风力发电机地面发电机组的制作方法

1.本发明涉及风电技术领域，具体涉及一种风力发电机地面发电机组。


背景技术：

2.众所周知，传统的风电机组是将全部的发电设备一股脑儿都安放在机舱中，使安放在机舱平台上的重量非常沉重，在对风叶采取变桨时是对三个风叶分别并且同时进行的，即三个变桨电机同时分别动作，很难使风叶的变桨角度一致，而经过长时间的运行各个风叶之间的角度异差越来越大，经过一段时间后必须对风叶的变桨角度进行校正。就风叶变桨方式也存在严重弊端，是利用轮毂中的有限空间，将变桨电源及控制设备装置在狭小的轮毂空隙里，而控制电源的储存量是有限的，只能满足最多三到五次变桨。由于风速经常改变，要想得到理想的电机转速，就需要随时变桨距，这样就使得变桨距动作力不从心。更为严重的是风电机组所发的电能要用电缆输送到地面，时常发生绞缆现象，给风电输送带来安全隐患，特别是，一但发电设备出现故障，使得维修更加困难。当装机容量增大，机舱平台重量增加，塔筒平台直径变大，导致了风电机组生产成本提高、生产制造及安装困难、整体重量越来越重等一系列问题，在价格竞争日益激烈的当下，这些问题必定会阻碍大兆瓦风力发电机的发展。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种风力发电机地面发电机组，能大幅度降低生产成本、制作及安装简单、整体重量轻盈的风力发电机地面发电机组；同时提供统一变桨距功能，减少繁杂的变桨距结构，使变桨距简单、简洁易于实现，以解决现有技术的不足。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种地面发电机风力发电机组，为了达到高能量的发电量，风轮的主传动轴安装在机舱平台上，通过一个伞齿轮将动力传递给中心传动主动轴上，在主动轴的下面也是一个伞齿轮，同主轴上的上齿轮互啮合将动能传递给下一级齿轮，同时在传递下一级齿轮时，实现逐级增速度，最终将动力传递到设置在地面的发电机上，让发电机发电。为了使变桨距简单易行，在主轴中心空腔内装置一个推杆，推杆前面设置有推板，推板上设置同桨叶相连的支承支承座，通过同推杆相连接的齿条在齿轮的驱动下实现统一变桨距，而变桨距的动力全部安置在机舱中，减少减轻轮毂的重量，使风轮旋转自如，达到高效能的发电量。
5.本发明的一个实施例，详细的描述了风力发电机地面发电机组的结构特点，在结构上已经精细、精准到完全能够实施的地步，给风电机制造树立一个样板，让风电发展登上一个新台阶。
6.本发明的目的是这样实现的：1.一种风力发电机地面发电机组，由风力传动系统、统一变桨系统、偏航系统、塔架系统、机舱布置系统以及继电供电装置等组成。由于风力发电机设置在地面，风叶的运动构成动力传动链系统，传动链系统由很多部件组成，包括机舱及装置在机舱平台上的前轴承座和后轴承座两个轴承座，装置在两个轴承座中的主轴前端
同轮毂连接成一体，在主轴后面装置主轴传动伞齿轮，主轴轴端以一个挡盖锁紧牢固，主轴传动伞齿轮同中心竖向主传动轴上安装的竖轴竖轴伞齿轮相啮合，竖向主传动轴顶部用竖轴轴端挡盖锁紧牢固，中心竖向主传动轴安装在固定于机舱平台上的中心竖向主轴承座中，中心竖向主传动轴另一端上装置第一级传动齿轮，同第一级传动加速度齿轮啮合，并逐级向地面设置的发电机传动，最终将动力传递给设置在地面上的发电机，让发电机发电；
7.2.变桨系统结构是风叶同变桨轴承内环连接并固定，变桨轴承外环固定在轮毂上，风叶同变桨轴承内环连接的内侧装置腹板，在腹板上安装连接到桨叶的支承座，支承座内装置有轴承，轴承内孔中装置推力导向轴，在轴端上轴用一个挡圈锁紧固定，外侧是推力导向轴端，推力导向轴上安装推杆曲动轴杆，轴杆的另一端同推力连接轴相连，推力连接轴装置在推板轴承座中，推板轴承座安装在推板上，推板中心装置推杆，推杆前端头用挡圈将推杆固定，推杆另一侧装置在主轴的中间空芯中，为了减少摩擦阻力，主轴空芯前端内装置一个推杆滑动套，主轴后端空芯内孔中装置推杆导向滑动套，推杆上开有一段用于导向的凹槽，而导向滑动套内设置有成圆弧形凸台，凹槽与凸台配合，起到导向作用。推杆尾端安装在推杆齿条连接套中装置的两个圆锥滚子轴承的内孔中，在两个轴承之间装置轴承间隔圈，推杆尾端用推杆端头挡圈压紧并用螺栓把合牢固，推杆齿条连接套一侧以圆孔压盖压合，另一侧的连接压盖，除将圆锥滚子轴承外圈压紧外，还同齿条连接。齿条装置在推桨器中，推桨器主体是一个齿轮箱体，齿轮箱体内下部装置推桨传动齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条上部前方设置有前导向轮，后部设置有后导向轮，齿轮中间的齿轮传动轴和减速器传动轴之间以联轴器连接，驱动齿轮运动的电机是伺服电机，结构成统一推桨系统；
