风力发电机组的制作方法

1.本公开属于风力发电机组，尤其涉及一种具有密封装置的风力发电机组。


背景技术：

2.风力发电机组按照传动形式可分为直驱、半直驱和双馈机组，目前普遍采用直驱永磁技术路线，即叶轮直接驱动发电机运转。风力发电机组可以包括发电机和机舱，发电机与机舱罩之间的密封结构可以阻挡雨雪风沙等外界环境的侵入，是整机防护的关键部位。
3.目前对于发电机外转子与机舱罩之间采用的密封结构通常借鉴偏航动密封结构，迷宫密封可避免雨水侵入，密封胶条可阻挡风沙，但是迷宫密封容易失效，具体地，机舱罩通常为玻璃钢材质，整体刚度较差，易产生变形，导致机舱罩密封环的圆度、与发电机的同轴度都很难控制，进而导致密封失效；机组主平台尾端为悬臂梁结构，主平台刚度问题可能导致机舱罩整体后仰而导致密封失效。


技术实现要素：

4.本公开的主要目的在于提供一种能够有效密封电机和机舱罩之间缝隙的风力发电机组。
5.针对上述发明目的，本公开提供如下技术方案：
6.本公开的一个方面，提供一种风力发电机组，风力发电机组包括电机和与所述电机轴向间隔设置的机舱罩，所述电机包括定子支架，所述机舱罩的朝向所述定子支架的端部设置有沿所述定子支架的轴向朝向所述定子支架延伸的轴向外凸缘，所述风力发电机组还包括密封装置，所述密封装置设置于所述定子支架和所述机舱罩之间以覆盖所述轴向外凸缘与所述定子支架间的间隙，所述密封装置的第一端固定于所述定子支架上，所述密封装置的第二端延伸至所述轴向外凸缘的径向外侧。
7.本公开通过将密封装置的第一端固定于定子支架上，且密封装置的第二端轴向延伸至轴向外凸缘的径向外侧，可以使密封装置覆盖在轴向外凸缘与定子支架间的间隙，从而能够对电机和机舱罩间进行密封，由于密封装置固定于定子支架上而无需旋转，即电机和机舱罩间为静密封结构，能够有效地防止密封失效。
8.本公开一示例性实施例，所述风力发电机组还包括柔性密封件，所述柔性密封件固定于所述密封装置上，且所述柔性密封件的径向内缘或侧面贴合在所述轴向外凸缘的外周面上。如此设置，柔性密封件可以紧密贴合在轴向外凸缘的外表面上，可以进一步提高密封装置的密封性。
9.具体地，所述密封装置包括主体密封件，所述主体密封件包括筒形密封体和设置在所述筒形密封体轴向两端的环形端板，所述环形端板的径向内缘连接在所述筒形密封体的端部，所述环形端板包括第一端板和第二端板，所述第一端板固定在定子法兰上，所述第二端板靠近所述轴向外凸缘设置。如此设置，主体密封件可以大致形成为u型，增加了密封装置的弯曲数量，在风沿着密封装置的表面行进的过程中，风中夹杂的杂物能够在离心力
作用下甩出，从而可以实现杂物与风的分离，避免杂物进入到电机和机舱罩之间的缝隙。
10.进一步地，所述密封装置还包括呈筒状的辅助密封件，所述第二端板的径向外缘固定在所述辅助密封件的内壁上。如此设置，进一步增加了密封装置的弯曲的数量，提高了密封装置的密封性。
11.可选地，所述轴向外凸缘的靠近所述第二端板的一端设置有锥形部，所述锥形部与所述第二端板轴向间隔设置且沿从所述机舱罩向所述电机方向其直径逐渐增大。如此设置，锥形部形成为开口朝向电机和机舱罩之间的缝隙，落入轴向外凸缘外表面的杂物将被锥形部遮挡而无法进入到电机和机舱罩之间的缝隙处，进而提高了密封装置的密封性。
12.本公开另一示例性实施例，所述电机还包括转子，所述转子的转子端盖位于所述定子支架和所述机舱罩之间，所述转子端盖设置于所述筒形密封体的径向外侧，所述电机还包括外侧端盖密封环，所述外侧端盖密封环的固定端固定于所述转子端盖的外侧壁上并沿所述转子的轴向朝向所述机舱罩延伸，所述外侧端盖密封环位于所述辅助密封件的径向外侧。
13.如此设置，通过在转子端盖的两侧分别设置外侧端盖密封环和内侧端盖密封环，分别覆盖在转子端盖和第二端板之间的缝隙的径向外侧以及转子端盖和第一端板之间的缝隙的径向外侧，即转子端盖由于设置有外侧端盖密封环和内侧端盖密封环，能够覆盖在转子端盖和第二端板之间的缝隙径向外侧，外侧端盖密封环可以随转子端盖一同旋转，可以形成为电机和机舱罩之间缝隙的二次密封结构，该二次密封结构和密封装置形成为动密封结构和静密封结构相配合的方式，进一步提高了密封性。
