风力发电机组的制作方法

1.本实用新型涉及风电领域，特别涉及一种风力发电机组。


背景技术：

2.近年来，风力发电技术发展迅速，出现了各种形式的风力发电机组。虽然形式各异，但是有效的发电单元一般为一个，即只有一个增速齿轮箱匹配一个发电机，当增速齿轮箱和发电机其中一个出现故障，整个风力发电机组就需要停机，经济性不够高，容错性能低；另外，随着风力发电机组大型化，轴系较长，结构复杂，整个风力发电机组越来越笨重，尤其风轮的体积和重量都大大增加，轴承和机座承受较大的载荷，对轴承和机座的强度有了更高的要求，导致成本居高不下。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种风力发电机组。
4.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种风力发电机组，其包括：
5.风轮，所述风轮具有轮毂；
6.齿圈，所述齿圈与所述轮毂传动连接；
7.轴承，所述轴承具有内圈和外圈；
8.发电机组件；
9.所述发电机组件至少两个，至少两个所述发电机组件独立设置，至少两个所述发电机组件均与所述齿圈传动连接，所述轮毂固定在所述内圈上。
10.在本方案中，通过设置多个独立的发电机组件与齿圈传动连接，在保证发电功率的前提下，原来的单个大型发电机组件可以由多个小型化发电机组件代替，风轮的扭矩由多个发电机组件同时分担，发电机组件相应的功率和体积都可以减小，实现模块化组装，同时，相应的变流器等控制单元也可以采用多个小型化的布置；发电机组件的数量可以根据不同地区的风场的风资源进行匹配，即风能和风力发电机组实现优化匹配；当其中一个发电机组件出现故障，只需将该发电机组件断开，其余发电机组件可以正常运行，大大提高了整个风力发电机组的容错运行能力，而且在维修时，不需要大型起重设备，利用风力发电机组上自带的吊装设备即可实现相关零部件的吊装，实现了运维的便捷性和经济性；由于轮毂固定在轴承的内圈上，传动轴系的体积和重量可以相应减小，从而降低轴承和机座承受的载荷，减小对轴承和机座的强度的要求，降低风力发电机组的成本，而且相比于单个大型的发电机组件，多个小型化的发电机组件可以更靠近轮毂，结构更紧凑。
11.较佳地，所述发电机组件包括增速齿轮箱和发电机，所述增速齿轮箱的输入端和输出端分别与所述齿圈和所述发电机传动连接。
12.在本方案中，若发电机的输入轴直接与齿圈啮合传动连接，则传动比低，发电机转
速低，传递相同扭矩时，发电机体积更大，通过增设增速齿轮箱，实现齿圈低转速到发电机输入轴的高转速，提高传动比，更好地传递扭矩，从而可以更好地实现发电机小型化设计。
13.较佳地，所述风力发电机组还包括机座，所述外圈固定在所述机座上，所述发电机组件设置在所述机座的外侧。
14.在本方案中，该结构设置，增速齿轮箱不占用机座内部的空间，机座内可以用来安装变流器、控制柜等设备，有效利用了空间，结构更紧凑，可以缩短整个风力发电机组轴向的长度。
15.较佳地，所述风力发电机组还包括机座、第一锁止部和第二锁止部，所述第一锁止部固定在所述内圈上，所述第二锁止部固定在所述机座上，所述第一锁止部和所述第二锁止部上开设有第一限位孔和第二限位孔，所述第一限位孔和所述第二限位孔用于供工具插入对所述内圈限位。
16.在本方案中，该机构设置，第一锁止部和第二锁止部通过锁定内圈，便于风力发电机组维护时锁定风轮来限制风轮转动，而且还加强了内圈的刚度和机座与外圈连接处的刚度，通过工具插入第一限位孔和第二限位孔实现内圈的限位，结构简单，操作更方便。
17.较佳地，所述齿圈和所述第一锁止部分别固定在所述内圈的两个端面上。
18.在本方案中，该结构设置，进一步增强了内圈的刚度，减小滚道变形，提高轴承的整体刚性。
19.较佳地，所述第一锁止部包括锁紧盘，所述第二锁止部包括锁定销座，所述工具为锁定销。
20.在本方案中，采用销连接进行锁定的形式，锁定销有可靠的自锁性能，定位精度高，在第一限位孔和第二限位孔中经过多次装拆不会影响定位精度和连接的可靠性。
21.较佳地，所述风力发电机组还包括加强环和机座，所述加强环和所述机座分别固定在所述外圈的两个端面上。