8.3.偏航结构是以一个外齿式四点接触球转盘轴承将机舱和塔架连接结构成一体，四点接触球转盘轴承内圈用螺栓同机舱结构在一起，轴承外圈同塔架的连接法兰用螺栓固定在塔架上，装置在机舱平台上的驱动器底座，装置有偏航驱动器，偏航驱动器由下面装置的同轴承外圈相啮合的驱动齿轮驱动，齿轮上面是齿轮减速器，减速器同电机连接，结构成偏航系统；
9.4.塔架系统由一段一的塔筒结构组成整体塔架，为了方便动能的传递，每一节塔筒由下部塔筒和上部塔筒组合而成，在下部塔筒顶端焊接有塔筒顶部法兰，上部塔筒下面焊接有塔筒下部法兰，在下部塔筒顶端法兰上布置一周法兰丝孔，与其相对应的下部法兰上设置法兰通孔，在两组法兰上面铺设塔筒平台，塔筒平台上布置一个行人通道孔，方便行人进入，连接时以双头螺杆通过塔筒平台以及下部法兰上设置的法兰通孔，旋入塔筒底部法兰丝孔中，然后垫置防松垫圈，上面用锁紧螺母锁紧牢固，在塔筒间隔平台中部，装置双孔轴承座，双孔轴承座在其周围布置一周用于将轴承座把合到塔筒间隔平台上的通孔，在其通孔的对应处的塔筒间隔平台上，布置同样的用于将双孔轴承座紧固在塔筒间隔平台上的丝孔，以双头螺杆上面垫置的垫圈用螺母将双孔轴承座紧固在塔筒间隔平台上，在双孔轴承座中安装有调心滚子轴承，用于承载齿轮传动轴。
10.5.机舱中布置有主控柜和电池箱，机舱中的设置用机舱罩罩住。
11.6.统一变桨距系统和偏航系统所使用的电源由供电的充电储电池提供，充电时通过塔筒内设置的输电线路提供，在塔筒内的顶部，设置继电滑环，充电时，继电滑块落置在继电滑环上面，与地面供电线路导通，能向电量不足的电池充电，用于继续续航。
12.与现有技术相比，本发明的优点显而易见：由于风轮传动系的改变，将增速器和发
电机移到地面，大大的减轻了机舱所承载的重量，具有安全可靠，结构轻盈的特点。同时统一变桨距结构简化了轮毂中的结构，使变桨距变得非常容易，不在担心失速问题，将轮毂中的设备移至到机舱中，方便维护、维修，使风力发电机组更加安全。
附图说明
13.图1是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的纵向剖面图；
14.图2是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的主体俯视图；
15.图3是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距顺桨状态结构剖面图；
16.图4是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距满桨状态结构剖面图；
17.图5是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距齿条推杆连接套结构剖面图；
18.图6是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距结构轮毂内布置剖面图；
19.图7是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距结构推杆联动剖面图；
20.图8是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距结构主轴伞齿轮端端视图；
21.图9是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距结构推杆导向滑动套端视图；
22.图10是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距结构推杆导向滑动套剖面图；
23.图11是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距结构推桨器纵向剖面图；
