一種兆瓦級直驅型風力發電機組制造技術

本實用新型專利技術公開了一種兆瓦級直驅型風力發電機組，包括機艙單元、風輪單元、發電機單元及塔筒單元，所述機艙單元與塔筒單元連接，所述發電機單元包括：動軸、定軸、前軸承、后軸承、轉子和定子，其中：動軸通過前軸承及后軸承支撐在定軸前段外側，轉子套在動軸上并與動軸固定連接，定子套在定軸后段并與定軸固定連接，轉子和定子之間留有氣隙；所述發電機單元的動軸前端與風輪單元連接，定軸后端與機艙單元連接。本實用新型專利技術通過在發電機單元中，采用動軸加定軸的組合形式，動軸套于定軸外側，并由前、后雙軸承支撐，有效改善了動軸受力狀態，是一種運行可靠、動軸受載更均勻、且發電機強度高的兆瓦級直驅型風力發電機組。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及風力發電
，涉及一種兆瓦級風力發電機組，具體地，涉及一種兆瓦級直驅型風力發電機組。
技術介紹
風能作為一種清潔可再生能源，越來越受到世界各國重視。中國風能儲量非常巨大、分布面廣泛。近十年，中國的風力發電已逐步發展成為常規能源最具競爭力的替代能源。風力發電機是利用風能來驅動風輪旋轉，風輪帶動主軸旋轉并切割定子上產生的 磁力線，從而在線圈繞組中產生電流進行發電。目前在國內外市場上的風力發電機組主要是通過變速齒輪箱增速后帶動發電機發電為主，由于變速齒輪箱結構復雜，成本高昂，且故障率高，導致風力發電機組故障頻發，運行不可靠。隨著風電技術的發展，最近幾年出現了直驅型風力發電機組。直驅型風電機組由風輪直接帶動發電機主軸切割磁力線發電，并通過全功率變流器并入電網，是一種電網友好型機組。但由于風輪轉速很低，導致直驅型發電機的體積非常龐大，這對發電機的強度、工藝性、電機散熱、維護及工作可靠性等等方面都提出了非常高的要求。而且，目前市場上大多直驅發電機為單軸承形式，對軸承要求高，而且造價較高，主軸(動軸)受載不均勻。
技術實現思路
本技術的主要目的在于提供一種運行可靠、動軸受載更均勻、且發電機強度高的兆瓦級直驅型風力發電機組。為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案一種兆瓦級直驅型風力發電機組，包括機艙單元、風輪單元、發電機單元及塔筒單元，所述機艙單元與塔筒單元連接，所述發電機單元包括動軸、定軸、前軸承、后軸承、轉子和定子，其中動軸通過前軸承及后軸承支撐在定軸前段外側，轉子套在動軸上并與動軸固定連接，定子套在定軸后段并與定軸固定連接，轉子和定子之間留有氣隙；所述發電機單元的動軸前端與風輪單元連接，定軸后端與機艙單元連接。進一步地，所述定子包括定子支架、安裝在定子支架上的鐵芯及固定于鐵芯上的繞組，所述轉子包括轉子支架及安裝在轉子支架上的磁體，所述磁體為多級永磁體或多級勵磁體。進一步地，所述定軸包括前定軸及后定軸兩段，所述前定軸與后定軸通過螺栓組緊固連接。進一步地，所述定軸前段為錐形，對應地，所述動軸為錐形。進一步地,所述前軸承為圓柱滾子軸承,所述后軸承為雙列圓錐滾子軸承。進一步地，所述發電機單元還包括剎車系統，所述剎車系統包括固定在定軸上的剎車鉗及固定在動軸上的剎車盤，所述剎車鉗與剎車盤對應設置。進一步地，所述發電機單元還包括水冷系統，所述水冷系統包括設置在定子支架與鐵芯之間的冷卻管道，及與冷卻管道連通的水箱。進一步地，所述機艙單元包括主機架、機艙罩、偏航系統、氣象站、控制系統，其中所述主機架通過偏航系統與塔筒單元連接，且所述主機架還通過螺栓與發電機單元的定軸后端的接口連接；所述機艙罩與塔筒單元連接，所述主機架及控制系統設置在機艙罩內，氣象站連接在機艙罩外側，且控制系統與氣象站及偏航系統分別連接。進一步地，所述風輪單元包括輪轂及設置在輪轂上的多枚葉片，所述每枚葉片均設置有獨立的變槳系統，所述變槳系統與控制系統連接；且所述輪轂通過螺栓與發電機單元的動軸前端的接口連接。進一步地，在所述風輪單元的輪轂外側還罩有導流罩，所述導流罩與機艙單元的機艙罩連接成一體。 本技術由于采用以上技術方案，其具有以下有益效果I、在發電機單元中，采用動軸加定軸的組合形式，動軸套于定軸外側，并由前、后雙軸承支撐，有效改善了動軸受力狀態，使受載更加合理，提高了發電機結構強度及可靠性。2、在發電機單元中，采用了(多級極對數)多級磁體轉子，發電機在低轉速下即可達到額定功率。