超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組的製作方法
2023-04-24 15:59:36
專利名稱：超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發電機組，特別涉及一種超大型風輪直接驅動雙發電機 組合式風力發電機組。
背景技術：
近年來，新興市場的風電發展迅速。在國家政策支持和能源供應緊張的背景下，中國的風電特別是風電設備製造業也迅速崛起，已經成為全球風電最為活 躍的場所。目前，直驅型風力發電機組使用起來有很多優點，但也存在很多不足之處.發電 機組位於整機一側，從而使風力發電機組重心向前傾斜，造成塔筒彎矩過大，穩定性較差； 2.由於受條件的限制，單純的增大發電機體積已不適合；3.隨著發電機的功率越來越大， 發電機的體積和重量也越來越大，靜軸載荷較大，容易發生彎曲變形，安全性差；4.風能利 用效率不高。
發明內容為解決以上技術上的不足，本實用新型提供了一種結構設計合理，穩定性高，風能 利用率高的超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組。本實用新型是通過以下措施實現的本實用新型的一種超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組，包括葉 片、連接葉片的輪轂、變漿系統和發電機，發電機連接在偏航迴轉支架上，偏航迴轉支架連 接在塔筒上，所述發電機包括機殼、定子、轉子、靜軸和連接轉子的動軸，所述發電機包括前 發電機和後發電機，分別連接在偏航迴轉支架前後兩側，兩個發電機的動軸均通過軸承套 在各自的靜軸內並穿過靜軸，前發電機的動軸前端連接輪轂，後端與後發電機的動軸前端 傳動連接。具體地說，上述靜軸為兩端開口的錐形中空結構，靜軸端部開口處設置有外翻的 檔臺，檔臺連接在機殼的端蓋外側和偏航迴轉支架側壁外側之間，所述動軸穿過靜軸並延 伸出發電機的機殼。上述兩個發電機的動軸之間連接有貫穿偏航迴轉支架並不與偏航迴轉支架接觸 的碳纖維傳動軸，提高了傳動效率。為了重心分配更加合理，風能利用效率更高，上述前發電機的功率大於後發電機 的功率。優選的，上述靜軸內的前端和後端分別設置有前軸承和後軸承。本實用新型的有益效果是採用兩臺發電機前後兩側布局，在沒有增加單臺發電 機體積的情況下，有效地實現了發電機機組功率的大幅提高。兩臺發電機前後兩側布局的 方式，有效平衡了整機機組的重心。同時，因為扭矩由兩臺發電機按比例進行了分配，這在 很大程度上減輕了單臺發電機靜軸荷載，提高了發電機動軸及靜軸的穩定性和安全性。並且，通過合適的控制，可以使兩臺發電機同時發電，並可調整兩臺發電機按風速大小調速切 入電網，充分利用風輪捕獲的風能，提高了風能的利用效率。
圖1為本實用新型的部分剖面結構示意圖。圖2為前發電機剖面結構示意圖。圖中1風葉，2前發電機，3碳纖維傳動軸，4偏航迴轉支架，5後發電機，6輪轂，7 塔筒，8變漿系統，9偏航系統，10前端蓋，11機殼，12後端蓋，13靜軸，14後軸承，15動 軸，16定子，17轉子支架，18轉子，19前軸承。
具體實施方式
現結合實施例和附圖做進一步說明如圖1、2所示，包括風葉1、連接風葉1的輪轂6、發電機、連接輪轂6並驅動發電 機轉子轉動的動軸15、偏航迴轉支架4、變漿系統8和塔筒7。發電機連接在偏航迴轉支架 4上，偏航迴轉支架4通過偏航系統9連接在塔筒7上，發電機包括機殼11、定子16、轉子 18、靜軸13和連接轉子18的動軸15，發電機採用前發電機2和後發電機5，分別連接在偏 航迴轉支架4前後兩側。兩個發電機的動軸15均通過軸承套在各自的靜軸13內並穿過靜 軸13，前發電機2的動軸前端連接輪轂6，後端與後發電機5的動軸前端傳動連接。具體說，發電機包括前端蓋10、機殼11、後端蓋12、定子16、轉子18和發電機轉子 支架17，靜軸13為兩端開口的錐形中空結構，靜軸13端部開口處設置有外翻的檔臺，檔臺 連接在機殼11的端蓋外側和偏航迴轉支架4側壁外側之間，從而將發電機固定在偏航迴轉 支架4上，動軸15穿過靜軸13並延伸出發電機的機殼。