一种风力发电机组的制作方法

本实用新型属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组。

背景技术：

随着风力发电技术的不断成熟和发电成本的不断降低，风力发电已成为人类消耗电能中最主要的来源之一。风力发电主要依靠风力发电机组在风的作用下工作产生电能。风力发电是目前比较经济和容易实现大规模商业化的可再生能源，又属于绿色清洁能源。利用风力发电即可使丰富的风能自然资源造福于人类，又可减少对煤炭、石油等矿物燃料的消耗，能够缓解能源紧缺的压力，另外，还可以减少火力发电所带来的风尘、酸雨和温室效应等环境污染以及气候问题，有利于保护人类生存环境。

随着风能资源开发进程的不断推进和风力发电技术的不断发展，风力发电机组的功率不断增大，作为风力发电机组的核心部件——风力发电机，逐渐向大型永磁或电励磁直驱发电机技术方向发展。直驱风力发电机组由于省去了运动部件齿轮箱及其辅助装置，从而使得直驱风力发电机组相对于高速双馈异步发电机而言故障率更低。但是在相同功率下，直驱风发电机的重量和成本都更高。为了降低直驱风电机组的发电机的成本，进一步提高直驱风力发电机组的经济性能，通常会把发电机的气隙量作为其中一个关键因素去设计和考虑，气隙的大小直接影响发电机的总体成本和运行安全，在满足发电机各项性能要求和正常运行下，尽可能减少设计气隙值，可以大幅降低发电机成本。

定子包括定子支架和铁芯等，定子支架承载着铁芯和绕组等大质量部件。由于定子支架属于固定静止部件，通常可以将定子支架的刚度和强度设置很高。但是由于转子的转子支架在结构上属于悬臂梁结构，悬臂长度一般会在一米左右或超过一米，且是旋转运动部件，若要提高其强度和刚度一般需要增加磁轭厚度或增加支撑板厚度和支撑结构形式，但这些手段都会增加转子支架的重量，且转子刚度提高程度通常有限。

因此，针对以上不足，本实用新型急需提供一种风力发电机组。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种风力发电机组，以解决现有技术中风力发电机结构刚度低的问题。

本实用新型提供了下述方案：

一种风力发电机组，包括底座、风力发电机和叶轮，所述风力发电机的定轴与所述底座连接，所述风力发电机的动轴与所述叶轮连接，其中所述风力发电机包括定子、转子、定轴、动轴和转子支撑组件，所述动轴相对所述定轴可转动地与所述定轴连接，所述定子固定设置在所述定轴上，所述转子对应设置在所述定子外侧，且所述转子的一侧与所述动轴连接；所述转子支撑组件包括支撑杆、支撑轮和支撑卡接件，其中所述支撑卡接件固定设置在所述动轴上，所述支撑轮活动卡装在所述支撑卡接件中并与沿所述转子径向方向设置的所述支撑杆的一端连接，所述支撑杆的另一端连接在所述转子的另一侧。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，所述支撑轮包括两个自由轮和连接杠，两个所述自由轮分别活动连接在所述连接杠的两端；其中所述支撑杆与所述连接杠对应连接，两个所述自由轮与所述支撑卡接件对应连接。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，所述支撑卡接件包括第一卡接件和第二卡接件，所述第一卡接件和第二卡接件左右对称设置，且均包括环形卡固件和C型槽，所述C型槽设置在所述环形卡固件的外侧，其中两个所述环形卡固件与所述定轴固定连接，两个所述C型槽相向设置，用于对应卡装所述支撑轮。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，所述支撑杆选用可调节长度的伸缩杆，用于调节所述支撑杆的长度。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，所述转子支撑组件为多个，且多个所述转子支撑组件沿所述转子的周向均匀间隔设置。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，还包括多组加强组件，所述加强组件设置在相邻两个所述支撑杆之间，所述加强组件包括一对加强杆，一对所述加强杆的一端固定连接在所述转子上，一对所述加强杆的另一端分别固定连接在相邻的两个所述支撑杆上。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，所述转子支撑组件为多个，且多个所述转子支撑组件沿所述转子的轴向间隔设置。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，所述自由轮为圆球轮或圆饼轮。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，所述第一卡接件和所述第二卡接件均为至少两个结构相同的分体拼接而成，用于方便与所述定轴安装。

如上所述的一种风力发电机组，进一步优选为，周向布置在所述转子支撑组件的数量为4个。

本实用新型提供了一种风力发电机组，包括底座、风力发电机和叶轮，所述风力发电机的定轴与所述底座连接，所述风力发电机的动轴与所述叶轮连接，其中所述风力发电机包括定子、转子、定轴、动轴和转子支撑组件，所述动轴相对所述定轴可转动地与所述定轴连接，所述定子固定设置在所述定轴上，所述转子对应设置在所述定子外侧，且所述转子的一侧与所述动轴连接；所述转子支撑组件包括支撑杆、支撑轮和支撑卡接件，其中所述支撑卡接件固定设置在所述动轴上，所述支撑轮活动卡装在所述支撑卡接件中并与沿所述转子径向方向设置的所述支撑杆的一端连接，所述支撑杆的另一端连接在所述转子的另一侧。通过在风力发电机转子的一侧设置转子支撑组件对转子提供拉力及支撑力，可以在不显著增加重量的情况下，提高转子的刚度，进而控制风力发电机的气隙变化，提高风力发电机的性能，同时不干扰转子相对定子的转动。

