风力发电机组转子盘车系统及其气隙保护装置的制作方法

本发明涉及风力发电机组技术领域，特别涉及一种风力发电机组转子盘车系统及其气隙保护装置。

背景技术：

风力发电机组是一种将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，来促使发电机发电。

风力发电机组包括机舱、发电机、叶片等主要部件。发电机包括转子和定子，转子的主轴设置有轮毂，叶片安装于转子的轮毂用来接受风力并带动转子转动，进而带动发电机转子转动，发电机的定子绕组切割磁力线产生电能。

叶片的数量至少为一个，一般优先为三个，当叶片数量多于一个时，需要改变轮毂的位置以满足不同叶片的组装需求。即当完成一个叶片的组装后，轮毂需要从该位置转动一定角度至另一位置，然后再进行另一叶片的组装。并且，当叶片进行维修或维护时，也需要调节叶片于适当角度。

目前，叶片位置的调节主要依靠盘车系统的驱动装置驱动转子转动实现。盘车系统主要包括液压油缸，液压油缸的活动部与转子通过销轴锁定，通过推动或者拉动销轴实现转子的转动。

现有技术在液压油缸驱动转子转动的过程中，常常会出现发电机结构变形现象，严重时损坏发电机结构，严重影响了风力发电机组的使用和工作。

因此，如何在实现叶片位置可靠变换的前提下减缓或者消除对发电机结构的损坏，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术缺陷，本发明提供了一种抑制转子变形的气隙保护装置。

本发明提供的风力发电机组转子盘车系统的气隙保护装置，包括安装主体，沿径向，所述安装主体的第一端部具有与风力发电机组的机座配合固定的第一安装结构，第二端部设置有限位组件，所述限位组件包括限位块，所述限位块沿径向位置可调；

当盘车工作过程中所述限位块与转子抵靠时，所述限位块可相对与所述转子滑动。

盘车作业前，先将安装主体安装于机座上，气隙保护装置的数量可以根据具体情况选定，可以为一个或者两个或者三个或者更多个，各气隙保护装置可以布置于转子变形较大的位置，即在盘车过程中，转子变形较大的位置。安装主体安装于机座后，调节限位块与转子(或者转子端盖)内缘之间的相对位置，以使二者之间的距离处于预定间距，预定间距为转子允许的安全变形量。

在驱动部件驱动转子转动盘车过程中，由于受力转子变形导致限位块与转子之间距离小于等于零时，限位块与转子抵靠且二者滑动摩擦。

本发明通过设置安装主体可以抑制转子的变形，当转子变形量超过预定量时，安装主体的限位块能够施加一反向作用力于转子，以抑制其继续变形，并且限位块的径向位置可调，能够根据不同转子的尺寸调节限位块的位置，以满足不同风力发电机组的使用需求，提高了气隙保护装置的使用灵活性。

可选的，所述第二端部具有楔形面，所述限位块具有与所述楔形面配合安装的斜面，沿所述楔形面长度延伸方向，所述限位块安装位置可调以调节所述限位块径向位置；并且所述限位块通过定位部件定位或者解锁于所述楔形面。

可选的，所述第二端部的端面开设有凹槽，所述楔形面设于所述凹槽的槽底，所述凹槽至少一端部延伸并贯穿所述安装主体的相应侧壁，并在该侧壁上形成第一开口，安装时，所述限位块自所述第一开口插入所述凹槽内部。

可选的，所述凹槽的侧壁设置有滑轨，所述滑轨的延伸方向平行于所述楔形面，所述限位块相应侧面设置有与所述滑轨配合滑动的滑道，所述限位块通过所述滑道支撑于所述滑轨上。

可选的，所述安装主体设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内部安装有第一调节螺栓，所述第一调节螺栓的内端部自所述凹槽的另一端部伸至所述凹槽内部，以限定所述限位块安装位置。

可选的，所述安装主体上还设有挡板，所述挡板通过扭簧可转动安装于所述安装主体，在所述扭簧弹性回复力作用下，所述挡板可自动复位至常态；常态下，所述挡板封堵所述第一开口。

