[发明专利]风力发电机组及其装配方法

说明书

本发明公开了一种风力发电机组及其装配方法，其包括轮毂、主机架、第一永磁发电机和增速齿轮箱发电系统，第一永磁发电机包括转子和旋转轴，旋转轴沿第一永磁发电机的轴向贯穿，旋转轴的两端分别连接于轮毂和增速齿轮箱发电系统的输入端，增速齿轮箱发电系统包括箱体连接结构，其通过箱体连接结构支撑并连接于主机架。本发明提供的风力发电机组及其装配方法在低速永磁直驱风力发电机组的基础上增设了增速齿轮箱发电系统，从而将两种不同的发电机驱动方式进行组合，实现了功率混合相加的效果，不需要通过将结构大型化来实现大功率，也不需要建造更大功率的试验台，有利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别涉及一种风力发电机组及其装配方法。

背景技术

目前，针对风力发电领域，由于对风力发电机的功率等级的需求越来越大，使企业对风力发电机组进行升级，促使其功率提升的需求也愈加迫切。

风力发电机组通常分为中/高速带齿轮箱和低速永磁直驱式风力发电机组。对于中速带齿轮箱风力发电机组来说，现国内最大能够做到10MW，齿箱重量达到了100吨，外径达到了3m；低速永磁直驱风力发电机组相较于带增速齿轮箱的发电机组，减少了轴承、齿轮及运动部件，因此可靠性得到提高，对于低速永磁直驱风力发电机来说，现国内最大做到10MW的功率，国外最大做到了14MW。

对于低速直驱或带增速齿轮箱的风力发电机组来说，由于叶尖速度的限制，功率的增大，意味着结构、重量也要随着进行增大。例如，对于单一采用低速永磁发电机的风力发电机组，在相同的电磁设计及相同的风轮叶尖速度下，15MW低速永磁电机的重量时10MW低速永磁电机重量的1.68倍；对于采用增速齿轮箱的风力发电机组，第一级普遍采用行星齿轮传动，对于第一级齿圈尺寸来说，更大的功率则需要更大的齿圈尺寸，目前国内齿轮箱厂通用的热处理、加工设备规格均在3m以内，行车起吊能力在120吨以内，这对更大功率齿轮箱的制造带来很大困难。因此，功率越大，结构的尺寸越大型化，这对于整个设计、制造、试验、运输及吊装来说，都会存在较大难度，而为了匹配大兆瓦下的尺寸，整个制造、生产及运输过程的相应配合系统也需要进行调整，不利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的低速永磁直驱风力发电机组或增速齿轮箱风力发电机组因功率增大，导致结构尺寸及重量加大，对制造、试验、运输及吊装过程造成较大困难，不利于成本控制的缺陷，提供一种风力发电机组及其装配方法。

本发明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，其包括轮毂、主机架和第一永磁发电机，所述第一永磁发电机包括转子和旋转轴，所述旋转轴沿所述第一永磁发电机的轴向贯穿，其特点在于，所述风力发电机组还包括增速齿轮箱发电系统，所述旋转轴的两端分别连接于所述轮毂和所述增速齿轮箱发电系统的输入端，所述增速齿轮箱发电系统包括箱体连接结构，所述增速齿轮箱发电系统通过所述箱体连接结构支撑并连接于所述主机架。

本技术方案中，在低速永磁直驱风力发电机组的基础上增设了增速齿轮箱发电系统，通过一箱体连接结构，将增速齿轮箱发电系统设置在风力发电机组的主机架内部，并且使其连接到旋转轴，从而能够接收自轮毂传递过来的扭矩，实现发电，即，该风力发电机组将两种不同的发电机驱动方式进行组合，从而使风力发电机组的整机运行功率通过发电机组合的方式实现了混合相加的效果，相对于单一的仅采用低速永磁发电机或增速齿轮箱发电系统的风力发电机组，不需要通过将结构大型化来实现大功率，也不需要建造更大功率的试验台，而是分别采用现有的供应链和试验台，有利于制造、试验、运输、吊装及成本的控制。

较佳地，所述增速齿轮箱发电系统包括增速齿轮箱和第二发电机，所述第二发电机集成于所述增速齿轮箱的内部，所述增速齿轮箱的输入端轴连接于所述旋转轴，所述增速齿轮箱的输出端轴连接于所述第二发电机。由于第二发电机与增速齿轮箱集成于一体，因此体积较小，方便在主机架内部进行布置。