需增加额外的桁架用于强化第一箱变机架和第二箱变机架的结构，第一箱变机架和第二箱变机架直接与对应的主机架和后机架连接，以简化整体的安装结构，减轻质量，降低结构成本，第一箱变机架上设有第一箱变结构，第二箱变机架上设有第二箱变结构，对于稳定性要求较高的第一箱变结构，将其置于与主机架相连的第一箱变机架上，而对于稳定性要求较低的第二箱变结构可放置于第二箱变机架上，两个箱变机架互相独立，可作为单独的模块独立安装，可以提高箱变运行时的稳定性与安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的机舱结构的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的第一箱变机架与主机架的连接示意图；

图3为本实用新型所提供的第一箱变结构与第一箱变机架的连接示意图；

图4为本实用新型所提供的第一箱变机舱罩与主体机舱罩的连接示意图；

图5为本实用新型所提供的第二箱变机舱罩与主体机舱罩的连接示意图；

图6为本实用新型所提供的第二箱变机架与后机架的连接示意图；

图7为本实用新型所提供的第二箱变机架与第二箱变结构的连接示意图；

图8为本实用新型所提供的第一箱变结构与第二箱变结构的连接示意图。

附图标记：

1-机舱主体、11-主机架、111-第一连接法兰、12-、121-第三连接法兰、13-主体机舱罩；

2-第一箱变机架、21-第二连接法兰；

3-第一箱变结构、31-第一箱变模块、32-第一箱变机舱罩、33-第一连接座、34-连接板、35-第一支撑结构；

4-第二箱变机架、41-第四连接法兰；

5-第二箱变结构、51-第二箱变模块、52-第二箱变机舱罩、53-第二连接座、54-第二支撑结构；

6-风琴罩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，下文的第一方向为机舱主体1的长度方向，第二方向为机舱主体1的宽度方向。

本实用新型的核心是提供一种机舱结构，两个箱变机架互相独立，可作为单独的模块独立安装，以减小安装尺寸，减轻质量，简化整体结构，降低结构成本，提高箱变运行时的稳定性与安全性。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述机舱结构的风力发电机组，可以提高整体运行时的稳定性，从而提高安全性。

请参考图1，一种机舱结构包括机舱主体1、第一箱变机架2、第一箱变结构3、第二箱变机架4和第二箱变结构5。

具体来说，机舱主体1包括主机架11和设于主机架11端部的后机架12，主机架11与后机架12螺栓连接，第一箱变机架2设于主机架11的一侧，第二箱变机架4设于后机架12的一侧，多个箱变结构分别安装在第一箱变机架2和第二箱变机架4上，第一箱变机架2和第二箱变机架4的强度可满足单个箱变结构的安装要求，因此无需增加额外的桁架用于强化第一箱变机架2和第二箱变机架4的结构，第一箱变机架2和第二箱变机架4直接与对应的主机架11和后机架12连接，以简化整体的安装结构，减轻质量，降低结构成本，第一箱变机架2上设有第一箱变结构3，第二箱变机架4上设有第二箱变结构5，对于稳定性要求较高的第一箱变结构3，将其置于与主机架11相连的第一箱变机架2上，而对于稳定性要求较低的第二箱变结构5可放置于第二箱变机架4上，两个箱变机架互相独立，可作为单独的模块独立安装，可以提高箱变运行时的稳定性与安全性。

其中，主机架11与后机架12为风力发电机组常规配置，通过螺栓固定。

采用上述方式设置的机舱结构，通过将每个箱变作为独立舱室的方式，仅需增加用于放置箱变结构的箱变机架，两个箱变机架互相独立，可作为单独的模块独立安装，以减小安装尺寸，减轻质量，简化整体结构，降低结构成本，无需对机架额外增强，即可实现箱变运行时的安全性、稳定性与经济性。

在上述实施例中，机舱主体1还包括主体机舱罩13，主体机舱罩13围设于主机架11和后机架12的外周。

需要说明的是，机舱主体1沿第一方向延伸，其一端通常用于供转子安装，并且连接至风机塔筒，另一端通常用以供主控柜等结构安装，箱变结构至少用以变换电压，通过风力发电机组转子产生的电能能够通过线缆传递至箱变结构，从而使其电压得到变换，以适于传输，不限于此，箱变结构还能够具备限流等作用，本实施例对箱变结构的具体功能不作进一步限定；本实施例中，鉴于机舱主体1的设置场景，第一方向通常设置为一水平方向，第二方向通常设置为与第一方向垂直的另一水平方向；在本实施例中，箱变结构的数量为两个，分别设置在主机架11和后机架12的第二方向上，且两个箱变结构设置在同一侧。

