專利名稱：一種兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，具體地，涉及一種兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔可再生能源，越來越受到世界各國重視。中國風(fēng)能儲量非常巨大、分布面廣泛。近十年，中國的風(fēng)力發(fā)電已逐步發(fā)展成為常規(guī)能源最具競爭力的替代能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是利用風(fēng)能來驅(qū)動風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪帶動主軸旋轉(zhuǎn)并切割定子上產(chǎn)生的 磁力線，從而在線圈繞組中產(chǎn)生電流進(jìn)行發(fā)電。目前在國內(nèi)外市場上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要是通過變速齒輪箱增速后帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電為主，由于變速齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，且故障率高，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障頻發(fā)，運(yùn)行不可靠。隨著風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展，最近幾年出現(xiàn)了直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組由風(fēng)輪直接帶動發(fā)電機(jī)主軸切割磁力線發(fā)電，并通過全功率變流器并入電網(wǎng)，是一種電網(wǎng)友好型機(jī)組。但由于風(fēng)輪轉(zhuǎn)速很低，導(dǎo)致直驅(qū)型發(fā)電機(jī)的體積非常龐大，這對發(fā)電機(jī)的強(qiáng)度、工藝性、電機(jī)散熱、維護(hù)及工作可靠性等等方面都提出了非常高的要求。而且，目前市場上大多直驅(qū)發(fā)電機(jī)為單軸承形式，對軸承要求高，而且造價(jià)較高，主軸(動軸)受載不均勻。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種運(yùn)行可靠、動軸受載更均勻、且發(fā)電機(jī)強(qiáng)度高的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括機(jī)艙單元、風(fēng)輪單元、發(fā)電機(jī)單元及塔筒單元，所述機(jī)艙單元與塔筒單元連接，所述發(fā)電機(jī)單元包括動軸、定軸、前軸承、后軸承、轉(zhuǎn)子和定子，其中動軸通過前軸承及后軸承支撐在定軸前段外側(cè)，轉(zhuǎn)子套在動軸上并與動軸固定連接，定子套在定軸后段并與定軸固定連接，轉(zhuǎn)子和定子之間留有氣隙；所述發(fā)電機(jī)單元的動軸前端與風(fēng)輪單元連接，定軸后端與機(jī)艙單元連接。進(jìn)一步地，所述定子包括定子支架、安裝在定子支架上的鐵芯及固定于鐵芯上的繞組，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子支架及安裝在轉(zhuǎn)子支架上的磁體，所述磁體為多級永磁體或多級勵磁體。進(jìn)一步地，所述定軸包括前定軸及后定軸兩段，所述前定軸與后定軸通過螺栓組緊固連接。進(jìn)一步地，所述定軸前段為錐形，對應(yīng)地，所述動軸為錐形。進(jìn)一步地,所述前軸承為圓柱滾子軸承,所述后軸承為雙列圓錐滾子軸承。進(jìn)一步地，所述發(fā)電機(jī)單元還包括剎車系統(tǒng)，所述剎車系統(tǒng)包括固定在定軸上的剎車鉗及固定在動軸上的剎車盤，所述剎車鉗與剎車盤對應(yīng)設(shè)置。[0012]進(jìn)一步地，所述發(fā)電機(jī)單元還包括水冷系統(tǒng)，所述水冷系統(tǒng)包括設(shè)置在定子支架與鐵芯之間的冷卻管道，及與冷卻管道連通的水箱。進(jìn)一步地，所述機(jī)艙單元包括主機(jī)架、機(jī)艙罩、偏航系統(tǒng)、氣象站、控制系統(tǒng)，其中所述主機(jī)架通過偏航系統(tǒng)與塔筒單元連接，且所述主機(jī)架還通過螺栓與發(fā)電機(jī)單元的定軸后端的接口連接；所述機(jī)艙罩與塔筒單元連接，所述主機(jī)架及控制系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)艙罩內(nèi)，氣象站連接在機(jī)艙罩外側(cè)，且控制系統(tǒng)與氣象站及偏航系統(tǒng)分別連接。進(jìn)一步地，所述風(fēng)輪單元包括輪轂及設(shè)置在輪轂上的多枚葉片，所述每枚葉片均設(shè)置有獨(dú)立的變槳系統(tǒng)，所述變槳系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接；且所述輪轂通過螺栓與發(fā)電機(jī)單元的動軸前端的接口連接。進(jìn)一步地，在所述風(fēng)輪單元的輪轂外側(cè)還罩有導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流罩與機(jī)艙單元的機(jī)艙罩連接成一體。 