[实用新型]风力涡轮机的轴承系统及风力涡轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于风力涡轮机，具体地用于直接驱动风力涡轮机的轴承系统。此外，本实用新型涉及电隔离风力涡轮机的轴承系统的方法。 

背景技术

风力涡轮机大体包括承载风力涡轮机叶片的毂和具有定子和转子的发电机。毂被涡轮机转子联接到发电机。具体地在直接驱动风力涡轮机中，涡轮机转子被联接到发电机的转子而不在发电机的轴和转子之间应用齿轮装置。 

发电机被安装在风力涡轮机的机舱内。诸如发电机的轴和转子的旋转零件被主轴承可旋转地联接到风力涡轮机的结构性零件，例如机舱。此外，旋转毂也可被联接到主轴承。 

风力涡轮机的主轴承通常是辊子轴承，以便旋转轴承环可以被可旋转地联接到非旋转轴承环。风力涡轮机的旋转零件被联接到旋转轴承环，并且风力涡轮机的静态零件被联接到非旋转轴承环。 

在位于机舱内部的旋转和静态零件（例如发电机零件）之间和位于机舱外部的旋转和静态零件（例如毂和叶片）之间存在例如由于雷击所导致的短路风险。具体地，如果变频器被连接到发电机，则增加泄漏电流的风险。如果没有适当绝缘，则泄漏电流将穿过轴承，这可能导致过早的轴承失效。 

具体地，如果在旋转和静态零件之间不存在适当绝缘，则泄漏电流将穿过主轴承，这可能导致过早的轴承失效。如果摩擦不足，则当涡轮机承受高载荷时轴承环会相对于涡轮机结构运动。为了防止泄漏电流，轴承可以涂覆有绝缘涂层或者可以应用不导电辊子元件（例如陶瓷辊子）。陶瓷辊子是昂贵的并且对于风力涡轮机应用而言轴承的涂层不能获得足够的稳固性和摩擦。 

实用新型内容

本实用新型的目标可以是在风力涡轮机的部件之间提供适当的电隔离。 

通过根据独立权利要求的风力涡轮机的轴承系统和电隔离风力涡轮机的轴承系统的方法来实现这个目标。 

根据本实用新型的第一方面，提出了风力涡轮机的轴承系统。轴承系统包括第一轴承环、第一隔离环（例如第一密封承载件）、第二轴承环、任选地第二隔离环（例如第二密封承载件）和辊子元件。第一轴承环具有第一表面，风力涡轮机的第一涡轮机元件可联接到该第一表面。第一隔离环被安装到第一轴承环的第一表面以使得当被联接到第一表面时第一隔离环可位于第一轴承环和第一涡轮机元件之间。 

任选地，在进一步的示例性实施例中，第二轴承环具有第二表面，风力涡轮机的第二涡轮机元件可联接到该第二表面，以使得当被联接到第二表面时第二隔离环可位于第二轴承环和第二涡轮机元件之间。第二隔离环被安装到第二轴承环的第二表面。辊子元件被安置在第一轴承环和第二轴承环之间的内部容积内，其将第一轴承环可旋转地支撑到第二轴承环。 

第一隔离环由电隔离材料制成以用于将第一轴承环电隔离于第一涡轮机元件。 

风力涡轮机可以具体地是直接驱动风力涡轮机。借助风力涡轮机，被冲击风力涡轮机叶片的风所驱动的涡轮机转子直接驱动发电机的转子。借助直接驱动风力涡轮机，涡轮机转子可以被舍弃并且风力涡轮机的毂被主轴承直接联接到风力涡轮机发电机的转子。第一涡轮机元件可以是旋转涡轮机元件并且第二涡轮机元件可以是静态涡轮机元件，并且反之亦然。旋转涡轮机元件可以是例如发电机的转子、例如风力涡轮机的毂或涡轮机转子。静态风力涡轮机元件可以是例如结构性零件，例如风力涡轮机的机舱的一部分或发电机的定子。 

第一涡轮机元件和/或第二涡轮机元件可以是从机舱内部延伸且突出到外部的元件（例如毂或涡轮机转子），使得第一涡轮机元件和/或第二涡轮机元件可以暴露于例如雷击。 

术语“静态涡轮机元件”所描述的是在冲击叶片的风的影响下不随涡轮机转子旋转的元件。不过，静态元件可以相对于地面或风力涡轮机塔具有相对运动。例如，作为静态元件的风力涡轮机的机舱可以例如绕风力涡轮机塔枢转。 

第一轴承环和第二轴承环描述了包括中心孔的相应轴承环。第一轴承环可被固定到与轴一起旋转的涡轮机元件。第二轴承环可被固定到静态风力涡轮机元件，或者反之亦然。 

第一表面（并且例如第二表面）可以是至少部分在具有法向方向的平面内延伸的表面，其中该法向方向的分量至少平行于涡轮机转子的旋转轴线。该法向方向的另一分量可以沿径向方向定向。可以由垂直于所述旋转轴线且与旋转轴线交叉的方向来限定该径向方向。第一表面和第二表面限定安装表面，第一和第二隔离环安装于所述安装表面并且相应的风力涡轮机元件可以间接接触地联接于所述安装表面。 

具体地，在第一和/或第二表面处，第一风力涡轮机元件和/或第二风力涡轮机元件可被联接，所述风力涡轮机元件具有位于涡轮机的机舱外部且可暴露于雷击的至少一个区段。