[实用新型]一种紧凑型风力发电机组的改进结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电的技术领域，尤其是指一种紧凑型风力发电机组的改进结构。

背景技术

业内习知，随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组单机容量不断增大，进而其外形尺寸也不断地增大，使得其生产、运输和安装成本越来越高。新型风力发电机组结构设计中，其趋势是采用更紧凑和更轻的单元。传统型风力发电机组结构，齿轮箱以及发电机都作为主机架上的独立部件布置在轴承后面，于是这主机架就带有从转子轴承将转子载荷传给塔架的功能，轴承上的载荷就必须从轴承螺栓连接表面经由主机架引入塔架中。而为不使主机架的结构与齿轮箱和发电机相冲突，这就引起主机架结构需要在背对转子的区域中有大开口，以用于装配齿轮箱。从强度和变形的角度来看，这些敞开式结构具有很大缺点，因为各部件因此要承受很大的附加应力。而且，这些结构具有太多部件，因为这些部件的功能不同于载荷传递。因此，本设计方案的开发目标是设计更紧凑、更轻量和成本更低的风力发电机组，传动系统外壳兼做载荷传递部件。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种紧凑型风力发电机组的改进结构，实现一种非常紧凑、重量轻且低成本的总体结构，例如将转子轴承、齿轮箱的前端法兰、传动系外壳嵌入从转子到塔架的力传递装置中，同时应当确保独立部件，特别是齿轮箱和发电机，能够独立安装并且还能在维修作业时被独立处理。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种紧凑型风力发电机组的改进结构，包括有至少一个转子叶片、轮毂、齿轮箱、发电机、传动系外壳、偏航组件及内置有液压、润滑、冷却综合系统的机舱座，其中，所述轮毂上装有变桨轴承，所述转子叶片通过变桨轴承与轮毂连接；所述齿轮箱采用两级行星传动，其内部集成双列圆锥滚子轴承作为转子轴承，该转子轴承的内圈与齿轮箱的前端盖连接，其外圈与齿轮箱的前端法兰及齿轮箱的外壳连接，承受叶片传递过来的所有载荷，所述齿轮箱的外壳与发电机的外壳通过法兰螺栓连接，所述齿轮箱的前端法兰上有内外两圈螺栓，内圈螺栓将齿轮箱的前端法兰、转子轴承、外壳连接到发电机的外壳上，外圈螺栓将齿轮箱的前端法兰连接到传动系外壳上，传动系外壳由螺栓连接到机舱座上，所述机舱座通过偏航组件的偏航轴承与风力发电机组配套的塔架进行连接；所述轮毂经过风轮锁定盘和齿轮箱的前端盖，用螺栓连接到转子轴承的内圈上；所述齿轮箱的前端法兰、转子轴承及传动系外壳布置在轮毂与机舱座之间，被设计成载荷传递部件，并经由法兰螺栓相互连接；所述齿轮箱和发电机布置在传动系外壳内部；所述传动系外壳被设计成用于传递最大静态和动态转子载荷的支撑结构，而齿轮箱和发电机的外壳只承受发电机的扭矩和重力。

所述齿轮箱的前端法兰上安装有风轮锁定装置，与风轮锁定盘配合实现风力发电机组的转子锁定。

所述齿轮箱的输出轴穿过中空的发电机轴，在发电机背侧与发电机的转子进行连接，发电机转子由独立的双轴承支撑，齿轮箱和发电机之间的连接集成有高速轴制动盘，与位于机舱座内的高速轴制动装置配合实现高速轴制动功能。

所述齿轮箱的前端法兰、传动系外壳和机舱座的前端法兰具有相同尺寸的外径；所述齿轮箱是带有同轴的主动轴和从动轴的两级行星齿轮箱，并且具有15至25的传动比，所述发电机被布置在两级行星传动的下游，具有200至400转/分的额定转速。

所述偏航轴承带有内齿，利用四个偏航电机通过偏航减速机驱动进行偏航；所述偏航组件还包括有偏航制动器和偏航制动盘，用于提供偏航阻尼和制动。

所述液压、润滑、冷却综合系统为齿轮箱、转子轴承、发电机轴承提供润滑，润滑油经由顶部管路进入齿轮箱和发电机，利用齿轮箱和发电机内部油路喷溅润滑，润滑油汇集到齿轮箱和发电机底部，经由底部回油管路返回液压、润滑、冷却综合系统的油箱内；所述液压、润滑、冷却综合系统为位于机舱座内的高速轴制动装置和偏航组件的偏航制动器及装于齿轮箱前端法兰上的风轮锁定装置提供液压压力；所述液压、润滑、冷却综合系统集成有发电机水冷系统，此系统连接两个外置冷却器，用于冷却齿轮油和发电机冷却水，外置冷却器利用支架安装在机舱座尾部；所述机舱座的顶部安装有风速风向仪支架，该支架的前支脚固定在机舱座上，后支脚固定在外置冷却器的支架上。

所述发电机采用中速永磁同步发电机，发电机的外壳与齿轮箱的外壳直径相同，齿轮箱和发电机的外壳只承受转子扭矩，不承受其他力和弯矩载荷。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：