14.进一步地，所述电机还包括内侧端盖密封环，所述内侧端盖密封环固定于所述转子端盖的内侧壁上并沿所述转子的轴向朝向所述定子支架延伸，所述内侧端盖密封环的自由端径向间隔设置于所述第一端板的外周。如此设置，内侧端盖密封环可以覆盖在第一端板和转子端盖之间的缝隙的径向外侧，从而进一步提高了静密封结构和动密封结构配合的有效性。
15.可选地，所述辅助密封件的靠近所述转子端盖的一端设置有径向外翻边，所述辅助密封件的靠近所述机舱罩的一端设置有径向内翻边，所述径向内翻边间隔设置于所述轴向外凸缘的外周，所述柔性密封件连接于所述径向内翻边上。如此设置，通过增加辅助密封件两端的径向外翻边和径向内翻边，可以增加密封装置的弯曲的数量，进一步提高了密封装置的有效性。
16.本公开另一示例性实施例，所述密封装置还包括结构加强筋，所述结构加强筋设置在所述第一端板和所述筒形密封体之间。如此设置，提高了密封装置的结构强度。
17.进一步地，所述风力发电机组还包括转子制动器和刹车盘，所述转子制动器固定于所述定子支架上，所述刹车盘设置于所述转子端盖的内边缘的轴向两侧，且位于所述转子制动器的一对卡钳之间。
18.可选地，所述主体密封件的筒形密封体上设置有通孔，所述转子制动器的第一端位于所述筒形密封体的径向内侧且固定于所述定子法兰上，所述转子制动器的第二端位于所述筒形密封体的径向外侧，以能够与所述刹车盘接触。如此设置，转子制动器可以穿过筒形密封体上的通孔而固定在定子法兰上，其结构更为紧凑，从而使电机的结构也更为紧凑。
19.本公开提供的风力发电机组至少具有如下有益效果：风力发电机组包括轴向位于
定子支架和机舱罩之间的密封装置，以覆盖轴向外凸缘与定子支架间的间隙，密封装置的第一端固定于定子支架上，密封装置的第二端延伸至机舱罩的轴向外凸缘的径向外周，如此设置密封装置无需旋转，进而可以实现电机和机舱罩之间的静密封，结构稳定，能够有效防止密封失效。
附图说明
20.通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：
21.图1为本公开一示例性实施例提供的风力发电机组的轴向剖视图。
22.图2为图1中的i圈内结构的局部放大图。附图标记说明：
23.100、电机；
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101、定子支架；
24.102、转子端盖；
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103、外侧端盖密封环；
25.104、内侧端盖密封环；
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105、定子法兰；
26.200、机舱罩；
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201、轴向外凸缘；
27.202、锥形部；
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300、密封装置；
28.310、主体密封件；
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311、筒形密封体；
29.312、环形端板；
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312-1、第一端板；
30.312-2、第二端板；
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313、结构加强筋；
31.320、辅助密封件；
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321、径向外翻边；
32.322、径向内翻边；
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400、柔性密封件。