發電機可以直接與風輪相連，因此省掉了傳統風電設備中的齒輪箱，減輕了風機體積及重量，免去了齒輪箱的成本和維護程序，降低了機組成本。同時還可以降低噪音、減少風機整體故障率，并簡化了風機結構。3、在發電機單元中，采用分段的定軸，可解決定軸長度過長的問題。4、在發電機單元中，采用剎車系統，可在風機需要停機或維修時能夠及時剎車。5、在發電機單元中，采用水冷的冷卻方式，冷卻可靠，效率高，能有效降低發電機運行溫度，散熱效果好，保證發電機正常運行。6、風機采用機艙罩對整體進行密封，密封可靠，可以有效防止風沙、雨水等進入，提高了風機防護等級及風機可靠性。下面通過附圖和實施例，對本技術的技術方案做進一步的詳細描述。附圖說明圖I為本技術兆瓦級直驅型風力發電機組的整體結構示意圖；圖2為圖I中發電機單元的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本技術，并不用于限定本技術。如圖I所示，本技術的一種兆瓦級直驅型風力發電機組，包括發電機單元、機艙單元、風輪單元及塔筒單元9。如圖2所示，在上述風力發電機組中，發電機單元包括動軸207、定軸、前軸承208、后軸承209、定子和轉子，其中定軸包括前定軸201及后定軸202兩段，前定軸201與后定軸202通過螺栓組緊固連接。定子包括定子支架205、安裝在定子支架205上的鐵芯及固定于鐵芯上的繞組203，轉子包括轉子支架206及安裝在轉子支架206上的磁體211，磁體211為多級永磁體或多級勵磁體。發電機定子用于通過全功率變流器與電網連接。在上述發電機單元中，動軸207通過前軸承208及后軸承209支撐在前定軸201外偵牝轉子通過轉子支架206套在動軸207上并與動軸207固定連接，定子通過定子支架205套在后定軸202上并與后定軸202固定連接，轉子和定子之間留有氣隙。在上述發電機單元中，定軸前段(前定軸201)為錐形，對應地，動軸207為錐形。在上述發電機單元中，前后軸承組合配對型式可根據受載情況進行組合，優選地，前軸承208為圓柱滾子軸承，后軸承209為雙列圓錐滾子軸承。在上述發電機單元中，還包括防護端蓋204，防護端蓋204設于鐵芯后側，且防護端蓋204與轉子支架206后端連接。防護端蓋204用于保護發電機定子部分。在上述發電機單元中，還包括剎車系統210，剎車系統210包括固定在定軸上的剎車鉗及固定在動軸207上的剎車盤，剎車鉗與剎車盤對應設置。在上述發電機單元中，還包括水冷系統，水冷系統包括設置在定子支架205與鐵芯之間的冷卻管道213，及與冷卻管道213連通的水箱212。如圖I所示，在上述風力發電機組中，機艙單元包括主機架3、機艙罩I、偏航系統8、氣象站2、控制系統10，其中主機架3通過偏航系統8與塔筒單元9連接，且主機架3還通過螺栓與發電機單元的定軸后端的接215連接(如圖2所示)；機艙罩I與塔筒單元9連接，主機架3及控制系統10設置在機艙罩I內，氣象站2連接在機艙罩I外側，且控制系統10與氣象站2及偏航系統8分別連接。主機架3對機組起到支撐作用。偏航系統8可通過偏航軸承及偏航電機驅動機艙隨風向偏轉。氣象站2可測量風速風向，并將信號傳遞給控制系統10，控制系統10可根據氣象信號對偏航系統8進行控制。如圖I所示，在上述風力發電機組中，風輪單元包括輪轂5及設置在輪轂5上的多枚葉片4，每枚葉片4均設置有獨立的變槳系統6，變槳系統6與控制系統10連接；且輪轂5通過螺栓與發電機單元的動軸207前端的接214連接(如圖2所示)。其中，變槳系統6通過控制葉片漿距角來控制風機功率。如圖I所示，在風輪單元的輪轂5外側還罩有導流罩7，導流罩7本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種兆瓦級直驅型風力發電機組，包括機艙單元、風輪單元、發電機單元及塔筒單元，所述機艙單元與塔筒單元連接，其特征在于：所述發電機單元包括：動軸、定軸、前軸承、后軸承、轉子和定子，其中：動軸通過前軸承及后軸承支撐在定軸前段外側，轉子套在動軸上并與動軸固定連接，定子套在定軸后段并與定軸固定連接，轉子和定子之間留有氣隙；所述發電機單元的動軸前端與風輪單元連接，定軸后端與機艙單元連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐安軍，
申請(專利權)人：廣西銀河風力發電有限公司，
類型：實用新型
國別省市：