一種緊湊型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種緊湊型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]業(yè)內(nèi)習(xí)知，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增大，進(jìn)而其外形尺寸也不斷地增大，使得其生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝成本越來越高。新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其趨勢(shì)是采用更緊湊和更輕的單元。傳統(tǒng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)，齒輪箱以及發(fā)電機(jī)都作為主機(jī)架上的獨(dú)立部件布置在軸承后面，于是這主機(jī)架就帶有從轉(zhuǎn)子軸承將轉(zhuǎn)子載荷傳給塔架的功能，軸承上的載荷就必須從軸承螺栓連接表面經(jīng)由主機(jī)架引入塔架中。而為不使主機(jī)架的結(jié)構(gòu)與齒輪箱和發(fā)電機(jī)相沖突，這就引起主機(jī)架結(jié)構(gòu)需要在背對(duì)轉(zhuǎn)子的區(qū)域中有大開口，以用于裝配齒輪箱。從強(qiáng)度和變形的角度來看，這些敞開式結(jié)構(gòu)具有很大缺點(diǎn)，因?yàn)楦鞑考虼艘惺芎艽蟮母郊討?yīng)力。而且，這些結(jié)構(gòu)具有太多部件，因?yàn)檫@些部件的功能不同于載荷傳遞。因此，本設(shè)計(jì)方案的開發(fā)目標(biāo)是設(shè)計(jì)更緊湊、更輕量和成本更低的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，傳動(dòng)系統(tǒng)外殼兼做載荷傳遞部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種緊湊型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一種非常緊湊、重量輕且低成本的總體結(jié)構(gòu)，例如將轉(zhuǎn)子軸承、齒輪箱的前端法蘭、傳動(dòng)系外殼嵌入從轉(zhuǎn)子到塔架的力傳遞裝置中，同時(shí)應(yīng)當(dāng)確保獨(dú)立部件，特別是齒輪箱和發(fā)電機(jī)，能夠獨(dú)立安裝并且還能在維修作業(yè)時(shí)被獨(dú)立處理。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案為:一種緊湊型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片、輪轂、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、傳動(dòng)系外殼、偏航組件及內(nèi)置有液壓、潤滑、冷卻綜合系統(tǒng)的機(jī)艙座，其中，所述輪轂上裝有變槳軸承，所述轉(zhuǎn)子葉片通過變槳軸承與輪轂連接；所述齒輪箱采用兩級(jí)行星傳動(dòng)，其內(nèi)部集成雙列圓錐滾子軸承作為轉(zhuǎn)子軸承，該轉(zhuǎn)子軸承的內(nèi)圈與齒輪箱的前端蓋連接，其外圈與齒輪箱的前端法蘭及齒輪箱的外殼連接，承受葉片傳遞過來的所有載荷，所述齒輪箱的外殼與發(fā)電機(jī)的外殼通過法蘭螺栓連接，所述齒輪箱的前端法蘭上有內(nèi)外兩圈螺栓，內(nèi)圈螺栓將齒輪箱的前端法蘭、轉(zhuǎn)子軸承、外殼連接到發(fā)電機(jī)的外殼上，外圈螺栓將齒輪箱的前端法蘭連接到傳動(dòng)系外殼上，傳動(dòng)系外殼由螺栓連接到機(jī)艙座上，所述機(jī)艙座通過偏航組件的偏航軸承與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配套的塔架進(jìn)行連接；所述輪轂經(jīng)過風(fēng)輪鎖定盤和齒輪箱的前端蓋，用螺栓連接到轉(zhuǎn)子軸承的內(nèi)圈上；所述齒輪箱的前端法蘭、轉(zhuǎn)子軸承及傳動(dòng)系外殼布置在輪轂與機(jī)艙座之間，被設(shè)計(jì)成載荷傳遞部件，并經(jīng)由法蘭螺栓相互連接；所述齒輪箱和發(fā)電機(jī)布置在傳動(dòng)系外殼內(nèi)部；所述傳動(dòng)系外殼被設(shè)計(jì)成用于傳遞最大靜態(tài)和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子載荷的支撐結(jié)構(gòu)，而齒輪箱和發(fā)電機(jī)的外殼只承受發(fā)電機(jī)的扭矩和重力。