具体实施方式
33.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本公开的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
34.本公开一示例性实施例提供一种风力发电机组，该风力发电机组可以包括电机100、与电机100轴向间隔设置的机舱罩200以及设置于电机100和机舱罩200之间的密封装置300，电机100可以包括定子支架101，机舱罩200的朝向定子支架101的端部可以设置有沿定子支架101的轴向朝向定子支架101延伸的轴向外凸缘201，密封装置300可以设置于定子支架101和机舱罩200之间以覆盖轴向外凸缘201与定子支架101间的间隙，密封装置300的第一端固定于定子支架101上，密封装置300的第二端延伸至轴向外凸缘201的径向外侧。
35.本公开中，通过将密封装置300的第一端固定于定子支架101上，且密封装置300的第二端轴向延伸至轴向外凸缘201的径向外侧，可以使密封装置300覆盖在轴向外凸缘201与定子支架101间的间隙，从而能够对电机100和机舱罩200间进行密封，由于密封装置300固定于定子支架101上而无需旋转，即电机100和机舱罩200间为静密封结构，能够有效地防止密封失效。
36.具体地，参照图1和图2，风力发电机组可以包括机舱罩200和电机100，作为示例，该电机100可以为发电机。进一步地，电机100可以包括定子和转子，转子可以套设于定子的外周，即该电机100可以为外转子内定子结构。
37.继续参照图2，密封装置300的轴向横截面可以大致呈s型弯曲，在沙子等杂物随风吹向该密封装置300时，在风沿着密封装置300弯曲行进的过程中，杂物将会受到离心力而被甩掉而与风分离，进而无法进入到电机100和机舱罩200之间的缝隙。
38.具体地，密封装置300可以包括主体密封件310和辅助密封件320，辅助密封件320可以位于主体密封件310的轴向外端，且主体密封件310和辅助密封件320可以沿定子支架101的轴向相邻布置，以使主体密封件310和辅助密封件320之间形成有弯折，能够有效提高密封性能。
39.作为示例，主体密封件310的轴向截面可以大致形成为u型，具体地，主体密封件310可以包括筒形密封体311和设置在筒形密封体311轴向两端的环形端板312。筒形密封体311可以沿定子支架101的轴向延伸，例如但不限于，筒形密封体311可以为圆筒形。环形端板312可以为两个，即分别为第一端板312-1和第二端板312-2，第一端板312-1和第二端板312-2可以分别为圆环形板，第一端板312-1和第二端板312-2的径向内缘可以分别与筒形密封体311的轴向端部连接，可选地，第一端板312-1、第二端板312-2以及筒形密封体311三者可以同轴设置，以使以及密封装置300与机舱罩200之间在周向保持相同的距离，进一步提高密封装置300的密封效果。
40.如图2所示，第一端板312-1和第二端板312-2的径向内缘可以分别连接在筒形密封体311的两端，第一端板312-1可以固定在定子支架101上，例如但不限于，可以固定在定子法兰105上，第二端板312-2可以靠近轴向外凸缘201设置。
41.为了提高主体密封件310的结构强度，密封装置300还可以包括结构加强筋313，结构加强筋313可以设置在第一端板312-1和筒形密封体311之间，如图所示，结构加强筋313与筒形密封体311之间的夹角可以30
°‑
60
°
，优选地，结构加强筋313与筒形密封体311之间的夹角可以为45
°
。
42.可以理解的是，本实施例中，筒形密封体311沿其轴向的长度可以不大于定子支架101与轴向外凸缘201之间的缝隙在该方向上的长度。作为示例，第二端板312-2可以抵靠在轴向外凸缘201上，但不以此为限。本实施例中，密封装置300固定在定子支架101上，因此可以静止地覆盖在电机100和机舱罩200之间的缝隙处，不会相对机舱罩200发生转动，在轴向外凸缘201抵靠在第二端板312-2上的情况下，两者也不会产生相对运动而导致磨损，既能够提高电机100和机舱罩200之间的密封性，又能够提高密封装置300的使用寿命。
