[发明专利]风力发电机组

说明书

本发明公开了一种风力发电机组，其包括轮毂和第一永磁发电机，第一永磁发电机包括转子和旋转轴，轮毂和转子均连接于旋转轴，该风力发电机组还包括增速齿轮箱发电系统，增速齿轮箱发电系统包括增速齿轮箱和第二发电机，增速齿轮箱的输入端轴连接于旋转轴，增速齿轮箱的输出端轴连接于第二发电机。本发明提供的风力发电机组在原本的低速永磁直驱风力发电机的基础上增设了增速齿轮箱发电系统，形成另一种型式的混合驱动的风力发电机组，使整机运行功率实现混合相加的效果，相对于单一的采用低速永磁直驱风力发电机或增速齿轮箱发电系统的风力发电机，不需要通过将结构大型化来保证大功率状态的实现，有利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别涉及一种风力发电机组。

背景技术

目前，针对风力发电领域，由于对风力发电机的功率等级的需求越来越大，使企业对风力发电机组进行升级，促使其功率提升的需求也愈加迫切。

风力发电机组通常为以下三种：高速带齿轮箱、中速带齿轮箱和低速永磁直驱式风力发电机组。

高速带齿轮箱风力发电机组目前级别在6MW左右，齿箱重量有60吨左右，外径在2.5～3m之间；中速带齿轮箱风力发电机组，现国内最大能够做到10MW，齿箱重量达到了100吨，外径达到了3m；低速永磁直驱风力发电机组相较于带增速齿轮箱的发电机组，减少了轴承、齿轮及运动部件，因此可靠性得到提高，对于低速永磁直驱风力发电机来说，现国内最大做到10MW的功率，国外最大做到了14MW。

对于低速直驱或带增速齿轮箱的风力发电机组来说，由于叶尖速度的限制，功率的增大，意味着结构、重量也要随着进行增大。例如，对于单一采用低速永磁发电机的风力发电机组，在相同的电磁设计及相同的风轮叶尖速度下，15MW低速永磁电机的重量时10MW低速永磁电机重量的1.68倍；对于采用增速齿轮箱的风力发电机组，第一级普遍采用行星齿轮传动，对于第一级齿圈尺寸来说，更大的功率则需要更大的齿圈尺寸，目前国内齿轮箱厂通用的热处理、加工设备规格均在3m以内，行车起吊能力在120吨以内，这对更大功率齿轮箱的制造带来很大困难。因此，功率越大，结构的尺寸越大型化，这对于整个设计、制造、试验、运输及吊装来说，都会存在较大难度，而为了匹配大兆瓦下的尺寸，整个制造、生产及运输过程的相应配合系统也需要进行调整，不利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的低速永磁直驱风力发电机组或增速齿轮箱风力发电机组因功率增大，导致结构尺寸及重量加大，对制造、试验、运输及吊装过程造成较大困难，不利于成本控制的缺陷，提供一种风力发电机组。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种风力发电机组，其包括轮毂和第一永磁发电机，所述第一永磁发电机包括转子和旋转轴，所述轮毂和所述转子均连接于所述旋转轴，其特点在于，所述风力发电机组还包括增速齿轮箱发电系统，所述增速齿轮箱发电系统包括增速齿轮箱和第二发电机，所述增速齿轮箱的输入端轴连接于所述旋转轴，所述增速齿轮箱的输出端轴连接于所述第二发电机。

在本方案中，通过在原本的低速永磁直驱风力发电机组的基础上，额外增设了增速齿轮箱发电系统，通过低速永磁发电机和增速齿轮箱发电系统相结合，形成另一种型式的，即混合驱动的风力发电机组结构，从而使该风力发电机组的整机运行功率实现混合相加的效果，相对于单一的采用低速永磁发电机或增速齿轮箱发电系统的风力发电机组，不需要通过将结构大型化来保证大功率的实现，也不需要建造更大功率的试验台，而是分别采用现有的供应链进行制造、现有的试验台进行试验，有利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。

较佳地，所述第一永磁发电机还包括轴承系统和固定轴，所述固定轴和所述旋转轴同轴设置，并且所述固定轴套设于所述旋转轴的外圈，所述轴承系统设置于所述固定轴和所述旋转轴之间。该风力发电机组采用内圈旋转的方式，方便将增速齿轮箱布置在风力发电机组的主机架内部，在使风力发电机组运行功率大型化的基础上，结构规格的改变不大。