22.在本方案中，该结构设置，进一步增强了外圈的刚度，减小滚道变形，提高轴承的整体刚性。
23.较佳地，所述齿圈固定在所述轮毂和所述内圈之间。
24.在本方案中，该结构设置，风轮的动力可以直接通过齿圈传递至风力发电机组，当齿圈出现断齿等损坏时，不需要对轴承进行更换，由于轴承的成本远高于齿圈，使得维修成本更低。
25.较佳地，至少两个所述发电机组件沿所述风轮的周向分布。
26.在本方案中，该机构设置，发电机组在风轮和齿圈上的作用力更均匀，整个风力发电机组更稳定。
27.较佳地，所述轴承为双列圆锥滚子轴承、三排柱滚子轴承或者滑动轴承。
28.在本方案中，双列圆锥滚子轴承不仅可以承受较大的径向载荷，也可承受一定的轴向载荷，轴承游隙相对较小，承载均匀，稳定性更好。
29.本实用新型的积极进步效果在于：通过设置多个独立的发电机组件与齿圈传动连接，在保证发电功率的前提下，原来的单个大型发电机组件可以由多个小型化发电机组件代替，风轮的扭矩由多个发电机组件同时分担，发电机组件相应的功率和体积都可以减小，实现模块化组装，同时，相应的变流器等控制单元也可以采用多个小型化的布置；发电机组
件的数量可以根据不同地区的风场的风资源进行匹配，即风能和风力发电机组实现优化匹配；当其中一个发电机组件出现故障，只需将该发电机组件断开，其余发电机组件可以正常运行，大大提高了整个风力发电机组的容错运行能力，而且在维修时，不需要大型起重设备，利用风力发电机组上自带的吊装设备即可实现相关零部件的吊装，实现了运维的便捷性和经济性；由于轮毂固定在轴承的内圈上，传动轴系的体积和重量可以相应减小，从而降低轴承和机座承受的载荷，减小对轴承和机座的强度的要求，降低风力发电机组的成本，而且发电机组件可以更靠近风轮的轮毂，结构更紧凑；实现了发电机组件的模块化、小型化设计；实现了风力发电机组的容错运行能力；方便了发电机组件的运行维护，特别是降低了更换发电机组件的成本；简化了风力发电机组的传动系统结构，有效的降低了整个风力发电机组的成本。
附图说明
30.图1为本实用新型较佳实施例的风力发电机组的结构示意图。
31.图2为本实用新型较佳实施例的风力发电机组的内部结构示意图。
32.图3为图2中a处的放大图。
33.附图标记说明
34.发电机组件1
35.发电机11
36.增速齿轮箱12
37.加强环13
38.风轮2
39.轮毂21
40.叶片22
41.齿圈3
42.轴承4
43.内圈41
44.外圈42
45.机座5
46.第一锁止部61
47.第二锁止部62
48.机舱罩7
49.塔架8
具体实施方式
50.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
51.如图1-图3所示，本实施例公开了一种风力发电机组，其包括：风轮2，风轮2具有轮毂21；齿圈3，齿圈3与轮毂21传动连接；轴承4，轴承4具有内圈41和外圈42；发电机组件1，其中，发电机组件1至少两个，至少两个发电机组件1独立设置，至少两个发电机组件1均与齿圈3传动连接，轮毂21固定在内圈41上。
52.在本实施例中，通过设置多个独立的发电机组件1与齿圈3传动连接，在保证发电功率的前提下，原来的单个大型发电机组件1可以由多个小型化发电机组件1代替，风轮2的扭矩由多个发电机组件1同时分担，发电机组件1相应的功率和体积都可以减小，实现模块化组装，同时，相应的变流器等控制单元也可以采用多个小型化的布置；发电机组件1的数量可以根据不同地区的风场的风资源进行匹配，即风能和风力发电机组实现优化匹配；当其中一个发电机组件1出现故障，只需将该发电机组件1断开，其余发电机组件1可以正常运行，大大提高了整个风力发电机组的容错运行能力，而且在维修时，不需要大型起重设备，利用风力发电机组上自带的吊装设备即可实现相关零部件的吊装，实现了运维的便捷性和经济性；由于轮毂21固定在轴承4的内圈41上，传动轴系的体积和重量可以相应减小，从而降低轴承4和机座5承受的载荷，减小对轴承4和机座5的强度的要求，降低风力发电机组的成本，而且发电机组件1可以更靠近风轮2的轮毂21，结构更紧凑。