43.继续参照附图，第二端板312-2的外径可以大于第一端板312-1的外径，辅助密封件320可以设置在该第二端板312-2上，以使辅助密封件320可以设置于轴向外凸缘201的外侧。具体地，辅助密封件320可以从第二端板312-2的侧面朝向机舱罩200轴向延伸，以使辅助密封件320可以覆盖第二端板312-2和轴向外凸缘201之间的缝隙，从而使密封装置300可以充分覆盖电机100和机舱罩200之间的缝隙，进而可以防止杂物进入到电机100和机舱罩200之间的缝隙，提高了电机100和机舱罩200之间的密封性。
44.本实施例中，通过密封装置300设置为大致呈s型弯曲，以初步形成为迷宫式密封结构，以有效对电机100和机舱罩200之间的缝隙进行密封。
45.继续参照附图，辅助密封件320可以大致呈筒形，为了进一步提高密封装置300的密封性，增加迷宫式密封结构的弯折数量，辅助密封件320的轴向的两端可以分别设置有翻边，例如但不限于，辅助密封件320可以大致呈z型，辅助密封件320的靠近定子支架101的一
端可以设置有径向外翻边321，辅助密封件320的靠近机舱罩200的一端可以设置有径向内翻边322。通过在辅助密封件320的两端分别设置翻边，可以增加密封装置300的弯折数量，从而进一步提高密封装置300的密封效果。
46.作为示例，辅助密封件320可以与筒形密封体311同轴设置，第二端板312-2可以固定在辅助密封件320上，例如但不限于，第二端板312-2的径向外缘可以设置在辅助密封件320的轴向端部，如图2所示，本实施例中，辅助密封件320的径向外翻边321可以与第二端板312-2位于同一圆周面上，但不以此为限。
47.除此，第二端板312-2也可以固定在辅助密封件320的轴向中部(图未示)，以连接在辅助密封件320的轴向中部的内侧壁上。
48.为了进一步提高风力发电机组的密封性，风力发电机组还可以包括柔性密封件400，具体地，径向内翻边322可以轴向间隔设置于轴向外凸缘201的外周，柔性密封件400固定于密封装置300上，且柔性密封件400的径向内缘或侧面贴合在轴向外凸缘201的外周面上。具体地，如图所示，柔性密封件400可以固定连接在径向内翻边322的径向内缘。本实施例中，柔性密封件400可以为橡胶材料制成，但不以此为限。
49.为了进一步提高电机100和机舱罩200之间的密封性，转子的转子端盖102可以设置于定子支架101和机舱罩200之间，且转子端盖102设置于筒形密封体311的径向外侧。电机100还可以包括外侧端盖密封环103，外侧端盖密封环103的固定端可以固定于转子端盖102的外侧壁上并沿转子的轴向朝向机舱罩200延伸，外侧端盖密封环103可以位于辅助密封件320的径向外侧。
50.进一步地，外侧端盖密封环103可以与辅助密封件320径向间隔设置，以在转子旋转的过程中，辅助密封件320可以随转子一同旋转而不与辅助密封件320触碰，从而可以防止外侧端盖密封环103和径向外翻边321磨损，提高外侧端盖密封环103和密封装置300的使用寿命。本实施例中，由于外侧端盖密封环103随转子一同旋转，形成为能够密封电机100和机舱罩200之间的缝隙的动密封结构。
51.如图所示，电机100还可以包括内侧端盖密封环104，内侧端盖密封环104固定于转子端盖102的内侧壁上并沿转子的轴向朝向定子支架101延伸，内侧端盖密封环104的自由端径向间隔设置于第一端板312-1的外周，以避免定子支架101与内侧端盖密封环104发生摩擦，从而提高了内侧端盖密封环104和定子支架101的使用寿命。
52.本实施例中，通过在转子端盖102的两侧分别设置外侧端盖密封环103和内侧端盖密封环104，分别覆盖在转子端盖102和第二端板312-2之间的缝隙的径向外侧以及转子端盖102和第一端板312-1之间的缝隙的径向外侧，即转子端盖102由于设置有外侧端盖密封环103和内侧端盖密封环104，能够覆盖在转子端盖102和第二端板312-2之间的缝隙径向外侧，外侧端盖密封环103可以随转子端盖102一同旋转，可以形成为电机100和机舱罩200之间缝隙的二次密封结构，该二次密封结构和密封装置300形成为动密封结构和静密封结构相配合的方式，进一步提高了密封性。
