[发明专利]直接驱动风力涡轮机

说明书

本发明涉及具有普通轴承的直接驱动风力涡轮机和用于该轴承的维修方法。

风力涡轮机将风能转换成电能。运动的空气使风力涡轮机的转子加速。转子的旋转被传递至发电机。发电机将旋转能量转换成电能。

在过去的几年，直接驱动风力涡轮机的概念得以建立。在直接驱动风力涡轮机中，转子的旋转能量被直接传递至发电机，而不使用齿轮箱。

在直接驱动风力涡轮机中，风力涡轮机的转子直接连接至发电机的转子。从风力涡轮机的转子通向发电机的转子的被机械地连接的部分的链条被称为风力涡轮机的传动系(drive train)。

为了允许旋转运动并提供旋转部分的必要稳定性，传动系安装有至少一个轴承。该轴承允许传动系旋转。在它通过支承径向和轴向载荷而提供必要的稳定性的同时，弯曲力矩存在于传动系中。

WO 2011/003482 A2描述了一种风力涡轮机主轴承，其被实现为支承风力涡轮机的轴。轴承包括具有多个轴承垫的流体轴承。

该文献描述了具有圆柱形轴承表面和一系列止推垫的轴承。

普通轴承必须提供大的表面来承受存在于传动系中的力。作为结果，用于圆柱形轴承表面的垫非常大、重且难以更换。

为了更换轴承垫，有必要通过提升装置来提升风力涡轮机的轴。

本发明的目的是提供一种具有普通轴承的风力涡轮机，其允许在不使用重型装备的情况下维修轴承以及更换轴承垫。

该目的通过独立权利要求的特征达成。本发明的优选实施例在从属权利要求中描述。

风力涡轮机的转子直接与风力涡轮机的可旋转传动系连接。可旋转传动系直接与风力涡轮机的发电机的转子连接。

可旋转传动系经由至少一个轴承与风力涡轮机的固定部分连接，这允许传动系相对于固定部分旋转。

发电机提供支承结构，所述至少一个轴承的固定侧安装于所述支承结构。所述至少一个轴承是普通轴承，并且普通轴承包括磨耗部分，其是待更换的对象。

可旋转传动系被制备为用以紧固至风力涡轮机的固定部分，并且在可旋转传动系被紧固至固定部分的同时，普通轴承的至少一个磨耗部分是可更换的。

风力涡轮机的传动系将风力涡轮机的转子的旋转能量传递至风力涡轮机的发电机。传动系是连接风力涡轮机的转子与发电机的转子的机械链部分。当风力涡轮机处于操作中时，传动系旋转。

风力涡轮机的固定部分包括发电机的定子和机舱构造，其被制备来将传动系的载荷以及机舱和风力涡轮机的转子的重量传递至风力涡轮机的塔架。

风力涡轮机的传动系和发电机的转子经由至少一个轴承连接至风力涡轮机的固定部分。

轴承包括：可旋转侧，其连接至可旋转传动系；和固定侧，其连接至风力涡轮机的固定部分。

发电机的定子包括支承结构，其将发电机的定子连接至风力涡轮机的固定部分。轴承的固定侧连接至发电机的支承结构。

普通轴承(plain bearing)是没有滚动元件例如滚珠或滚子的轴承。普通轴承也称为滑动轴承、摩擦轴承或浮动轴承。

轴承的数个部分由于风力涡轮机的操作从而由于轴承的旋转而经受一定的磨损。这些部分具有短于轴承的预期寿命的有限寿命，并且必须被定期更换以继续风力涡轮机的操作。这些部分被称为磨耗部分，并且它们在保养维修期间被检查和/或更换。

为了接近并更换风力涡轮机的轴承中的磨耗部分，风力涡轮机的可旋转部分被紧固至风力涡轮机的固定部分。因此，风力涡轮机的转子、传动系和发电机的转子的重量经由传动系与固定部分之间的紧固连接被传递至风力涡轮机的固定部分。

传动系通过该紧固连接被固定就位。因此，当传动系被紧固至风力涡轮机的固定部分时，轴承不必传递重量。因此，轴承不受来自传动系的载荷。因此，轴承可被打开，并且轴承中的磨耗部分可被更换。

在传动系被紧固至风力涡轮机的固定部分的同时，轴承被打开并且磨耗部分是可接近和可更换的。因此，不必提升风力涡轮机的沉重部分，来接近和/或更换磨耗部分。

因此，不需要起重机来更换轴承中的磨耗部分。因此，节省了时间，并且在保养维修期间不需要重型机械设备，来更换轴承中的磨耗部分。

在一优选构造中，所述轴承包括环，其可从所述轴承卸下，用于更换所述轴承的至少一个磨耗部分。

轴承包括封闭轴承的环。环的旋转轴线相同于轴承的旋转轴线。

为了打开轴承来更换磨耗部分，可从轴承卸下环，以允许维修人员接近必须被更换的磨耗部分。

优选地，环是普通轴承的固定侧的至少一部分或可旋转侧的至少一部分。因此，当环被移除时，滑动表面是可直接接近的。