可选的，所述挡板上螺纹连接有第二调节螺栓，所述第二调节螺栓的内端部自所述第一开口伸至所述凹槽内部，与所述第一调节螺栓配合限制所述限位块的位置。

可选的，所述限位组件还包括可拆卸安装于所述限位块下端面的铜块，所述限位块通过所述铜块与所述转子抵靠滑动。

可选的，所述铜块与所述限位块之间还设置有垫片，所述垫片和所述铜块通过螺栓可拆卸连接所述限位块，所述限位块的底面设置有螺纹孔，螺栓的螺纹部穿过所述铜块、所述垫片设置的同轴通孔连接于所述螺纹孔内部。

可选的，所述安装主体通过销轴和螺栓连接所述机座，所述第一安装结构包括与所述销轴配合的销轴孔，所述销轴孔的数量至少为两个，每一个所述销轴孔的周向还设置有至少两个螺栓通孔，用于安装螺栓。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组转子盘车系统，包括驱动部件，用于驱动转子转动；沿周向，布置有至少一个上述任一项所述的气隙保护装置，在驱动部件驱动转子转动过程中，当所述限位块与所述转子之间距离小于等于零时，所述限位块与所述转子抵靠且二者滑动摩擦。

附图说明

图1为本发明一种实施例中气隙保护装置的三维结构示意图；

图2为图1中f处局部放大示意图；

图3为图1中安装主体的结构示意图；

图4为图1所示气隙保护装置的正视图；

图5为图4中a-a剖视图；

图6为图4中b-b剖视图；

图7为图4中c-c剖视图；

图8为本发明一种具体实施中盘车系统、转子端盖和气隙保护装置的安装示意图；

图9为图8中a处放大示意图。

其中，图1至图9中：

安装主体1、立板11、块状连接体12、楔形面12a、滑轨12b、第一开口12c、加强筋13、减重孔13a；

限位块21、铜块22、螺栓23；

销轴3、螺栓4、第一调节螺栓5、挡板61、螺栓62、第二调节螺栓63、扭簧64、套筒65、垫圈66；

垫片7；

转子端盖10、驱动部件30。

具体实施方式

针对现有技术中盘车过程导致发电机转子结构变形现象，本文进行了深入研究，研究发现现有技术中导致发电机结构变形的主要原因在于：盘车过程中，发电机转子局部受到液压油缸的作用力，液压油缸的作用力在径向上具有分力，在径向力作用下发电机转子必然会产生径向移动趋势，导致发电机转子局部产生变形。

在上述发现的基础上，本文进行了深入探索并提出了一种能够缓解发电机转子结构变形的技术方案。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图9，本发明提供了一种风力发电机组转子盘车系统，主要包括驱动部件30，用于驱动转子转动，驱动部件可以包括油缸，油缸的伸缩杆可以与转子端盖10铰接，缸筒可以铰接与机座上。图8中没有示出机座，但是并不妨碍本领域内技术人员对技术方案的理解。驱动部件的具体结构本文不做限定，只要能够驱动转子转动即可。

本发明还提供了一种风力发电机组转子盘车系统的气隙保护装置，其包括安装主体1，沿径向，安装主体1的第一端部具有与风力发电机组的机座配合固定的第一安装结构，也就是说，安装主体1通过第一安装结构与机座配合固定。

第一安装结构的具体形式可以有多种方式，例如安装主体1可以通过销轴或者螺栓或者其他方式固定连接机座。在一种优选的实施方式中，安装主体1通过销轴3和螺栓4二者共同固定连接机座，也就是说，第一安装结构包括销轴孔和螺栓通孔。每一个销轴孔的周向布置有两个或者三个或者几个螺栓通孔，销轴孔的尺寸可以略大于销轴3，这样方便销轴3的安装，销轴3安装后，再使用螺栓4将安装主体1与机座固定，最终实现安装主体1和机座的固定。

