[发明专利]用于风力涡轮机的主轴承

说明书

一种用于风力涡轮机（1）的主轴承，包括固定环（14）和待耦接到转子（2）的旋转环（13），其中，所述主轴承（11）是流体膜轴承（12）所述流体膜轴承（12）包括在所述旋转环（13）的两侧上围绕周界布置在所述固定环（14）处的多个轴承单元（15、16），以用于径向和轴向地支承所述旋转环（13），并且所述流体膜轴承（12）还包括用于确定测量数据的载荷测量布置结构（31），所述测量数据是对施加于轴向或径向轴承单元（15、16、17）中的至少一个或者置于其上的载荷的量度。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的主轴承，该主轴承包括固定环和待耦接到转子的旋转环。

背景技术

如众所周知的，风力涡轮机包括转子，该转子包括轮毂，该轮毂具有附接到其的一个或多个转子叶片，通常为三个转子叶片，该轮毂被连接到布置在机舱处的主轴承，该主轴承包括固定环和耦接到该转子的旋转环。该轮毂还被耦接到发电机。风与转子叶片相互作用，使得转子旋转并驱动发电机。如所提到的，例如相应地相对于两轴承系统可为单轴承或双轴承的主轴承负责提供转子相对于固定部分的旋转布置结构，所述固定部分例如为主梁或轴以及布置在机舱中的相关的底板支撑件。因此，转子的载荷由主轴承承受，并且最终，经由主轴承传递到该布置结构的固定部分。

考虑到待承受的载荷，主轴承通常是滚子轴承，例如双列圆锥滚子轴承，该滚子轴承例如用在直接驱动式风力涡轮机中，但是也可用在具有转子与发电机的齿轮连接的涡轮机中。在转子轴承中，滚子元件在内环和外环的相应运行表面上滚动。该滚子轴承的尺寸或相应的设置被选择成尤其是满足机械需求，以便承受转子载荷，该转子载荷在操作期间也可能由于操作条件而变化。由于在这种状况下该滚子轴承的布局非常坚固，因此该轴承非常重且昂贵，并且可扩展性差。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于风力涡轮机的改进的主轴承。

为了解决该问题，本发明提出了一种用于风力涡轮机的主轴承，该主轴承包括固定环和待耦接到转子的旋转环。该主轴承是包括多个轴承单元的流体膜轴承。这些轴承单元特别地可以是径向轴承单元、轴向轴承单元和/或锥形轴承单元。这些轴承单元在旋转环的两侧上围绕周界布置在固定环处，以用于径向和轴向地支承旋转环。该主轴承还包括用于确定测量数据的载荷测量布置结构，该测量数据是对施加于至少一个轴承单元或置于至少一个轴承单元上的载荷的量度。

该主轴承是流体膜轴承，其不像滚子轴承那样包括任何滚子元件。取而代之的是，薄的流体膜被用作流体动力或流体静力的滑动装置。该流体膜存在于旋转环的相应滑动表面与布置在固定环处的轴承单元的相应滑动表面之间。这些轴承单元可包括：用于径向地引导旋转环的径向轴承单元；以及轴向轴承单元，其布置在固定环的两侧上，并且面向旋转环的轴向滑动表面。此外，这些轴承单元还可包括锥形轴承单元。通常，锥形轴承是可支撑轴向力以及径向力的轴承。在锥形轴承中，内环滚道和外环滚道通常是锥形段。相应的锥形轴承单元还可附加地形成锥形。围绕旋转环的周界设置多个轴承单元。这种类型的主轴承优于滚子轴承是有利的，这是因为它们通常不那么重并且不那么昂贵，同时显示出增强的轴承特性和改进的可扩展性。

该主轴承还包括载荷测量布置结构，其适于确定测量数据，该测量数据是对施加于轴向或径向轴承单元中的至少一个或者置于其上的载荷的量度。因此，本发明的主轴承的特征在于整合的载荷测量布置结构，其允许在停止期间以及在其操作期间不断地测量施加在风力涡轮机转子的一个或多个主轴承上的载荷。连接到载荷管理布置结构或作为载荷管理布置结构的一部分的控制装置不断地接收测量数据并处理它们，这些数据或相应的载荷信息对于各种目的而言是相关的。首先，这样的载荷与涡轮机叶片上的空气动力学载荷直接相关。因此，载荷测量结果可被用作风力涡轮机控制器的附加输入，该控制器确定桨距和偏航角致动，并且可相应地控制叶片致动。此外，它还可控制功率输出或影响涡轮机载荷的其他参数。其次，该测量数据可提供与轴承单元之间的载荷剪切（load shearing）有关的信息，该轴承单元可包括可能倾斜的滑动垫。该载荷信息可用于不断地监测轴承单元或相应的滑动垫以及轴承单元与旋转环之间的轴承空隙的状况。因此，它允许磨损或相应的维护控制。