[0005]所述齒輪箱的前端法蘭上安裝有風(fēng)輪鎖定裝置，與風(fēng)輪鎖定盤配合實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子鎖定。
[0006]所述齒輪箱的輸出軸穿過中空的發(fā)電機(jī)軸，在發(fā)電機(jī)背側(cè)與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行連接，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由獨(dú)立的雙軸承支撐，齒輪箱和發(fā)電機(jī)之間的連接集成有高速軸制動(dòng)盤，與位于機(jī)艙座內(nèi)的高速軸制動(dòng)裝置配合實(shí)現(xiàn)高速軸制動(dòng)功能。
[0007]所述齒輪箱的前端法蘭、傳動(dòng)系外殼和機(jī)艙座的前端法蘭具有相同尺寸的外徑；所述齒輪箱是帶有同軸的主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的兩級(jí)行星齒輪箱，并且具有15至25的傳動(dòng)比，所述發(fā)電機(jī)被布置在兩級(jí)行星傳動(dòng)的下游，具有200至400轉(zhuǎn)/分的額定轉(zhuǎn)速。
[0008]所述偏航軸承帶有內(nèi)齒，利用四個(gè)偏航電機(jī)通過偏航減速機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行偏航；所述偏航組件還包括有偏航制動(dòng)器和偏航制動(dòng)盤，用于提供偏航阻尼和制動(dòng)。
[0009]所述液壓、潤滑、冷卻綜合系統(tǒng)為齒輪箱、轉(zhuǎn)子軸承、發(fā)電機(jī)軸承提供潤滑，潤滑油經(jīng)由頂部管路進(jìn)入齒輪箱和發(fā)電機(jī)，利用齒輪箱和發(fā)電機(jī)內(nèi)部油路噴濺潤滑，潤滑油匯集到齒輪箱和發(fā)電機(jī)底部，經(jīng)由底部回油管路返回液壓、潤滑、冷卻綜合系統(tǒng)的油箱內(nèi)；所述液壓、潤滑、冷卻綜合系統(tǒng)為位于機(jī)艙座內(nèi)的高速軸制動(dòng)裝置和偏航組件的偏航制動(dòng)器及裝于齒輪箱前端法蘭上的風(fēng)輪鎖定裝置提供液壓壓力；所述液壓、潤滑、冷卻綜合系統(tǒng)集成有發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)，此系統(tǒng)連接兩個(gè)外置冷卻器，用于冷卻齒輪油和發(fā)電機(jī)冷卻水，外置冷卻器利用支架安裝在機(jī)艙座尾部；所述機(jī)艙座的頂部安裝有風(fēng)速風(fēng)向儀支架，該支架的前支腳固定在機(jī)艙座上，后支腳固定在外置冷卻器的支架上。
[0010]所述發(fā)電機(jī)采用中速永磁同步發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的外殼與齒輪箱的外殼直徑相同，齒輪箱和發(fā)電機(jī)的外殼只承受轉(zhuǎn)子扭矩，不承受其他力和彎矩載荷。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0012]1、傳統(tǒng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有獨(dú)立的齒輪箱和發(fā)電機(jī)，其機(jī)架上設(shè)置了大開口以用于安裝齒輪箱，局部會(huì)產(chǎn)生高的應(yīng)力和變形，就結(jié)構(gòu)而言有很大缺點(diǎn)。本風(fēng)力發(fā)電機(jī)組利用齒輪箱外殼和機(jī)艙座傳遞載荷，不會(huì)在局部產(chǎn)生高的應(yīng)力和變形。
[0013]2、本風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獲得了功能元件的進(jìn)一步整合，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，就部件而言進(jìn)行了節(jié)省。
