風(fēng)力發(fā)電機及風(fēng)力發(fā)電機組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機及風(fēng)力發(fā)電機組。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)能資源開發(fā)進程的不斷推進和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機組的功率不斷增大，作為風(fēng)力發(fā)電機組的核心部件一一風(fēng)力發(fā)電機，逐漸向大型永磁或電勵磁直驅(qū)發(fā)電機技術(shù)方向發(fā)展。直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組由于省去了運動部件齒輪箱及其輔助裝置，從而使得直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組相對于高速雙饋異步發(fā)電機而言故障率更低。但是在相同功率下，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機的重量和成本都更高。為了降低直驅(qū)風(fēng)電機組的發(fā)電機的成本，進一步提高直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機組的經(jīng)濟性能，通常會把發(fā)電機的氣隙量作為其中一個關(guān)鍵因素去設(shè)計和考慮，氣隙的大小直接影響發(fā)電機的總體成本和運行安全，在滿足發(fā)電機各項性能要求和正常運行下，盡可能減少設(shè)計氣隙值，可以大幅降低發(fā)電機成本。
[0003]為了控制和穩(wěn)定發(fā)電機的氣隙，通常的做法是提高電機定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)件的剛度，減少其受力變形;增加傳動軸剛度，減少傳動軸變形，尤其是角變形，從而減少因傳動軸變形而導(dǎo)致的發(fā)電機氣隙變化。
[0004]定子包括定子支架和鐵芯等，定子支架承載著鐵芯和繞組等大質(zhì)量部件。由于定子支架屬于固定靜止部件，通?？梢詫⒍ㄗ又Ъ茉O(shè)計的剛度和強度很高。但是由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子支架在結(jié)構(gòu)上屬于懸臂梁結(jié)構(gòu)，懸臂長度一般會在一米左右或超過一米，且是旋轉(zhuǎn)運動部件，若要提高其強度和剛度一般需要增加磁軛厚度或增加支撐板厚度和支撐結(jié)構(gòu)形式，但這些手段都會增加轉(zhuǎn)子支架的重量，且轉(zhuǎn)子剛度提高程度通常有限?，F(xiàn)有技術(shù)中尚未有能夠很好地提高轉(zhuǎn)子剛度的方法和裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的實施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機及風(fēng)力發(fā)電機組，以解決風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)剛度低的問題。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的實施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機，其包括定子、轉(zhuǎn)子、定軸和動軸，定子與定軸固定連接，轉(zhuǎn)子與動軸連接，風(fēng)力發(fā)電機還包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)離葉輪的一側(cè)的轉(zhuǎn)子支撐組件，轉(zhuǎn)子支撐組件包括:支撐桿，支撐桿的第一端與轉(zhuǎn)子連接，且支撐桿沿轉(zhuǎn)子的徑向延伸;支撐輪，支撐輪可轉(zhuǎn)動地連接在支撐桿的第二端，并與定軸接觸。
[0007]進一步地，轉(zhuǎn)子支撐組件還包括位置調(diào)節(jié)件，位置調(diào)節(jié)件連接在支撐桿上，支撐輪可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在位置調(diào)節(jié)件上。
[0008]進一步地，位置調(diào)節(jié)件在支撐桿上的連接位置可調(diào)節(jié)。
[0009]進一步地，支撐桿上設(shè)置有多個定位孔，多個定位孔沿支撐桿的長度方向依次間隔設(shè)置，位置調(diào)節(jié)件上設(shè)置有安裝孔，轉(zhuǎn)子支撐組件還包括第一連接件，第一連接件穿過安裝孔和其中一個定位孔并將位置調(diào)節(jié)件連接在支撐桿上。
