一种发电机轴系装置的制作方法

本实用新型涉及到风力发电机技术领域，尤其涉及一种发电机轴系装置。

背景技术：

随着风力发电机市场发展，低转速直驱风力发电机得到了快速发展，而且市场对大mw级低转速直驱风力发电机的需求越来越多，市面上先后推出了6mw、8mw甚至10mw级的低转速直驱风力发电机。但随着功率的提升，叶片加长，载荷也大幅提升，原传统的单轴承轴系结构已经不能满足结构设计要求，因此在大型风力发电机上开始使用双轴承轴系结构。

由于双轴承轴系结构的轴承跨距较大，轴的轴向尺寸非常长，在大载荷工况下，轴的变形会比较大，轴系的刚度对发电机气隙影响非常大，同时会影响到发电机的功率因数的提升。因此，设计一种刚性好，重量轻的轴系结构对发电机整体的性能提升和成本控制尤为重要。

公开号为cn102270900a，公开日为2011年12月07日的中国专利文献公开了一种兆瓦级低速永磁风力发电机，包括塔筒回转支撑、风轮轮毂、定子机壳、定子绕组、永磁磁极、后端盖、后轴承、前轴承、定主轴、转子轴和转子支架，所述转子轴通过所述前轴承与后轴承安装在所述定主轴上，所述定主轴固定在所述塔筒回转支撑上且与所述后端盖直接连接，所述后端盖和前端盖与所述定子机壳相连接，其特征在于，所述风轮轮毂与所述转子轴连接，所述永磁磁极通过所述转子支架固定在所述转子轴上，所述定子绕组安装在所述定子机壳上，所述永磁磁极的数目为70-80，所述定子绕组的数目为300-350组。

该专利文献公开的兆瓦级低速永磁风力发电机，省去变速箱及联轴器机构，大大降低了生产成本，但是不能有效抑制气隙变形，进而无法有效提高发电机和发电机组的整体性能。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种发电机轴系装置，本实用新型能够很好的抑制气隙变形，减小设计气隙，提高发电机的功率因数，进而提高发电机和发电机组的整体性能。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种发电机轴系装置，包括把合在主机架固定端上的定轴和把合在轮毂上的转轴，其特征在于：所述转轴位于定轴内部，所述定轴与转轴之间设置有用于支撑转轴旋转的上风向轴承和下风向轴承，所述上风向轴承位于轮毂一侧，下风向轴承位于主机架一侧，所述定轴和转轴的横截面均呈锥形，所述转轴的一端设置有大法兰盘，转轴的另一端设置有转轴加强法兰盘，所述大法兰盘位于上风向轴承一侧，所述转轴加强法兰盘位于下风向轴承一侧。

所述定轴上设置有定轴法兰盘和定轴加强法兰盘，定轴法兰盘位于定轴与主机架的把合处，定轴加强法兰盘位于下风向轴承一侧。

所述大法兰盘上设置有加强筋，加强筋数量至少为4根，加强筋沿大法兰盘的圆周均匀分布。

所述上风向轴承的外径大于下风向轴承的外径。

所述下风向轴承位于主机架的内部。

所述加强筋从轮毂与转轴的把合面处延伸至大法兰盘的外径处。

本实用新型的有益效果主要表现在以下方面：

1、本实用新型，“转轴位于定轴内部，定轴与转轴之间设置有用于支撑转轴旋转的上风向轴承和下风向轴承，上风向轴承位于轮毂一侧，下风向轴承位于主机架一侧，定轴和转轴的横截面均呈锥形，转轴的一端设置有大法兰盘，转轴的另一端设置有转轴加强法兰盘，大法兰盘位于上风向轴承一侧，转轴加强法兰盘位于下风向轴承一侧”，采用这种定轴和转轴的横截面均呈锥形的特定结构设计，能够避免应力集中，整体受力均匀，保障刚性，在大载荷工况下，能够减小轴的变形，进而能够很好的抑制气隙变形，减小设计气隙，提高发电机的功率因数，进而提高发电机和发电机组的整体性能。