24.图12是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的统一变桨距结构推桨器总体布置剖面图；
25.图13是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的偏航结构纵向剖面图；
26.图14是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的偏航结构偏航驱动器剖面图；
27.图15是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的塔架系统结构塔筒筒节连接结构剖面图；
28.图16是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的塔架结构塔筒间隔平台俯视图；
29.图17是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的塔架结构中装置在塔筒间隔平台上的双孔轴承座俯视图；
30.图18是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的塔架结构中装置在塔筒间隔平台上的双孔轴承座剖面图；
31.图19是本发明一种风力发电机地面发电机组结构的塔架结构中装置在塔筒间隔平台上的双孔轴承座其压盖剖面图；
32.附图标号：
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
34.参考附图1至附图19，本实施例提供风力发电机地面发电机组整体结构，设置在地面上的风力发电机，由风叶的转动为发电机提供动力，构成传动链系统，包括：风力传动系统、统一变桨系统、偏航系统、塔架系统和机舱布局及装置，同风轮相互连接的传动轴和安装在传动轴上的齿轮及其同齿轮相啮合并能将动能通过设置在中心传动轴上下的齿轮结构，将动力传递至地面，让发电机发电，其特征在于：风力传动系统100其风叶101固定在变桨轴承内圈202上，变桨轴承外圈201固定在轮毂230安装端208的平面上，变桨轴承内圈202内侧安装腹板208，在腹板208上安装桨叶连接支承座203，内装一个调心滚子轴承231，在调心滚子轴承231内孔中安装推力导向轴215另一端安装曲动杆205，曲动杆205另一侧安装推力连接轴214另一侧安装在推板轴承座234中，推板轴承座234中用螺栓251把合在推板204上，推板轴承座234前面用端压盖206压紧，另一侧用用带孔压盖232压紧，推板204中心处是中心推动杆216的端头以推杆挡圈207将其压紧并以紧定螺栓253锁紧牢固，中心推动杆216装置于主轴110中心空腔252中，为了减少推动杆216在主轴110中的摩擦阻力，在主轴110中心空腔252前端装置有推杆滑动套209，在其后端装置推杆导向滑动衬套211，推杆导向滑动衬套211上带弧形凸台241，同推杆上布置的导向凹槽233相对应，推杆导向滑动衬套211的衬套台肩239均匀布置有通孔254用衬套紧定螺栓237紧固在主轴110的端面上，并用锥销238定位，在外侧主轴110的端面上布置主轴伞齿轮挡环235以挡环紧定螺栓236将主轴传动伞齿轮104紧定，推动杆216的尾端同齿条推杆连接套212连接，推动杆216装置在前圆锥滚子轴承247和后圆锥滚子轴承245的内孔中，两个圆锥滚子轴承中间用轴承间隔垫圈246间隔，推杆端头以推杆端头挡圈244阻挡，用紧定螺栓254紧固，在齿条推杆连接套212前面内圆孔压盖250将齿条推杆连接套212前面密封，在后面有连接压盖249将齿条推杆连接套212完全密封，为了把推动杆216同装置于推桨器220中的齿条213结构成整体，在齿条前端设置
有齿条连接盘227同连接压盖249用固定螺栓255连接牢固，固定螺栓255处垫置防松垫圈256，，齿条213安装在齿轮箱224中，下面同推桨传动齿轮219啮合，齿条上面装置前导向轮217和后导向轮218用于对齿条213的定位和导向，装置在齿轮中的齿轮传动轴225另一端是联轴器223的减速器传动轴226端，减速器222同伺服电机221结构成整体，组成统一变桨距系统结构。