靜軸的中空空腔內前後設置有前 軸承19和後軸承14。動軸15的前部和後部均穿過前後間隔的前軸承19和後軸承14套 在兩個發電機的靜軸13內。動軸15的前部和後部分別連接兩個發電機的發電機轉子支架 17，也就是連接轉子18。前後發電機之間連接有碳纖維傳動軸3，由於傳動軸採用了碳纖維 材料，其重量及強度都大為改善，因此不用為傳動軸設計單獨的支撐結構，傳動軸與迴轉支 架無直接連接，從而有效克服了機組在安裝過程中對傳動軸對中度的要求，在很大程度上 改善了機組的安裝性能，並提高了傳動效率。連接在偏航迴轉支架4前側的前發電機2大 於連接在偏航迴轉支架4後側的後發電機5，重心分配更加合理，風能利用效率更高。為了 重心分配更加合理，風能利用效率更高，前發電機2的功率大於後發電機5的功率。其工作原理為發電機結構新穎、獨特，採用靜軸內腔的雙軸承支承動軸，同時兩個發電機平衡整 機重心，並大大減輕靜軸荷載。動軸13既能支撐風輪載荷，傳遞功率扭矩給前發電機，還傳 遞功率扭矩給後發電機，提高了風能的利用效率。上述實施例所述是用以具體說明本專利，文中雖通過特定的術語進行說明，但不能以此限定本專利的保護範圍，熟悉此技術領域的人士可在了解本專利的精 神與原則後對其進行變更或修改而達到等效目的，而此等效變更和修改，皆應涵蓋於權利 要求範圍所界定範疇內。
權利要求1.一種超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組，包括葉片、連接葉片的輪轂、變漿系統和發電機，發電機連接在偏航迴轉支架上，偏航迴轉支架連接在 塔筒上，所述發電機包括機殼、定子、轉子、靜軸和連接轉子的動軸，其特徵在於所述發電 機包括前發電機和後發電機，分別連接在偏航迴轉支架前後兩側，兩個發電機的動軸均通 過軸承套在各自的靜軸內並穿過靜軸，前發電機的動軸前端連接輪轂，後端與後發電機的 動軸前端傳動連接。
2.根據權利要求1所述超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組，其特徵 在於所述靜軸為兩端開口的錐形中空結構，靜軸端部開口處設置有外翻的檔臺，檔臺連接 在機殼的端蓋外側和偏航迴轉支架側壁外側之間，所述動軸穿過靜軸並延伸出發電機的機殼。
3.根據權利要求1所述超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組，其特徵在 於所述兩個發電機的動軸之間連接有貫穿偏航迴轉支架並不與偏航迴轉支架接觸的碳纖 維傳動軸。
4.根據權利要求1所述超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組，其特徵在 於前發電機的功率大於後發電機的功率。
5.根據權利要求1所述超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組，其特徵在 於所述靜軸內的前端和後端分別設置有前軸承和後軸承。
專利摘要本實用新型的一種超大型風輪直接驅動雙發電機組合式風力發電機組，包括葉片、連接葉片的輪轂、變槳系統和發電機，發電機連接在偏航迴轉支架上，偏航迴轉支架連接在塔筒上，所述發電機包括機殼、定子、轉子、靜軸和連接轉子的動軸，所述發電機包括前發電機和後發電機，分別連接在偏航迴轉支架前後兩側，兩個發電機的動軸均通過軸承套在各自的靜軸內並穿過靜軸，前發電機的動軸前端連接輪轂，後端與後發電機的動軸前端傳動連接。本實用新型的有益效果是減輕單臺發電機重量及平衡整機重心，並大大減輕靜軸荷載，提高了穩定性和安全性。可以同時使兩臺發電機發電，並可調整兩臺發電機按風速大小調速切入電網，提高了風能的利用效率。
文檔編號F03D11/04GK201908783SQ20112000260
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月6日 優先權日2011年1月6日
發明者於傑, 侯文磊, 華小平, 徐安軍, 王磊 申請人:華小平, 田書深