在上述情况中，第一箱变结构3包括第一箱变模块31和第一箱变机舱罩32，第一箱变模块31设于第一箱变机架2上，第一箱变机舱罩32围设于第一箱变机架2的外周，且第一箱变机舱罩32通过第一连接组件与第一箱变机架2连接，第一箱变机舱罩32与主体机舱罩13法兰连接。

可以理解的是，通过第一箱变支架与主机架11的连接，将第一箱变结构3安装至机舱主体1的侧端，一方面，使得机舱结构在第一方向的尺寸可以得到相应的缩减，降低了对其进行制造和运输的难度，也使得风力发电机组的整体布局更为紧凑，结构合理，另一方面，由于第一箱变单元的设置位置的改变，整个机舱主体1的重心也相应产生偏移，并且是朝向风机塔筒的轴线方向的有益偏移，从而使得机舱主体1在工作过程中产生的振动幅度得以降低，提升了风力发电机组的稳定性，再一方面，相较于现有机舱中传输线缆需要从机舱的前端排布至后端以连接至变电结构、需要绕经多个内部结构的方案而言，本实用新型技术方中第一箱变结构3的侧置，使得传输线缆无需布线至机舱主体1的尾部，只需从主体机舱罩13和第一箱变机舱罩32的侧方穿出至第一箱变结构3即可，能够优化传输线缆的布线路径，减少机舱主体1内部传输线缆的布线长度。

第一箱变机舱罩32亦通过自身法兰通过螺栓螺母与主体机舱罩13连接，第一箱变模块31放置于第一箱变机架2上，主体机舱罩13与主机架11之间通常存在连接，因此主体机舱罩13能够作为第一箱变机舱罩32的安装基础，保证了第一箱变机舱罩32安装的稳定性，通过主体机舱罩13与第一箱变机舱罩32的设置，能够对机舱主体1与第一箱变结构3内安装的电器件进行防护，避免雨水或者日晒对其造成不良的影响，提升了机舱结构的防护性能。

请参考图2，主机架11设有第一连接法兰111，第一箱变机架2设有第二连接法兰21，第一连接法兰111与第二连接法兰21通过螺栓连接。

需要说明的是，主机架11铸造时带有第一连接法兰111，第一箱变机架2焊接有第二连接法兰21，通过螺栓与主机架11的第一连接法兰111直接相连。

请参考图3，第一连接组件包括焊接于第一箱变机架2的第一连接座33、焊接于第一连接座33的连接板34、与连接板34螺栓连接的第一支撑结构35，第一支撑结构35与第一箱变机舱罩32螺栓连接。

可以理解的是，第一箱变机架2焊接有第一连接座33，其中第一连接座33为热轧H型钢，以能够获得较大支撑强度，又能够在自身重量上达到最低，能够满足轻量化要求，连接板34焊接在第一连接座33上，第一箱变机舱罩32借助第一支撑结构35通过螺栓固定在连接板34上。

请参考图1、图4和图5，第二箱变结构5包括第二箱变模块51和第二箱变机舱罩52，第二箱变模块51设于第二箱变机架4上，第二箱变机舱罩52围设于第二箱变机架4的外周，且第二箱变机舱罩52通过第二连接组件与第二箱变机架4连接，第二箱变机舱罩52与主体机舱罩13法兰连接。

需要说明的是，第二箱变机舱罩52亦通过自身法兰和螺栓螺母与主体机舱罩13连接，第二箱变模块51放置于第二箱变机架4上，主体机舱罩13与后机架12之间通常存在连接，因此主体机舱罩13能够作为第二箱变机舱罩52的安装基础，保证了第二箱变机舱罩52安装的稳定性，通过主体机舱罩13与第二箱变机舱罩52的设置，能够对机舱主体1与第二箱变结构5内安装的电器件进行防护，避免雨水或者日晒对其造成不良的影响，提升了机舱结构的防护性能。