本實(shí)用新型由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下有益效果I、在發(fā)電機(jī)單元中，采用動軸加定軸的組合形式，動軸套于定軸外側(cè)，并由前、后雙軸承支撐，有效改善了動軸受力狀態(tài)，使受載更加合理，提高了發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及可靠性。2、在發(fā)電機(jī)單元中，采用了(多級極對數(shù))多級磁體轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下即可達(dá)到額定功率。發(fā)電機(jī)可以直接與風(fēng)輪相連，因此省掉了傳統(tǒng)風(fēng)電設(shè)備中的齒輪箱，減輕了風(fēng)機(jī)體積及重量，免去了齒輪箱的成本和維護(hù)程序，降低了機(jī)組成本。同時(shí)還可以降低噪音、減少風(fēng)機(jī)整體故障率，并簡化了風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。3、在發(fā)電機(jī)單元中，采用分段的定軸，可解決定軸長度過長的問題。4、在發(fā)電機(jī)單元中，采用剎車系統(tǒng)，可在風(fēng)機(jī)需要停機(jī)或維修時(shí)能夠及時(shí)剎車。5、在發(fā)電機(jī)單元中，采用水冷的冷卻方式，冷卻可靠，效率高，能有效降低發(fā)電機(jī)運(yùn)行溫度，散熱效果好，保證發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。6、風(fēng)機(jī)采用機(jī)艙罩對整體進(jìn)行密封，密封可靠，可以有效防止風(fēng)沙、雨水等進(jìn)入，提高了風(fēng)機(jī)防護(hù)等級及風(fēng)機(jī)可靠性。下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖I為本實(shí)用新型兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中發(fā)電機(jī)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖I所示，本實(shí)用新型的一種兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括發(fā)電機(jī)單元、機(jī)艙單元、風(fēng)輪單元及塔筒單元9。如圖2所示，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，發(fā)電機(jī)單元包括動軸207、定軸、前軸承208、后軸承209、定子和轉(zhuǎn)子，其中定軸包括前定軸201及后定軸202兩段，前定軸201與后定軸202通過螺栓組緊固連接。定子包括定子支架205、安裝在定子支架205上的鐵芯及固定于鐵芯上的繞組203，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子支架206及安裝在轉(zhuǎn)子支架206上的磁體211，磁體211為多級永磁體或多級勵磁體。發(fā)電機(jī)定子用于通過全功率變流器與電網(wǎng)連接。在上述發(fā)電機(jī)單元中，動軸207通過前軸承208及后軸承209支撐在前定軸201外偵牝轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子支架206套在動軸207上并與動軸207固定連接，定子通過定子支架205套在后定軸202上并與后定軸202固定連接，轉(zhuǎn)子和定子之間留有氣隙。在上述發(fā)電機(jī)單元中，定軸前段(前定軸201)為錐形，對應(yīng)地，動軸207為錐形。在上述發(fā)電機(jī)單元中，前后軸承組合配對型式可根據(jù)受載情況進(jìn)行組合，優(yōu)選地，前軸承208為圓柱滾子軸承，后軸承209為雙列圓錐滾子軸承。在上述發(fā)電機(jī)單元中，還包括防護(hù)端蓋204，防護(hù)端蓋204設(shè)于鐵芯后側(cè)，且防護(hù)端蓋204與轉(zhuǎn)子支架206后端連接。防護(hù)端蓋204用于保護(hù)發(fā)電機(jī)定子部分。在上述發(fā)電機(jī)單元中，還包括剎車系統(tǒng)210，剎車系統(tǒng)210包括固定在定軸上的剎車鉗及固定在動軸207上的剎車盤，剎車鉗與剎車盤對應(yīng)設(shè)置。在上述發(fā)電機(jī)單元中，還包括水冷系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)包括設(shè)置在定子支架205與鐵芯之間的冷卻管道213，及與冷卻管道213連通的水箱212。如圖I所示，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，機(jī)艙單元包括主機(jī)架3、機(jī)艙罩I、偏航系統(tǒng)8、氣象站2、控制系統(tǒng)10，其中主機(jī)架3通過偏航系統(tǒng)8與塔筒單元9連接，且主機(jī)架3還通過螺栓與發(fā)電機(jī)單元的定軸后端的接215連接(如圖2所示)；機(jī)艙罩I與塔筒單元9連接，主機(jī)架3及控制系統(tǒng)10設(shè)置在機(jī)艙罩I內(nèi)，氣象站2連接在機(jī)艙罩I外側(cè)，且控制系統(tǒng)10與氣象站2及偏航系統(tǒng)8分別連接。主機(jī)架3對機(jī)組起到支撐作用。偏航系統(tǒng)8可通過偏航軸承及偏航電機(jī)驅(qū)動機(jī)艙隨風(fēng)向偏轉(zhuǎn)。氣象站2可測量風(fēng)速風(fēng)向，并將信號傳遞給控制系統(tǒng)10，控制系統(tǒng)10可根據(jù)氣象信號對偏航系統(tǒng)8進(jìn)行控制。