2、本实用新型，定轴上设置有定轴法兰盘和定轴加强法兰盘，定轴法兰盘位于定轴与主机架的把合处，定轴加强法兰盘位于下风向轴承一侧，通过设置定轴加强法兰盘，能够提高下风向轴承与定轴接触位置的刚度，减小定轴的局部变形，利于提高整个轴系装置的可靠性。

3、本实用新型，大法兰盘上设置有加强筋，加强筋数量至少为4根，加强筋沿大法兰盘的圆周均匀分布，设置大法兰盘便于与发电机的转子机架连接，通过在大法兰盘的圆周上均匀分布多根加强筋，能够提高发电机转子部件的整体刚度，减小气隙变形。

4、本实用新型，上风向轴承的外径大于下风向轴承的外径，使上风向轴承比下风向轴承具有更强的承载能力，利于保障整个轴系装置的使用可靠性。

5、本实用新型，下风向轴承位于主机架的内部，利于降低发电机叶片载荷在偏航轴承上产生的作用力，保障整机的安全可靠性。

6、本实用新型，加强筋从轮毂与转轴的把合面处延伸至大法兰盘的外径处，能够提高大法兰盘的结构强度，进而能够大幅提高发电机转子部件的整体刚度，从而减小气隙变形。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的具体说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型与主机架和轮毂连接的结构示意图；

图中标记：1、主机架，2、定轴，3、轮毂，4、转轴，5、上风向轴承，6、下风向轴承，7、大法兰盘，8、转轴加强法兰盘，9、定轴法兰盘，10、定轴加强法兰盘，11、加强筋。

具体实施方式

实施例1

参见图1和图2，一种发电机轴系装置，包括把合在主机架1固定端上的定轴2和把合在轮毂3上的转轴4，所述转轴4位于定轴2内部，所述定轴2与转轴4之间设置有用于支撑转轴4旋转的上风向轴承5和下风向轴承6，所述上风向轴承5位于轮毂3一侧，下风向轴承6位于主机架1一侧，所述定轴2和转轴4的横截面均呈锥形，所述转轴4的一端设置有大法兰盘7，转轴4的另一端设置有转轴加强法兰盘8，所述大法兰盘7位于上风向轴承5一侧，所述转轴加强法兰盘8位于下风向轴承6一侧。

本实施例为最基本的实施方式，“转轴位于定轴内部，定轴与转轴之间设置有用于支撑转轴旋转的上风向轴承和下风向轴承，上风向轴承位于轮毂一侧，下风向轴承位于主机架一侧，定轴和转轴的横截面均呈锥形，转轴的一端设置有大法兰盘，转轴的另一端设置有转轴加强法兰盘，大法兰盘位于上风向轴承一侧，转轴加强法兰盘位于下风向轴承一侧”，采用这种定轴和转轴的横截面均呈锥形的特定结构设计，能够避免应力集中，整体受力均匀，保障刚性，在大载荷工况下，能够减小轴的变形，进而能够很好的抑制气隙变形，减小设计气隙，提高发电机的功率因数，进而提高发电机和发电机组的整体性能。

实施例2

参见图1和图2，一种发电机轴系装置，包括把合在主机架1固定端上的定轴2和把合在轮毂3上的转轴4，所述转轴4位于定轴2内部，所述定轴2与转轴4之间设置有用于支撑转轴4旋转的上风向轴承5和下风向轴承6，所述上风向轴承5位于轮毂3一侧，下风向轴承6位于主机架1一侧，所述定轴2和转轴4的横截面均呈锥形，所述转轴4的一端设置有大法兰盘7，转轴4的另一端设置有转轴加强法兰盘8，所述大法兰盘7位于上风向轴承5一侧，所述转轴加强法兰盘8位于下风向轴承6一侧。

所述定轴2上设置有定轴法兰盘9和定轴加强法兰盘10，定轴法兰盘9位于定轴2与主机架1的把合处，定轴加强法兰盘10位于下风向轴承6一侧。

本实施例为一较佳实施方式，定轴上设置有定轴法兰盘和定轴加强法兰盘，定轴法兰盘位于定轴与主机架的把合处，定轴加强法兰盘位于下风向轴承一侧，通过设置定轴加强法兰盘，能够提高下风向轴承与定轴接触位置的刚度，减小定轴的局部变形，利于提高整个轴系装置的可靠性。

