发电机后置式直驱风电机组.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103334882A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103334882103334882A(43)申请公布日2013.10.02(21)申请号201310320343.1(22)申请日2013.07.26(71)申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区朱辛庄北农路2号华北电力大学(72)发明人田德王永邓英王伟龙龙凯周峰(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人张文宝(51)Int.Cl.F03D9/00(2006.01)F03D11/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图3页附图3页(54)发明名称发电机后置式直驱风电机组(57)摘要本发明属于风电机组设计与制造技术领域，特别涉及一种发电机后置式直驱风电机组。塔筒的顶部设置偏航轴承，在偏航轴承上安装机舱底盘；机舱底盘内安装主轴，前后两端分别用前轴承和后轴承支撑；主轴的前端安装轮毂，且在轮毂上安装叶片，轮毂和叶片组成风轮；主轴的后端安装发电机，使风轮和发电机位于塔筒两侧。该装置降低了风电机组偏载，提高了风电机组的可靠性，延长了风电机组的寿命，提高了风电机组的发电量，提高了风电机组的可维护性，节省了塔筒的材料和成本，同时降低了风电机组成本和度电成本。CN103334882ACN103482ACN103334882A权利要求书1/1页1.发电机后置式直驱风电机组，其特征在于，塔筒（12）的顶部设置偏航轴承（11），在偏航轴承（11）上安装机舱底盘（5）；机舱底盘（5）内安装主轴（6），前后两端分别用前轴承（3）和后轴承（8）支撑；主轴（6）的前端安装轮毂（2），且在轮毂（2）上安装叶片（1），轮毂（2）和叶片（1）组成风轮；主轴（6）的后端安装发电机转子（9），使风轮和发电机位于塔筒两侧。2.根据权利要求1所述的发电机后置式直驱风电机组，其特征在于，对于兆瓦级发电机后置式直驱风电机组，所述偏航轴承（11）的直径不小于2m；主轴（6）相对偏航轴承（11）存在倾角，通过调节该倾角使风电机组前后平衡，该倾角最大不超过5°，叶片（1）的叶尖与塔筒（12）间距离始终保持在2m以上。3.根据权利要求1所述的发电机后置式直驱风电机组，其特征在于，对于兆瓦级发电机后置式直驱风电机组，所述主轴（6）为实心结构，直径不小于0.8m。4.根据权利要求1所述的发电机后置式直驱风电机组，其特征在于，所述发电机包括内转子和外转子两种形式：发电机内转子形式指发电机转子（9）在发电机定子（7）内部，发电机外转子形式指发电机转子（9）在发电机定子（7）外部；发电机转子（9）联接到主轴（6）上，发电机定子（7）连接到机舱底盘（5）上。2CN103334882A说明书1/3页发电机后置式直驱风电机组技术领域[0001]本发明属于风电机组设计与制造技术领域，特别涉及一种发电机后置式直驱风电机组。背景技术[0002]对于水平轴MW级直驱式风电机组，风轮与发电机的布置方案通常有两种。第一种方案是风轮与发电机置于塔筒的同一侧（下称发电机前置式直驱风电机组），这种方案应用较为广泛。第二种方案是风轮置于塔筒的一侧，发电机置于塔筒的另一侧（下称发电机后置式直驱风电机组）。发电机后置式直驱风电机组应用较少，国外个别公司在4MW以上的风电机组设计中有所应用，但国内还没有申请相关技术的专利。针对前置式直驱风电机组，风轮和发电机置于塔筒的同一侧，这种设计方案传动链短，整体结构紧凑，但存在以下技术问题：[0003]（1）总体前后质量不平衡，造成头重脚轻的视觉冲击；[0004]（2）风轮载荷首先加载到发电机和发电机轴承上，发电机与发电机轴承容易损坏；[0005]（3）偏航系统承受很大的偏心载荷，偏航轴承局部磨损严重，容易损坏；[0006]（4）机舱底盘承受很大的偏心载荷，底盘设计结构复杂，质量大，导致加工困难；[0007]（5）塔筒承受较大的偏心载荷，塔筒直径设计尺寸大，所需材料多，成本高；[0008]（6）为了维修方便，通常使用内径较大的偏航轴承，安装、维护费用高。[0009]发电机后置式直驱风电机组存在传动链较长的缺点，但是，对于大型直驱式风电机组，特别是3MW以上的直驱式风电机组，克服了发电机前置式直驱风电机组设计存在的技术缺陷。随着风电产业的发展，大型风电机组设计技术逐渐成为风电产业快速前进的主要支撑，而发电机前置式直驱风电机组存在难以克服的缺点，发电机后置式直驱风电机组渐渐凸显出在大型风电机组设计和开发中的优势，成为大型风电机组设计选型的主要趋势之一。发明内容[0010]本发明提供了一种发电机后置式直驱风电机组的整体设计方案，解决了风轮和发电机置于塔筒同一侧造成的技术问题。[0011]本发明采用