如圖I所示，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，風(fēng)輪單元包括輪轂5及設(shè)置在輪轂5上的多枚葉片4，每枚葉片4均設(shè)置有獨(dú)立的變槳系統(tǒng)6，變槳系統(tǒng)6與控制系統(tǒng)10連接；且輪轂5通過螺栓與發(fā)電機(jī)單元的動軸207前端的接214連接(如圖2所示)。其中，變槳系統(tǒng)6通過控制葉片漿距角來控制風(fēng)機(jī)功率。如圖I所示，在風(fēng)輪單元的輪轂5外側(cè)還罩有導(dǎo)流罩7，導(dǎo)流罩7與機(jī)艙單元的機(jī)艙罩I連接成一體。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括機(jī)艙單元、風(fēng)輪單元、發(fā)電機(jī)單元及塔筒單元，所述機(jī)艙單元與塔筒單元連接，其特征在于 所述發(fā)電機(jī)單元包括動軸、定軸、前軸承、后軸承、轉(zhuǎn)子和定子，其中動軸通過前軸承及后軸承支撐在定軸前段外側(cè)，轉(zhuǎn)子套在動軸上并與動軸固定連接，定子套在定軸后段并與定軸固定連接，轉(zhuǎn)子和定子之間留有氣隙； 所述發(fā)電機(jī)單元的動軸前端與風(fēng)輪單元連接，定軸后端與機(jī)艙單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述定子包括定子支架、安裝在定子支架上的鐵芯及固定于鐵芯上的繞組，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子支架及安裝在轉(zhuǎn)子支架上的磁體，所述磁體為多級永磁體或多級勵磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述定軸包括前定軸及后定軸兩段，所述前定軸與后定軸通過螺栓組緊固連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述定軸前段為錐形,對應(yīng)地,所述動軸為錐形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述前軸承為圓柱滾子軸承，所述后軸承為雙列圓錐滾子軸承。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)單元還包括剎車系統(tǒng)，所述剎車系統(tǒng)包括固定在定軸上的剎車鉗及固定在動軸上的剎車盤，所述剎車鉗與剎車盤對應(yīng)設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)單元還包括水冷系統(tǒng)，所述水冷系統(tǒng)包括設(shè)置在定子支架與鐵芯之間的冷卻管道，及與冷卻管道連通的水箱。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述機(jī)艙單兀包括王機(jī)架、機(jī)艙罩、偏航系統(tǒng)、氣象站、控制系統(tǒng)，其中 所述主機(jī)架通過偏航系統(tǒng)與塔筒單元連接，且所述主機(jī)架還通過螺栓與發(fā)電機(jī)單元的定軸后端的接口連接； 所述機(jī)艙罩與塔筒單元連接，所述主機(jī)架及控制系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)艙罩內(nèi)，氣象站連接在機(jī)艙罩外側(cè)，且控制系統(tǒng)與氣象站及偏航系統(tǒng)分別連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述風(fēng)輪單元包括輪轂及設(shè)置在輪轂上的多枚葉片，所述每枚葉片均設(shè)置有獨(dú)立的變槳系統(tǒng)，所述變槳系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接； 且所述輪轂通過螺栓與發(fā)電機(jī)單元的動軸前端的接口連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，在所述風(fēng)輪單元的輪轂外側(cè)還罩有導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流罩與機(jī)艙單元的機(jī)艙罩連接成一體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括機(jī)艙單元、風(fēng)輪單元、發(fā)電機(jī)單元及塔筒單元，所述機(jī)艙單元與塔筒單元連接，所述發(fā)電機(jī)單元包括動軸、定軸、前軸承、后軸承、轉(zhuǎn)子和定子，其中動軸通過前軸承及后軸承支撐在定軸前段外側(cè)，轉(zhuǎn)子套在動軸上并與動軸固定連接，定子套在定軸后段并與定軸固定連接，轉(zhuǎn)子和定子之間留有氣隙；所述發(fā)電機(jī)單元的動軸前端與風(fēng)輪單元連接，定軸后端與機(jī)艙單元連接。本實(shí)用新型通過在發(fā)電機(jī)單元中，采用動軸加定軸的組合形式，動軸套于定軸外側(cè)，并由前、后雙軸承支撐，有效改善了動軸受力狀態(tài)，是一種運(yùn)行可靠、動軸受載更均勻、且發(fā)電機(jī)強(qiáng)度高的兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
文檔編號H02K1/20GK202789331SQ20122048235
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者徐安軍 申請人:廣西銀河風(fēng)力發(fā)電有限公司