[发明专利]一种兆瓦级低速直驱风力发电机轴系装置

说明书

本发明公开了一种兆瓦级低速直驱风力发电机轴系装置，属于风力发电机技术领域，包括定轴和转轴，其特征在于：定轴与转轴之间设置有上风向轴承和下风向轴承，定轴和转轴的横截面均呈锥形，转轴的一端设置有大法兰盘，另一端设置有转轴加强法兰盘，转轴加强法兰盘上固定有轴承压圈，定轴的横截面为两段式渐变结构，上风向轴承与主机架固定端之间的定轴形成定轴锥形面一，下风向轴承与主机架固定端之间的定轴形成定轴锥形面二。本发明在大载荷工况下，应力分布均匀，轴的变形小，能很好的抑制气隙变形，减小设计气隙，提高发电机功率因数，进而提高发电机和发电机组整体性能，降低发电机整体重量和生产成本，具有刚性好，重量轻的特点。

技术领域

本发明涉及到风力发电机技术领域，尤其涉及一种兆瓦级低速直驱风力发电机轴系装置。

背景技术

随着风力发电机市场发展，低转速直驱风力发电机得到了快速发展，而且市场对大MW级低转速直驱风力发电机的需求越来越多，市面上先后推出了6MW、8MW甚至10MW级的低转速直驱风力发电机。但随着功率的提升，叶片加长，载荷也大幅提升，原传统的单轴承轴系结构已经不能满足结构设计要求，因此在大型风力发电机上开始使用双轴承轴系结构。

由于双轴承轴系结构的轴承跨距较大，轴的轴向尺寸非常长，在大载荷工况下，轴的变形会比较大，轴系的刚度对发电机气隙影响非常大，同时会影响到发电机的功率因数的提升。因此，设计一种刚性好，重量轻的轴系结构对发电机整体的性能提升和成本控制尤为重要。

公开号为CN 108757351A，公开日为2018年11月06日的中国专利文献公开了一种直驱式风力发电机组，其特征在于：转轴通过第一轴承连接到定轴，发电机的转子通过第二轴承可转动地安装到所述定轴，所述转轴与所述转子之间设置有挠性联轴器，通过所述挠性联轴器将扭矩从所述转轴传递到所述转子。

该专利文献公开的直驱式风力发电机组，可减少风载对发电机气隙的影响，但是结构复杂，制造和装配困难，成本高。

公开号为CN 102270900A，公开日为2011年12月07日的中国专利文献公开了一种兆瓦级低速永磁风力发电机，包括塔筒回转支撑、风轮轮毂、 定子机壳、定子绕组、永磁磁极、后端盖、后轴承、前轴承、定主轴、转子轴和转子支架，所述转子轴通过所述前轴承与后轴承安装在所述定主轴上，所述定主轴固定在所述塔筒回转支撑上且与所述后端盖直接连接，所述后端盖和前端盖与所述定子机壳相连接，其特征在于，所述风轮轮毂与所述转子轴连接，所述永磁磁极通过所述转子支架固定在所述转子轴上，所述定子绕组安装在所述定子机壳上，所述永磁磁极的数目为70-80，所述定子绕组的数目为300-350组。

该专利文献公开的兆瓦级低速永磁风力发电机，省去变速箱及联轴器机构，大大降低了生产成本，但是不能有效抑制气隙变形，进而无法有效提高发电机和发电机组的整体性能。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种兆瓦级低速直驱风力发电机轴系装置，本发明在大载荷工况下，应力分布均匀，轴的变形小，能够很好的抑制气隙变形，减小设计气隙，提高发电机的功率因数，进而提高发电机和发电机组的整体性能，降低发电机的整体重量和生产制造成本，具有刚性好，重量轻的特点。

本发明通过下述技术方案实现：