实施例3

参见图1和图2，一种发电机轴系装置，包括把合在主机架1固定端上的定轴2和把合在轮毂3上的转轴4，所述转轴4位于定轴2内部，所述定轴2与转轴4之间设置有用于支撑转轴4旋转的上风向轴承5和下风向轴承6，所述上风向轴承5位于轮毂3一侧，下风向轴承6位于主机架1一侧，所述定轴2和转轴4的横截面均呈锥形，所述转轴4的一端设置有大法兰盘7，转轴4的另一端设置有转轴加强法兰盘8，所述大法兰盘7位于上风向轴承5一侧，所述转轴加强法兰盘8位于下风向轴承6一侧。

所述定轴2上设置有定轴法兰盘9和定轴加强法兰盘10，定轴法兰盘9位于定轴2与主机架1的把合处，定轴加强法兰盘10位于下风向轴承6一侧。

所述大法兰盘7上设置有加强筋11，加强筋11数量为16根，加强筋11沿大法兰盘7的圆周均匀分布。

本实施例为又一较佳实施方式，大法兰盘上设置有加强筋，加强筋数量为16根，加强筋沿大法兰盘的圆周均匀分布，设置大法兰盘便于与发电机的转子机架连接，通过在大法兰盘的圆周上均匀分布多根加强筋，能够提高发电机转子部件的整体刚度，减小气隙变形。

实施例4

参见图1和图2，一种发电机轴系装置，包括把合在主机架1固定端上的定轴2和把合在轮毂3上的转轴4，所述转轴4位于定轴2内部，所述定轴2与转轴4之间设置有用于支撑转轴4旋转的上风向轴承5和下风向轴承6，所述上风向轴承5位于轮毂3一侧，下风向轴承6位于主机架1一侧，所述定轴2和转轴4的横截面均呈锥形，所述转轴4的一端设置有大法兰盘7，转轴4的另一端设置有转轴加强法兰盘8，所述大法兰盘7位于上风向轴承5一侧，所述转轴加强法兰盘8位于下风向轴承6一侧。

所述定轴2上设置有定轴法兰盘9和定轴加强法兰盘10，定轴法兰盘9位于定轴2与主机架1的把合处，定轴加强法兰盘10位于下风向轴承6一侧。

所述大法兰盘7上设置有加强筋11，加强筋11数量为24根，加强筋11沿大法兰盘7的圆周均匀分布。

所述上风向轴承5的外径大于下风向轴承6的外径。

所述下风向轴承6位于主机架1的内部。

加强筋11从轮毂3与转轴4的把合面处延伸至大法兰盘7的外径处。

本实施例为最佳实施方式，“转轴位于定轴内部，定轴与转轴之间设置有用于支撑转轴旋转的上风向轴承和下风向轴承，上风向轴承位于轮毂一侧，下风向轴承位于主机架一侧，定轴和转轴的横截面均呈锥形，转轴的一端设置有大法兰盘，转轴的另一端设置有转轴加强法兰盘，大法兰盘位于上风向轴承一侧，转轴加强法兰盘位于下风向轴承一侧”，采用这种定轴和转轴的横截面均呈锥形的特定结构设计，能够避免应力集中，整体受力均匀，保障刚性，在大载荷工况下，能够减小轴的变形，进而能够很好的抑制气隙变形，减小设计气隙，提高发电机的功率因数，进而提高发电机和发电机组的整体性能。

上风向轴承的外径大于下风向轴承的外径，使上风向轴承比下风向轴承具有更强的承载能力，利于保障整个轴系装置的使用可靠性。

下风向轴承位于主机架的内部，利于降低发电机叶片载荷在偏航轴承上产生的作用力，保障整机的安全可靠性。

加强筋从轮毂与转轴的把合面处延伸至大法兰盘的外径处，能够提高大法兰盘的结构强度，进而能够大幅提高发电机转子部件的整体刚度，从而减小气隙变形。