一种大功率直驱型风力发电机组.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110863952A(43)申请公布日2020.03.06(21)申请号201911378080.3(22)申请日2019.12.27(71)申请人东方电气风电有限公司地址618000四川省德阳市旌阳区华山南路二段2号(72)发明人毛忠兴李磊谭昱霖(74)专利代理机构成都蓉信三星专利事务所(普通合伙)51106代理人刘克勤(51)Int.Cl.F03D9/25(2016.01)F03D15/20(2016.01)H02K7/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种大功率直驱型风力发电机组(57)摘要本发明公开了一种大功率直驱型风力发电机组，包括风轮、机舱、塔筒、发电机；所述机舱坐落在塔筒顶上，所述发电机布置在机舱的端口；所述发电机为两台，即布置在机舱前端口的前端发电机和布置在机舱后端口的后端发电机，使前端发电机和后端发电机分别置于塔筒的两侧；所述风轮连接在前端发电机的驱动端，并与前端发电机的转子同轴；所述前端发电机转子的尾端通过万向联轴器与后端发电机转子的驱动端连接，使风轮驱动前端发电机和后端发电机同步运转。该发明能有效平衡塔顶倾覆力矩，减小机组塔顶、塔基载荷，能有效降低偏航轴承尺寸及塔筒重量；还能增加机组冗余，大幅提升机组可靠性和输出功率调控范围，使设计开发风险和难度大大降低。CN110863952ACN110863952A权利要求书1/1页1.一种大功率直驱型风力发电机组，包括风轮、机舱、塔筒、发电机；所述机舱坐落在塔筒顶上，所述发电机布置在机舱的端口；其特征在于：所述发电机为两台，即布置在机舱前端口的前端发电机和布置在机舱后端口的后端发电机，使前端发电机和后端发电机分别置于塔筒的两侧；所述风轮连接在前端发电机的驱动端，并与前端发电机的转子同轴；所述前端发电机转子的尾端通过万向联轴器与后端发电机转子的驱动端连接，使风轮驱动前端发电机和后端发电机同步运转。2.根据权利要求1所述大功率直驱型风力发电机组，其特征在于：所述风轮和前端发电机转子的中轴线与机舱中轴线有适量轴倾角，亦即机舱中轴线为水平状态，而风轮和前端发电机转子的中轴线上扬，上扬角度不大于10°。3.根据权利要求1所述大功率直驱型风力发电机组，其特征在于：所述万向联轴器具有一个十字连轴节和一对法兰连接盘，所述法兰连接盘具有一个法兰盘端和一个轴端，两个法兰连接盘的轴端分别与十字连轴节的两端铰接，法兰盘端分别与前端发电机和后端发电机的转子轴连接。4.根据权利要求1或3所述大功率直驱型风力发电机组，其特征在于：所述前端发电机和后端发电机为永磁发电机。5.根据权利要求1或3所述大功率直驱型风力发电机组，其特征在于：所述前端发电机和后端发电机分别与两个或多个变频器连接，形成并联回路，向输电网独立输出电功率。6.根据权利要求1或3所述大功率直驱型风力发电机组，其特征在于：所述前端发电机和后端发电机的变频器对称发波。2CN110863952A说明书1/3页一种大功率直驱型风力发电机组技术领域[0001]本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种大功率直驱型风力发电机组。背景技术[0002]目前，市场上的直驱型水平轴风力发电机组都是风轮直接连接单个发电机实现能量的转换，风轮和直驱发电机均布置在机舱的前端口，位于塔筒的一侧，为悬臂结构，致使塔顶存在较大的倾覆载荷，对塔筒结构、偏航轴承影响较大，致使塔筒重量增加。尤其对于大功率等级的直驱型水平轴风力发电机组设计开发，为获取更大功率的电能，直驱型发电机的设计难度剧增，存在体积大，设计、制造难度大的难题，使上述问题更加突出。截止目前，8MW以上的大功率直驱型风力发电机组尚未大规模商业化应用，其可靠性尚未得到充分的验证。发电机的可靠性直接影响机组的利用率，如海上风电需求大功率风力发电机组，其维护难度高，维护、更换成本巨大，一旦发电机组失效，将带来巨大的经济损失。发明内容[0003]本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种大功率直驱型风力发电机组，能有效平衡塔顶倾覆力矩，减小机组塔顶、塔基载荷，能有效降低偏航轴承尺寸及塔筒重量；还能增加机组冗余，大幅提升机组可靠性和输出功率调控范围；使大功率等级的直驱型水平轴风力发电机组设计开发风险和难度大大降低，缩短开发周期，降低机组成本，实现高可靠性、高经济性。[0004]实现本发明的技术方案是：一种大功率直驱型风力发电机组，包括风轮、机舱、塔筒、发电机；所述机舱坐落在塔筒顶上，所述发电机布置在机舱的端口；其特征在于：所述发电机为两台，即布置在机舱前端口的前端发电机和布置在机舱后端口的后端发电机，使前端发电机和后端发电机分别置于塔筒的两侧；所述风轮连接在前端发电机的驱动端，并与前端发电机的转子同轴