其中销轴3径向尺寸大于螺栓4径向尺寸。

安装主体1的第二端部为沿径向与第一端部相对的端部，以图8所示为例，第一端部为内端部，第二端部为外端部。第二端部设置有限位组件，限位组件包括限位块21，限位块21沿径向位置可调，并且当盘车工作过程中限位块21与转子抵靠时，限位块21可相对转子滑动，即限位块21与转子滑动接触。

需要说明的是，本文中所述的转子为上位概念，包括发电机转子和随发电机转子固连的转子端盖等转动部件。

盘车作业前，先将安装主体1安装于机座上，气隙保护装置的数量可以根据具体情况选定，可以为一个或者两个或者三个或者更多个，各气隙保护装置可以布置于转子变形较大的位置，即在盘车过程中，转子变形较大的位置。安装主体1安装于机座后，调节限位块21与转子(本文中为转子端盖10)内缘之间的相对位置，以使二者之间的距离处于预定间距，预定间距为转子允许的安全变形量。

在驱动部件驱动转子转动盘车过程中，由于受力转子变形导致限位块21与转子之间距离小于等于零时，限位块21与转子抵靠且二者滑动摩擦。

本发明通过设置安装主体1可以抑制转子的变形，当转子变形量超过预定量时，安装主体1的限位块21能够施加一反向作用力于转子，以抑制其继续变形，并且限位块21的径向位置可调，能够根据不同转子的尺寸调节限位块21的位置，以满足不同风力发电机组的使用需求，提高了气隙保护装置的使用灵活性。

在一种具体的实施方式中，安装主体1的第二端部的端面为楔形面12a，限位块21具有与的楔形面12a配合安装的斜面，沿楔形面12a长度延伸方向，限位块21安装位置可调，以调节限位块21的径向位置，也就是说，楔形面12a为斜面结构，通过调节限位块21与楔形面12a斜面不同位置接触，可以调节限位块21与转子之间的距离。限位块21可以通过定位部件定位或者解锁于楔形面12a。定位部件能够实现限位块21固定或拆卸于楔形面12a的不同高度位置。

上述实施例中，楔形面12a可以实现限位块21径向连续调节，并且楔形面12a结构简单易于加工，有利于降低盘车系统的整体结构。

具体地，第二端部的端面可以开设有凹槽，楔形面12a开设于凹槽的槽底，限位块21位于凹槽外部的小表面可以为平面，也可以为弧面。

进一步地，为了方便限位块21的安装，在一种具体实施例中凹槽至少一端部延伸并贯穿安装主体1的相应侧壁，并在该侧壁上形成第一开口12c，安装时，限位块21自第一开口12c插入凹槽内部。随着限位块21自第一开口12c滑入凹槽内部，限位块21距离转子的距离可以逐渐变大或者变小。

上述实施例中，限位块21可以通过定位部件定位于凹槽内部。定位部件可以为可拆卸部件，也可以为滑道或者滑轨12b结构，也可以为其他结构，下位给出了定位部件包括滑道或者滑轨12b结构的具体实施方式。

上述各实施例中，凹槽的侧壁设置有滑轨12b，滑轨12b的延伸方向平行于楔形面12a，限位块21相应侧面设置有与滑轨12b配合滑动的滑道，限位块21通过滑道支撑于滑轨12b上。也就是说，沿径向限位块21可以通过滑轨12b和滑道的配合定位，无需使用其他辅助部件固定，大大增加了气隙保护装置的使用灵活性。

滑轨12b的设置方式有多种形式，本文不做一一列举，在本发明记载内容的基础上，本领域内技术人员完全能够理解本文上述技术方案，且不存在实施障碍。只要能够实现限位块21的运动导向和稳定支撑即可。

为了实现限位块21沿楔形面12a延伸方向调节的便利性，本发明还进一步进行了如下设置。

一种具体实施例中，安装主体1还进一步设有螺纹通孔，螺纹通孔内部安装有第一调节螺栓5，第一调节螺栓5的内端部自凹槽的另一端部伸至凹槽内部，以限定限位块21安装位置。也就是说，在第一调节螺栓5的限定下，限位块21不能继续沿楔形面12a滑动，进而限定了限位块21的位置。旋转第一调节螺栓5伸至凹槽内部的长度，可以调节限位块21相对楔形面12a的位置，进而调节限位块21的径向高度。

