[實用新型]具有小軸承結構的電機和風力發電機組

有效

• 申請號: 201721923109.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN207625383U
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 劉承前;何海濤;孫濤
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: H02K7/10
• 分類號: H02K7/10;H02K1/18;H02K1/30;H02K7/102;H02K1/20;H02K5/10;H02K9/04
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張敏;劉奕晴

本實用新型提供了一種具有小軸承結構的電機和風力發電機組。電機包括定子、轉子、定軸、轉軸及軸承組件，軸承組件包括前軸承和后軸承，轉軸套裝在定軸外側，轉軸的外周設置有轉軸法蘭，定軸的外周設置有定軸法蘭，轉軸法蘭和定軸法蘭具有使電機的固有頻率大于電機的激勵頻率的結構。風力發電機組包括上述具有小軸承結構的電機。本實用新型的具有小軸承結構的電機和風力發電機組具有成本低、剛度高、可靠性好、易于維護等優點。

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，特別是涉及具有小軸承結構的電機、具有該電機的風力發電機組。

背景技術

風力發電機是將風能轉換為電能并輸出的電力設備。現有的直驅風力發電機有兩種軸承結構：大軸承結構和小軸承結構。如圖1所示，具有小軸承結構的風力發電機包括定子、轉子、定軸1、轉軸2和軸承組件。轉軸2通過軸承組件套設在定軸1外且能夠相對定軸1轉動，軸承組件包括前軸承3和后軸承4，其中，前軸承3設置在轉軸的前端與定軸1的前端之間；后軸承4設置在轉軸2的后端與定軸1之間。定軸1的后端與外部的底座(未示出)連接。定子通過定子支架5安裝在定軸1上，定子支架5的一端與定軸1連接，另一端支撐鐵芯繞組6。轉子由轉子支架7支撐并通過轉子支架安裝在轉軸2上，轉子支架7一端與轉軸2連接，另一端與轉子磁軛19連接。

軸承成本對直徑非常敏感，同一功率風力發電機，大直徑單軸承成本可以達到小直徑雙軸承的數倍甚至十余倍。因而，相對于具有大軸承結構的發電機，具有小軸承結構的發電機具有成本低的優點，但是，發電機整體上屬于圓盤狀結構，在小軸承結構中，軸向剛度低，發電機存在結構共振風險。現有技術中通常通過增大軸承直徑來提高電機整體剛度，雖然能提高剛度，但是成本高。

另外，發電機需要具備過人、剎車、鎖定等功能，參照圖2，在定子支架5的中隔板上開設有通風孔14，為了避免空氣中的水分或雜質進入電機的內部，對鐵芯繞組6等部件造成腐蝕，還需要具備空氣過濾功能。而如圖1所示，小軸承結構中，由于軸承直徑較小，尺寸的限制使得剎車和過人功能不能布置在軸承內圈直徑以里，因此，剎車12、人孔8和9與鎖定機構13、空氣過濾機構10(例如空氣過濾棉)一同布置在軸承外圈直徑到定子內圈直徑的徑向空間內。由于剎車盤12a設置在轉軸法蘭上，使得后軸承4的維護空間局促，后軸承4維護通路L1(參照圖3中的虛線箭頭)狹窄。空氣過濾機構10的安裝、維護空間局促，可達性差，且維護空氣過濾機構10需要鎖定發電機，不方便維護且影響機組運行。

因而，亟需解決具有小軸承結構的發電機軸向剛度低、剎車機構、鎖定機構、空氣過濾裝置、后軸承等部件維護空間局促、維護不方便的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于在保持具有小軸承結構的電機的低成本的優點的同時，提高具有小軸承結構的電機的軸向剛度，提高電機固有頻率至激勵頻率以上，避免共振現象發生。

此外，本實用新型的另一目的在于，在增大具有小軸承結構的電機的軸向剛度的情況下，提高電機內部各部件的維護便利性。

本實用新型的一方面提供了一種具有小軸承結構的電機，包括定子、轉子、定軸1、轉軸2及軸承組件，軸承組件包含前軸承3和后軸承4，轉軸2套裝在定軸1外側，轉軸2的外周設置有轉軸法蘭16，定軸1的外周設置有定軸法蘭17，轉軸法蘭16和定軸法蘭17具有使電機的固有頻率大于電機的激勵頻率的結構。

本實用新型的另一方面提供了一種風力發電機組，風力發電機組包括上述具有小軸承結構的電機。

與現有技術相比，本實用新型的有益技術效果包括：將定軸、轉軸(鑄件)與定子、轉子連接的法蘭直徑增大，并在電機內部現有空間基礎上，對電機內的附加構件(剎車、鎖定、濾棉、人孔)進行合理布局，得到高剛度、高可靠性、成本低、性能好、經濟價值高的新型風力發電機。

附圖說明

通過下面結合附圖對示例性實施例的描述，這些和/或其它方面將變得清楚和更容易理解，在附圖中：