53.本公开中，通过外侧端盖密封环103与密封装置300配合，采用动密封结构和静密封结构相互配合的方式，以有效地对电机100和机舱罩200之间的缝隙进行密封。
54.为了进一步提高电机100和机舱罩200之间的密封性，轴向外凸缘201的靠近第二端板312-2的一端可以设置有锥形部202，锥形部202可以沿从机舱罩200向电机100方向其
直径逐渐增大，即锥形部202的开口可以朝向第二端板312-2。锥形部202可以靠近第二端板312-2设置，例如但不限于，锥形部202可以与第二端板312-2间隔设置，除此，锥形部202还可以抵靠在第二端板312-2的侧壁上，以减小电机100和机舱罩200之间的缝隙，提高两者之间的密封性。作为示例，柔性密封件的径向内侧可以搭接在轴向外凸缘201的外表面上，且该柔性密封件的径向内侧可以朝锥形部202弯曲，以能够防止外部杂物进入到电机100和机舱罩200之间的缝隙。
55.作为本公开的另一示例性实施例，风力发电机组还可以包括转子制动器和刹车盘(图未示)，转子制动器可以固定于定子支架101上，刹车盘可以设置于转子端盖102的内边缘的轴向两侧，且位于转子制动器的一对卡钳之间。一对卡钳能够选择性靠近，以能够与转子端盖102接触对转子端盖102产生摩擦，从而可以使转子端盖102减速。一对卡钳之间的距离可以大于转子端盖102的内边缘在轴向的厚度，在初始情况下，转子端盖102不与卡钳接触，因此可以自由旋转。在需要对转子端盖102刹车的情况下，一对卡钳可以彼此靠近，直至至少一个卡钳能够与转子端盖102接触，从而可以实现转子端盖102刹车。本实施例中，为了提高转子端盖102的使用寿命，转子端盖102的径向内侧缘的两侧中的至少一侧可以设置有刹车片，以能够与卡钳摩擦。
56.进一步地，主体密封件310的筒形密封体311上可以设置有通孔，转子制动器的第一端可以位于筒形密封体311的径向内侧且固定于定子法兰105上，转子制动器的第二端可以位于筒形密封体311的径向外侧，以能够与刹车盘接触。可以理解的是，卡钳可以设置于转子制动器的第二端。如此设置，转子制动器可以穿过筒形密封体上的通孔而固定在定子法兰上，其结构更为紧凑，从而使电机的结构也更为紧凑。
57.本公开中，通过将密封装置300的第一端固定于定子支架101上，且密封装置300的第二端轴向延伸至轴向外凸缘201的径向外侧，可以使密封装置300覆盖在轴向外凸缘201与定子支架101间的间隙，从而能够对电机100和机舱罩200间进行密封，由于密封装置300固定于定子支架101上而无需旋转，即电机100和机舱罩200间为静密封结构，能够有效地防止密封失效。
58.本实施例中，通过在转子端盖102的两侧分别设置外侧端盖密封环103和内侧端盖密封环104，分别覆盖在转子端盖102和第二端板312-2之间的缝隙的径向外侧以及转子端盖102和第一端板312-1之间的缝隙的径向外侧，即转子端盖102由于设置有外侧端盖密封环103和内侧端盖密封环104，能够覆盖在转子端盖102和第二端板312-2之间的缝隙径向外侧，外侧端盖密封环103可以随转子端盖102一同旋转，可以形成为电机100和机舱罩200之间缝隙的二次密封结构，该二次密封结构和密封装置300形成为动密封结构和静密封结构相配合的方式，进一步提高了密封性。
59.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
60.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。
61.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
62.本公开所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。