[0014]3、本風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使用雙列圓錐滾子軸承，其不僅吸收來自轉(zhuǎn)子的推力和剪力，而且只在一個(gè)軸承位置傳遞彎矩，與傳統(tǒng)的雙轉(zhuǎn)子軸承的支撐或者一個(gè)轉(zhuǎn)子軸承和齒輪箱內(nèi)部軸承的支撐結(jié)構(gòu)相比，雙列圓錐滾子軸承的使用獲得更緊湊的傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0015]4、本風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪箱和發(fā)電機(jī)可采用立式安裝，裝配方便，容易保證傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)中精度。
[0016]5、本風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪箱和發(fā)電機(jī)緊密連接到一起，可以采用一體式集成潤滑和冷卻系統(tǒng)，系統(tǒng)集成度高。
[0017]6、采用單獨(dú)的傳動(dòng)系外殼傳遞整機(jī)載荷，齒輪箱和發(fā)電機(jī)的外殼不作為載荷傳遞元件，使得齒輪箱和發(fā)電機(jī)內(nèi)部零件受力簡(jiǎn)單，有利于延長齒輪箱和發(fā)電機(jī)的壽命。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型所述緊湊型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型所述緊湊型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的整體剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例所述的緊湊型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片(圖中未畫出)、輪轂1、齒輪箱2、發(fā)電機(jī)3、傳動(dòng)系外殼4、偏航組件5及內(nèi)置有液壓、潤滑、冷卻綜合系統(tǒng)6的機(jī)艙座7。所述輪轂1上裝有變槳軸承19，變槳系統(tǒng)與傳統(tǒng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相同，采用內(nèi)齒嚙合傳動(dòng)的電動(dòng)變槳系統(tǒng)，利用變槳電機(jī)經(jīng)由變槳齒輪箱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。輪轂1及其組件的外壁可以經(jīng)受風(fēng)吹、日曬、雨淋，不需要整流罩。所述轉(zhuǎn)子葉片通過變槳軸承19與輪轂1連接。所述輪轂1經(jīng)過風(fēng)輪鎖定盤8和齒輪箱2的前端蓋9，用螺栓連接到齒輪箱2的轉(zhuǎn)子軸承11的內(nèi)圈上；所述齒輪箱2的前端法蘭10、轉(zhuǎn)子軸承11及傳動(dòng)系外殼4布置在輪轂1與機(jī)艙座7之間，被設(shè)計(jì)成載荷傳遞部件，并且經(jīng)由法蘭螺栓相互連接。所述齒輪箱2和發(fā)電機(jī)3布置在傳動(dòng)系外殼4的內(nèi)部。齒輪箱2的前端法蘭10上可安裝風(fēng)輪鎖定裝置12，與風(fēng)輪鎖定盤8配合實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子鎖定。
[0022]所述齒輪箱2采用兩級(jí)行星傳動(dòng)，其內(nèi)部集成雙列圓錐滾子軸承作為轉(zhuǎn)子軸承11，該轉(zhuǎn)子軸承11的內(nèi)圈與齒輪箱2的前端蓋9連接，其外圈與齒輪箱2的前端法蘭10及齒輪箱2的外殼13連接，承受葉片傳遞過來的所有載荷。所述齒輪箱2的外殼13與發(fā)電機(jī)3的外殼14通過法蘭螺栓連接。所述齒輪箱2的前端法蘭10上有內(nèi)外兩圈螺栓，內(nèi)圈螺栓將齒輪箱2的前端法蘭10、轉(zhuǎn)子軸承11、外殼13連接到發(fā)電機(jī)3的外殼14上，外圈螺栓將齒輪箱2的前端法蘭10連接到傳動(dòng)系外殼4上，傳動(dòng)系外殼4由螺栓連接到機(jī)艙座