[0010]進一步地，定軸上設(shè)置有限位導(dǎo)向凸起，支撐輪的外周設(shè)置有回轉(zhuǎn)凹槽，限位導(dǎo)向凸起伸入回轉(zhuǎn)凹槽內(nèi)。
[0011]進一步地，轉(zhuǎn)子支撐組件為多個，且沿轉(zhuǎn)子的周向均勻間隔設(shè)置。
[0012]進一步地，風(fēng)力發(fā)電機還包括加強組件，加強組件設(shè)置在相鄰兩個支撐桿之間，加強組件包括:第一加強桿，第一加強桿的第一端通過連接法蘭固定連接在其中一個支撐桿上，第一加強桿的第二端通過第二連接件固定連接在轉(zhuǎn)子上;第二加強桿，第二加強桿的第一端通過連接法蘭固定連接在另一個支撐桿上，第二加強桿的第二端通過第二連接件固定連接在轉(zhuǎn)子上。
[0013]進一步地，定軸包括定軸主體和套設(shè)在定軸主體外的滾道，滾道與定軸主體同心設(shè)置，滾道與定軸主體之間連接有滾道支撐，支撐輪與定軸的滾道接觸。
[0014]進一步地，沿轉(zhuǎn)子的軸向間隔設(shè)置有多個轉(zhuǎn)子支撐組件。
[0015]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機組，其包括底座、風(fēng)力發(fā)電機和葉輪，風(fēng)力發(fā)電機為上述的風(fēng)力發(fā)電機，風(fēng)力發(fā)電機的定軸與底座連接，風(fēng)力發(fā)電機的動軸與葉輪連接。
[0016]本實用新型的實施例的風(fēng)力發(fā)電機通過設(shè)置在轉(zhuǎn)子的一側(cè)的轉(zhuǎn)子支撐組件對轉(zhuǎn)子形成支撐，可以在不顯著增加重量的情況下，提高轉(zhuǎn)子的剛度，進而控制風(fēng)力發(fā)電機的氣隙變化，提高風(fēng)力發(fā)電機的性能。支撐輪可以保證在對轉(zhuǎn)子形成支撐的前提下不干擾轉(zhuǎn)子相對定子的轉(zhuǎn)動。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的第一實施例的風(fēng)力發(fā)電機組的剖視圖；
[0018]圖2為圖1中B處的局部放大圖；
[0019]圖3為圖1中A-A向的示意圖；
[0020]圖4為圖3中C處的局部放大圖；
[0021]圖5為本實用新型的第一實施例的帶有加強件的風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實用新型的第二實施例的風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為圖6中D處的局部放大圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]10、定子;20、定軸;21、定軸主體;211、限位導(dǎo)向凸起;22、滾道;23、滾道支撐;30、轉(zhuǎn)子;33、連接腹板;40、動軸;50、葉輪;60、轉(zhuǎn)子支撐組件;61、支撐桿;611、定位孔;62、支撐輪;621、回轉(zhuǎn)凹槽;63、位置調(diào)節(jié)件;711、第一加強桿;712、第二加強桿;72、第二連接件;73、
連接法蘭。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電機及風(fēng)力發(fā)電機組進行詳細(xì)描述。
[0027]如圖1所示，在本實用新型中，風(fēng)力發(fā)電機組為直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機組。風(fēng)力發(fā)電機組包括塔筒、設(shè)置在塔筒上的機艙和底座、連接在底座上的風(fēng)力發(fā)電機和與風(fēng)力發(fā)電機連接的葉輪50等。其中，風(fēng)力發(fā)電機包括定子10、轉(zhuǎn)子30、定軸20和動軸40等。定軸20與底座固定連接，定子10固定連接在定軸20上。動軸40通過主軸承相對定軸20可轉(zhuǎn)動地與定軸20連接，轉(zhuǎn)子30連接在動軸40上。葉輪50與動軸40連接，并帶動動軸40和轉(zhuǎn)子30轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)發(fā)電。
[0028]轉(zhuǎn)子30包括磁軛、固定連接在磁軛內(nèi)側(cè)的磁極、連接磁軛與動軸40的連接腹板33和連接用法蘭。其中，連接腹板33和連接用法蘭所在的一側(cè)稱為轉(zhuǎn)子連接法蘭側(cè);與該轉(zhuǎn)子連接法蘭側(cè)相對的一側(cè)稱為轉(zhuǎn)子非連接法蘭側(cè)。
[0029]實施例一