附图说明

图1为本实用新型中风力发电机组的剖视图；

图2为图1中A处的局部放大图。

附图标记说明：

1-定子，2-定轴，3-转子，4-动轴，5-叶轮，6-转子支撑组件，7-支撑杆，8-自由轮，9-连接杠，10-C型槽，11-环形卡固件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-2所示，本实施例公开的一种风力发电机组为直驱式风力发电机组。风力发电机组包括塔筒、设置在塔筒上的机舱和底座、连接在底座上的风力发电机和与风力发电机连接的叶轮5等；其中风力发电机包括定子1、转子3、定轴2、动轴4和转子支撑组件6，动轴4相对定轴2可转动地与定轴2连接，定子1固定设置在定轴2上，转子3对应设置在定子1外侧，且转子3的一侧与动轴4连接；转子支撑组件6包括支撑杆7、支撑轮和支撑卡接件，其中支撑卡接件固定设置在动轴4上，支撑轮活动卡装在支撑卡接件中并与沿转子3径向方向设置的支撑杆7的一端连接，支撑杆7的另一端连接在转子3的另一侧。叶轮5与动轴4连接，并带动动轴4和转子3转动，实现发电。

转子3包括磁轭、固定连接在磁轭内侧的磁极、连接磁轭与动轴4的连接腹板和连接用法兰。其中连接腹板和连接用法兰所在的一侧成为转子3连接法兰侧；与该转子3连接法兰侧相对的一侧称为转子3非连接法兰侧。

如图1-2所示，在本实施例中，风力发电机通过设置用于对转子3进行支撑包括支撑杆7、支撑轮和支撑卡接件的转子支撑组件6的设置，将现有转子3的悬臂梁结构转换成简支梁结构，实现转子3与定轴2之间的力传递，使转子支撑组件6对转子3的悬臂端(即远离叶轮5的一端)实现固定与支撑，进而在转子3受径向载荷时将其传递至定轴2上，通过支撑杆7、支撑轮和支撑卡接件，为转子3的悬臂端提供支撑力或拉力，从而减小转子3的形变，以提高转子3的刚度，进而减小工作过程中的风力发电机的气隙变化，使风力发电机的气隙均匀性更好。

如图1-2所示，进一步的，在本实施例所公开的一种风力发电机组中，支撑轮包括两个自由轮8和连接杠9，两个自由轮8分别活动连接在连接杠9的两端；其中支撑杆7与连接杠9对应连接，两个自由轮8与支撑卡接件对应连接；支撑卡接件包括第一卡接件和第二卡接件，第一卡接件和第二卡接件左右对称设置，且均包括环形卡固件11和C型槽10，C型槽10设置在环形卡固件11的外侧，其中两个环形卡固件11与定轴2固定连接，两个C型槽10相向设置，用于卡装支撑轮。进一步的，自由轮8为圆球轮或圆饼轮；第一卡接件和第二卡接件均为至少两个结构相同的分体拼接而成，用于方便与定轴2安装。上述结构进一步限定了转子支撑组件6中支撑轮和支撑卡接件的结构，并通过各项设置实现转子支撑组件6的功能，同时简化风力发电机的安装难度。

如图1-2所示，进一步的，在本实施例所公开的一种风力发电机组中，支撑杆7选用可调节长度的伸缩杆，用于活动调节支撑杆7的长度。可调节长度的伸缩杆的设置一方面可方便转子支撑组件6的安装，另一方面，可适用于各种尺寸的风力发电机中。

如图1-2所示，进一步的，在本实施例所公开的一种风力发电机组中，转子支撑组件6为多个，且多个转子支撑组件6沿转子3的周向均匀间隔设置；进一步优选为，转子支撑组件6为多个，且多个转子支撑组件6沿转子3的轴向间隔设置。上述结构从轴向和周向两个方向上增加转子支撑组件6的数量，进一步加强其结构稳定性，保证其力的传递，加强了本实施例中风力发电机的使用寿命。

如图1-2所示，进一步的，在本实施例所公开的一种风力发电机组中，还包括多组加强组件，加强组件设置在相邻两个支撑杆7之间，加强组件包括一对加强杆12，一对加强杆12的一端通过连接件13固定连接在转子3上，一对加强杆12的另一端分别通过连接法兰14固定连接在相邻的两个支撑杆7上。通过设置加强组件可以使转子3非连接法兰14侧受力均匀，同时能够增加转子支撑组件6的整体刚度和稳定性，稳定气隙尺寸。

与现有技术相比，本实用新型所公开的一种风力发电机组具有以下有益效果:

本实用新型通过采用直驱式风力发电机组，通过增加转子支撑组件6，大大增加了转子3的整体刚度和结构固有频率，减少发电机运行时的气隙变化，并稳定气隙尺寸，减少发电机重量和成本，而且其安装和后续维护简单方便，节省维护时间和成本，提高发电机运行的安全性，进而提高整机的可利用率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。