53.具体地，本实施例中的轴承4为双列圆锥滚子轴承。双列圆锥滚子轴承不仅可以承受较大的径向载荷，也可承受一定的轴向载荷，轴承游隙相对较小，承载均匀，稳定性更好。当然，在其他可替代的实施例中，也可以选择其他轴承，例如选择三排柱滚子轴承、滑动轴承等。
54.如图3所示，发电机组件1包括增速齿轮箱12和发电机11，增速齿轮箱12的输入端和输出端分别与齿圈3和发电机11传动连接。当然，在其他可替代的实施例中，发电机11的输入轴也可以直接与齿圈3啮合传动连接，若发电机11的输入轴直接与齿圈3啮合传动连接，则传动比低，发电机11转速低，传递相同扭矩时，发电机11体积更大，通过增设增速齿轮箱12，实现齿圈3低转速到发电机11输入轴的高转速，提高传动比，更好地传递扭矩，从而可以更好地实现发电机11小型化设计。
55.如图3所示，风力发电机组还包括机座5，外圈42固定在机座5上，发电机组件1设置在机座5的外侧。增速齿轮箱12不占用机座5内部的空间，机座5内可以用来安装变流器、控制柜等设备，有效利用了空间，结构更紧凑，可以缩短整个风力发电机组轴向的长度。当然，在其他可替代的实施例中，发电机组件1也可以设置在机座5内部。
56.如图2和图3所示，机座5外周为机舱罩7，机座5固定在塔架8上，各发电机组件1独立设置意味着发电机组件1仅通过齿圈3和机座5连接，发电机组件1之间互相不直接连接，从而避免相互影响，保证各发电机组件1的独立性。
57.如图3所示，风力发电机组还包括机座5、第一锁止部61和第二锁止部62，第一锁止部61固定在内圈41上，第二锁止部62固定在机座5上，第一锁止部61和第二锁止部62上开设有第一限位孔和第二限位孔，第一限位孔和第二限位孔用于供工具插入对内圈41限位。第一锁止部61和第二锁止部62通过锁定内圈41，便于风力发电机组维护时锁定风轮2来限制风轮2转动，而且还加强了内圈41的刚度和机座5与外圈42连接处的刚度，通过工具插入第一限位孔和第二限位孔实现内圈41的限位，结构简单，操作更方便。
58.具体地，第一锁止部61为锁紧盘，第二锁止部62为锁定销座，工具为锁定销(图中未示出)，锁紧盘通过螺栓连接在内圈41，锁定销座通过螺栓与机座5连接，将安装在锁定销座上的锁定销插入锁紧盘即可锁定风轮2，来自风轮2的载荷、推力和弯矩通过双列圆锥滚子轴承4的圆锥滚子传递给机座5。
59.如图3所示，齿圈3和第一锁止部61分别固定在内圈41的两个端面上。齿圈3和第一
锁止部61进一步增强了内圈41的刚度，减小滚道变形，提高轴承4的整体刚性。
60.如图3所示，风力发电机组还包括加强环13，加强环13和机座5分别固定在外圈42的两个端面上。具体地，螺栓分别通过加强环13和外圈42上开设的螺栓孔将加强环13和外圈42固定在塔架8上，加强环13和机座5配合进一步增强了外圈42的刚度，减小滚道变形，提高轴承4的整体刚性。
61.如图3所示，齿圈3固定在轮毂21和内圈41之间。风轮2的动力可以直接通过齿圈3传递至风力发电机组，当齿圈3出现断齿等损坏时，不需要对轴承4进行更换，由于轴承4的成本远高于齿圈3，使得维修成本更低。当然，在其他可替代的实施例中，轮毂21和齿圈3均可以直接固定在内圈41上。
62.如图2所示，发电机组件1沿风轮2的周向分布。发电机组件1在风轮2和齿圈3上的作用力更均匀，整个风力发电机组更稳定。
63.具体地，在本实施例中，风轮2、齿圈3和内圈41通过螺栓连接，机座5、外圈42和加强环13采用螺栓连接，锁紧盘61和锁定销座62通过螺栓分别连接在内圈41和机座5上，其中，风轮2和机座5通过双列圆锥滚子轴承4的连接分为旋转和固定两个部分，即风轮2和内圈41连接并同步转动，外圈42通过螺栓固定在机座5上，来自风轮2的转矩通过齿圈3和增速齿轮箱12之间的齿轮啮合传递至发电机11，实现风能、机械能到电能的转化。
64.该风力发电机组的安装步骤如下：将锁定销座62安装在机座5上；将齿圈3和锁紧盘61固定至双列圆锥滚子轴承4的内圈41上；将带有齿圈3、锁紧盘的双列圆锥滚子轴承4安装至机座5；将发电机组件1安装至机座5；将风轮2通过螺栓与双列圆锥滚子轴承4的内圈41连接。
65.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。