[0030]在本實施例中，風(fēng)力發(fā)電機還包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子30遠(yuǎn)離葉輪50的一側(cè)的轉(zhuǎn)子支撐組件60，其用于對轉(zhuǎn)子30進行支撐，將現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子的懸臂梁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成簡支梁結(jié)構(gòu)，以提高轉(zhuǎn)子30的剛度，進而減小工作過程中的風(fēng)力發(fā)電機的氣隙變化。轉(zhuǎn)子支撐組件60包括支撐桿61和支撐輪62。支撐桿61的第一端與轉(zhuǎn)子30連接，且支撐桿61沿轉(zhuǎn)子30的徑向延伸。支撐輪62可轉(zhuǎn)動地連接在支撐桿61的第二端，并與定軸20接觸。在轉(zhuǎn)子30與定軸20之間設(shè)置轉(zhuǎn)子支撐組件60可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子30與定軸20之間的力傳遞，使轉(zhuǎn)子支撐組件60對轉(zhuǎn)子30的懸臂端(即遠(yuǎn)離葉輪50的一端)實現(xiàn)支撐。當(dāng)轉(zhuǎn)子30受徑向載荷時，這一載荷可以通過轉(zhuǎn)子支撐組件60傳遞至定軸20上，從而減小轉(zhuǎn)子30的形變，提高轉(zhuǎn)子30的剛度，使風(fēng)力發(fā)電機的氣隙均勻性更好。
[0031]具體地，支撐桿61的第一端設(shè)置有法蘭結(jié)構(gòu)，支撐桿61通過該法蘭結(jié)構(gòu)固定連接在轉(zhuǎn)子30的磁軛上。具體連接方式可以為螺栓連接、鉚接或其他連接方式。支撐桿61的第二端用于安裝支撐輪62。支撐輪62可以直接安裝在支撐桿61上，也可以通過其他部件間接連接在支撐桿61上。
[0032]在本實施例中，支撐輪62通過位置調(diào)節(jié)件63連接在支撐桿61上。結(jié)合參見圖2所示，位置調(diào)節(jié)件63連接在支撐桿61的第二端上，支撐輪62通過位置調(diào)節(jié)件63上的轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在位置調(diào)節(jié)件63上。
[0033]結(jié)合參見圖3和圖4，優(yōu)選地，為了便于調(diào)節(jié)位置調(diào)節(jié)件63與支撐桿61的連接位置，在支撐桿61上設(shè)置有多個定位孔611，多個定位孔611沿支撐桿61的長度方向依次間隔設(shè)置。位置調(diào)節(jié)件63上設(shè)置有安裝孔，位置調(diào)節(jié)件63通過第一連接件與支撐桿61連接。具體地，第一連接件穿過安裝孔和其中一個定位孔611并將位置調(diào)節(jié)件63連接在支撐桿61上。
[0034]使用時，根據(jù)需要調(diào)節(jié)位置調(diào)節(jié)件63在支撐桿61上的連接位置，使位置調(diào)節(jié)件63上的安裝孔與支撐桿61上的至少一個定位孔611對齊，將第一連接件依次穿過安裝孔和與其對齊的定位孔611實現(xiàn)位置調(diào)節(jié)件63與支撐桿61的連接。第一連接件可以是連接銷或連接螺檢等。
[0035]由于位置調(diào)節(jié)件63和支撐桿61的配合采用了可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，因而可以使位置調(diào)節(jié)件63沿轉(zhuǎn)子的徑向向靠近或遠(yuǎn)離定軸20的方向移動，這樣可以滿足調(diào)節(jié)支撐輪62與定軸20的壓緊程度的需要。例如，隨著風(fēng)力發(fā)電機的運行，支撐輪62與定軸20存在相對運動，因而會不斷地磨損，使得支撐輪62與定軸20之間的壓緊力逐漸降低，直至基本失去轉(zhuǎn)子支撐作用，這時可以通過調(diào)節(jié)位置調(diào)節(jié)件63的連接位置，重新調(diào)節(jié)支撐輪62與定軸20的接觸程度，由此可以簡單方便地使其恢復(fù)初始接觸狀態(tài)，從而保證發(fā)電機的正常繼續(xù)運行。
[0036]優(yōu)選地，為了提高連接強度和可靠性，在支撐桿61上設(shè)置有至少兩列定位孔611，位置調(diào)節(jié)件63上對應(yīng)地設(shè)置有至少兩列安裝孔。
[0037]優(yōu)選地，由于在工作過程中轉(zhuǎn)子30會相對定軸20轉(zhuǎn)動，為保證支撐輪62能夠沿固定軌道運動，在定軸20上設(shè)置有限位導(dǎo)向凸起211，支撐輪62的外周設(shè)置有回轉(zhuǎn)凹槽621(參閱圖2)，限位導(dǎo)向凸起211伸入回轉(zhuǎn)凹槽621內(nèi)。通過限位導(dǎo)向凸起211和回轉(zhuǎn)凹槽621的配合實現(xiàn)對支撐輪62的轉(zhuǎn)動位置的限定，保證支撐輪62可以在限位導(dǎo)向凸起211上滾動運行，且不會脫離和偏離滾道，進而保證轉(zhuǎn)子30的安全穩(wěn)定運行。
[0038]當(dāng)然，在其他實施例中，