请参考图6，后机架12设有第三连接法兰121，第二箱变机架4设有第四连接法兰41，第三连接法兰121与第四连接法兰41通过螺栓连接。

可以理解的是，第三连接法兰121焊接于后机架12，第二箱变机架4焊接有第四连接法兰41，第三连接法兰121与第四连接法兰41通过螺栓螺母直接相连。

请参考图7，第二连接组件包括焊接于第二箱变机架4的第二连接座53、与第二连接座53螺栓连接的第二支撑结构54，第二支撑结构54与第二箱变机舱罩52螺栓连接。

需要说明的是，第二箱变机架4焊接有第二连接座53，第二箱变机舱罩52借助第二支撑结构54通过螺栓固定在第二连接座53上。

请参考图8，第一箱变机舱罩32与第二箱变机舱罩52通过风琴罩6连接。

可以理解的是，第一箱变机舱罩32与第二箱变机舱罩52之间通过风琴罩6连接，作为电缆通道。

综上，本实用新型提供的机舱结构，两个箱变结构分别安装在第一箱变机架2和第二箱变机架4上，单个箱变机架强度可满足单个箱变结构的安装强度要求，因此无需增加额外的桁架用于强化结构，箱变机架通过法兰直接与机舱主体1部分相连，主体机舱罩13与箱变机舱罩通过箱变机舱罩上的法兰接口固定，箱变机舱罩与箱变机架通过连接座固定，在安装箱变结构的时候，对于稳定性要求较高的箱变结构，将其置于与主机架11相连的第一箱变机架2上，而相对要求较低的箱变结构可放置于第二箱变机架4上，两个箱变舱互相独立，可作为单独的模块独立安装。

如此设置，相较于现有的箱变上置结构，本申请的箱变模块去耦合化，作为单独舱室，减小了安装尺寸要求，减轻了上置模块质量，简化了箱变舱室内部及连接结构，优化了整体结构，降低了结构成本，提高了箱变运行时的稳定性与安全性。

除了上述各个实施例所公开的机舱结构以外，本实用新型还提供一种包括上述机舱结构的风力发电机组，该风力发电机组的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的一种机舱结构及风力发电机组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机舱结构，其特征在于，包括：

机舱主体（1），所述机舱主体（1）包括主机架（11）和设于所述主机架（11）端部的后机架（12），所述主机架（11）与所述后机架（12）螺栓连接；

第一箱变机架（2），设于所述主机架（11）的一侧，所述第一箱变机架（2）上设有第一箱变结构（3）；

第二箱变机架（4），设于所述后机架（12）的一侧，所述第二箱变机架（4）上设有第二箱变结构（5）。

2.根据权利要求1所述的机舱结构，其特征在于，所述机舱主体（1）还包括主体机舱罩（13），所述主体机舱罩（13）围设于所述主机架（11）和所述后机架（12）的外周。

3.根据权利要求2所述的机舱结构，其特征在于，所述第一箱变结构（3）包括第一箱变模块（31）和第一箱变机舱罩（32），所述第一箱变模块（31）设于所述第一箱变机架（2）上，所述第一箱变机舱罩（32）围设于所述第一箱变机架（2）的外周，且所述第一箱变机舱罩（32）通过第一连接组件与所述第一箱变机架（2）连接，所述第一箱变机舱罩（32）与所述主体机舱罩（13）法兰连接。

4.根据权利要求3所述的机舱结构，其特征在于，所述主机架（11）设有第一连接法兰（111），所述第一箱变机架（2）设有第二连接法兰（21），所述第一连接法兰（111）与所述第二连接法兰（21）通过螺栓连接。

5.根据权利要求4所述的机舱结构，其特征在于，所述第一连接组件包括焊接于所述第一箱变机架（2）的第一连接座（33）、焊接于所述第一连接座（33）的连接板（34）、与所述连接板（34）螺栓连接的第一支撑结构（35），所述第一支撑结构（35）与所述第一箱变机舱罩（32）螺栓连接。

6.根据权利要求3所述的机舱结构，其特征在于，所述第二箱变结构（5）包括第二箱变模块（51）和第二箱变机舱罩（52），所述第二箱变模块（51）设于所述第二箱变机架（4）上，所述第二箱变机舱罩（52）围设于所述第二箱变机架（4）的外周，且所述第二箱变机舱罩（52）通过第二连接组件与所述第二箱变机架（4）连接，所述第二箱变机舱罩（52）与所述主体机舱罩（13）法兰连接。

7.根据权利要求6所述的机舱结构，其特征在于，所述后机架（12）设有第三连接法兰（121），所述第二箱变机架（4）设有第四连接法兰（41），所述第三连接法兰（121）与所述第四连接法兰（41）通过螺栓连接。

8.根据权利要求7所述的机舱结构，其特征在于，所述第二连接组件包括焊接于所述第二箱变机架（4）的第二连接座（53）、与所述第二连接座（53）螺栓连接的第二支撑结构（54），所述第二支撑结构（54）与所述第二箱变机舱罩（52）螺栓连接。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的机舱结构，其特征在于，所述第一箱变机舱罩（32）与所述第二箱变机舱罩（52）通过风琴罩（6）连接。

10.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的机舱结构。