为了避免限位块21自凹槽中脱出，本文还进行以下设置。

上述各实施例中，安装主体1上还设有挡板61，挡板61通过扭簧64可转动安装于安装主体1，在扭簧64弹性回复力作用下，挡板61可自动复位至常态，常态下，挡板61封堵第一开口12c。常态下，扭簧64可以处于非受力状态，即扭簧64不受扭转力。

具体地，挡板61可以通过螺栓62安装于安装主体1，即安装主体1设置有螺栓孔，挡板61上设置有与螺栓孔同轴的通孔，螺栓62的螺纹部穿过挡板61上的通孔连接固定于螺栓孔内部，螺栓62的头部尺寸大于挡板61上的通孔，以防挡板61脱出。扭簧64套装于螺栓62的杆部，扭簧64的一端安装于挡板61上，另一端固定安装于安装主体1。当挡板61相对螺栓62转动时，带动扭簧64的一端相对扭簧64本体打开，这样当撤销挡板61上的转动力时，在扭簧64回复力的作用下，挡板61被带回至常态下。

当需要安装限位块21或者取出限位块21时，可以将挡板61旋转至远离第一开口12c的位置，第一开口12c打开，从而实现限位块21的安装或者限位块21的顺利取出；当限位块21安装或取出完毕后，操作人员只需松开挡板61，挡板61即可在扭簧64的回复力下恢复至常态，即封堵第一开口12c的位置。

该结构简单、方便。

为了降低磨损螺栓62的外表面还可以设置套筒65。当然还可以设置垫圈66及垫片等部件。

进一步地，挡板61上还可以螺纹连接有第二调节螺栓63，第二调节螺栓63的内端部自第一开口12c伸至凹槽内部，与第一调节螺栓5配合限制限位块21的位置。

也就是说，第一调节螺栓5和第二调节螺栓63分别位于楔形面12a的两端，调节第一调节螺栓5和第二调节螺栓63的长度，使二者分别抵靠限位块21的两端，实现限位块21位置的锁定，进一步保障限位块21在使用过程中的可靠性。

如上所述，当限位块21与转子接触时，二者之间必然会产生接触摩擦，为了尽量减少对转子的摩擦损耗，限位组件还包括可拆卸安装于限位块21下端面的铜块22，限位块21通过铜块22与转子抵靠滑动。

铜块22的硬度相对转子要低，可以降低对转子的摩擦损耗，并且当铜块22磨损过大时，可以将铜块22直接从限位块21上拆卸更换即可，降低使用成本。

通常，楔形面12a可以实现限位块21与转子之间距离的较小幅度的调整，为了提高气隙保护装置的应用范围，本文还进行了如下设置。

上述各实施例中，铜块22与限位块21之间还可以设置垫片7，限位块21的底面设置有螺纹孔，铜块22、垫片7通过螺栓23固定于限位块21，限位块21的底面设置有螺纹孔，螺栓23的螺纹部穿过铜块22、垫片7设置的同轴通孔连接于螺纹孔内部。

并且优选，螺栓23的头部完全沉入铜块22内部，以避免螺栓23影响铜块22的正常限位工作。

上述各实施例中的安装主体1可以包括立板11，立板11的下端部固定有可拆卸的块状连接体12，块状连接体12上设置有上述具有楔形面12a的凹槽，块状连接体12通过螺栓或者螺钉固定连接立板11。为了增加使用强度，立板11的板面上还可以设置加强筋13。

如图1至图5所示，为了进一步降低气隙保护装置的重量，立板11和加强筋13上均可以开设减重孔，如图5加强筋13上开设有减重孔13a。

本发明所提供的风力发电机组转子盘车系统，因具有上述气隙保护装置，故也具有气隙保护装置的上述技术效果，在此不做赘述。风力发电机组转子盘车系统的其他资料，请参考现有技术。

以上对本发明所提供的一种风力发电机组转子盘车系统及其气隙保护装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。