35.主轴110是风力传动系统100承上启下主要部件，主轴110前部安装在主轴前轴承座102中，后面是主轴后轴承座103，两个轴承座安装固定在主轴支承座台105上，主轴110前端同轮毂230连接，在轮毂230上装置三个风叶，分别是风叶101、风叶101a、风叶101b，主轴的后面装置主轴传动伞齿轮104，用主轴伞齿轮挡环235挡住，用挡环紧定螺栓236紧定牢固，安装在中心竖向主传动轴111的竖轴伞齿轮107以竖轴轴端挡盖106阻挡，并以挡盖紧定螺栓133紧固，中心竖轴的轴肩134装置在中心竖向主轴承座109中，并以轴承座端盖108密封，中心竖向主传动轴111一直通到双孔轴承座114的中间孔中，双孔轴承座114安装在塔筒间隔平台410上面，第一级传动齿轮112置于双孔轴承座114的中间孔上部，中间垫置轴间间隔套134，第一级传动齿轮112同第一级传动加速度齿轮113啮合，其加速度传动轴115的轴杆通到下一层塔筒间隔平台410上的双孔轴承座114中，加速度传动轴115上还装有第二级传动齿轮112a同第二级传动加速度齿轮113a啮合，依次是：第三级传动加速度齿轮113b、第四级传动加速度齿轮113c、同样有第三级传动齿轮112b、第四级传动齿轮112c，以及连接到下级齿轮的第二级加速度传动轴115a，其中装置在各层中间塔筒间隔平台410a、塔筒间隔平台410b、塔筒间隔平台410c、塔筒间隔平台410d，在各塔筒间隔平台上安装有：第二双孔轴承座114a、第三双孔轴承座114b、第四双孔轴承座114c，设置在尾部的整合传动轴116上装置有整合端接手法兰117同增速器顶部法兰118连接，并用锁紧螺栓135把合牢固，增速器120安装在塔筒间隔平台410上，用双头螺栓136固定在塔筒间隔平台410上，增速器120的增速器高速轴法兰119同发电机连接法兰121连接，用紧固螺栓137把合牢固，经由以上过程传递过来的动力让座落在塔筒底台131上的设置在地面上的发电机130发电。
36.偏航系统300由一个外齿式四点接触球转盘轴承310将机舱平台303和塔筒塔架系统400结构成整体，外齿式四点接触球转盘轴承310的轴承外圈301同塔筒法兰313以塔筒法兰丝孔307内置的连接螺栓314紧固，轴承内圈302用机舱平台固定螺栓304连接，驱动齿轮305同转盘轴承的外齿啮合，偏航驱动器311安装在驱动器底座312上，驱动齿轮305是减速器308的输出轴，减速器上面连接有驱动电机309驱动偏航。
37.塔架系统400是由一段一段的塔筒节相互连接所组成，在下部塔筒节401的上面连接有上部塔筒节402，在下部塔筒节401的顶部焊接有顶部法兰403，法兰平面上布置一周法兰丝孔405，相对应的上部塔筒节402的下部焊接有塔筒节下部法兰404，法兰平面上布置一周同法兰丝孔405相对应的法兰通孔406，在塔筒节下部法兰404的上面垫置塔筒间隔平台410，其塔筒间隔平台410上的通孔437与法兰通孔406相对应，用双头螺杆408的一端旋进法兰丝孔405中，上面垫置防松垫圈407，并以锁紧螺母409紧固，将塔筒节及塔筒间隔平台410连接成一体；在塔筒间隔平台410的中部安装双孔轴承座114，同双孔轴承座114相对应的塔筒间隔平台410上布置的塔筒间隔平台双孔轴承座丝孔439又对应紧固螺栓通孔426用双头螺栓417旋入丝孔439中，上垫置垫圈419并以锁紧螺母418紧固；装置的双孔轴承座420的中间孔440内装调心滚子轴承416其中心竖向主传动轴111的轴端装置于调心滚子轴承416的
轴承内孔427中，在调心滚子轴承416上面与第一级传动齿轮112之间，装置轴间间隔套438，调心滚子轴承416底部是沉孔428，下面底部是减薄凹孔429，在侧孔441的侧轴承座内孔427中同样装置调心滚子轴承421的内孔平面放置凸台轴肩136，下面是轴通孔422，由于双孔轴承座420的结构特性决定了外周面8字圈边缘423，在中间孔440和侧孔441的周边上平面上布置有装配丝孔424，用于将轴承压盖430压合在双孔轴承座420的上面，压盖有一周凹形槽431可填充填料密封，压紧凸台433能压紧调心滚子轴承的外圈，在盖边沿434上布置有通孔435以螺栓把合。
38.机舱布置500下面是机舱平台132与机舱周边和顶部是机舱罩510，在机舱中布置有主控柜520和电池箱530以及其他已经安装在机舱平台上的设备。