一种半直驱风力发电机组的制作方法

1.本发明涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种半直驱风力发电机组。


背景技术：

2.如图1所示，轴电压是发电机1＇运行过程中在齿轮箱2＇的输出轴21＇两端、输出轴21＇局部以及输出轴21＇对地的电位差。在风力发电机组中，发电机1＇都为大型、高速发电机，会产生更多的高频共模电压，当发生高频放电时，瞬间产生相当大的轴电流作用于轴承22＇与输出轴21＇表面，会在轴承22＇及齿面23＇形成很多熔融坑，导致轴承22＇、齿面23＇损伤，产生振动、噪音。
3.如图1所示，半直驱风力发电机组的发电机1＇采用永磁同步电机，发电机1＇的转子绕组11＇通过转子支架12＇安装在齿轮箱2＇的输出轴21＇上，且为钢对钢连接。转子绕组11＇两侧未安装有轴承22＇，能够导致轴承22＇电腐蚀的共模电压转嫁到齿轮箱2＇上，安装于输出轴21＇上的轴承22＇、齿轮箱2＇与发电机1＇相近的齿面23＇会因电腐蚀而产生损伤。
4.现有技术中，主要通过以下方案减小轴电压，一是在转子支架12＇的一侧采用碳刷13＇接地，将转子绕组11＇上产生的电流接地导出，以减少转子绕组11＇将电流传输到输出轴21＇，然而仍会有部分电流流入输出轴21＇上，其降低轴电压的效果较差，且其结构维护困难，使用不便；二是输出轴21＇的轴承22＇采用绝缘轴承，以避免会因电腐蚀而产生损伤，然而绝缘轴承在安装、使用过程中绝缘层易损伤，从而导致无法起到有效的保护作用。以上两种方案都无法有效的抑制输出轴21＇的轴电压。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种半直驱风力发电机组，以降低齿轮箱内输出轴的轴电压，避免输出轴上的轴承与齿轮的齿面产生电腐蚀。
6.为达此目的，本发明所采用的技术方案是：
7.一种半直驱风力发电机组，包括：
8.发电机，包括定子基座、定子绕组和转子组件；
9.齿轮箱，包括箱体和输出轴，所述箱体与所述定子基座相连，所述输出轴转动设置于所述箱体内并与所述转子组件传动连接；
10.高频接地带，所述箱体与所述定子基座分别通过所述高频接地带接地；以及
11.导电组件，所述输出轴沿其周向设置有多个所述导电组件，以使所述输出轴分别通过多个所述导电组件与所述高频接地带导通。
12.作为优选方案，所述箱体内开设有安装孔，所述输出轴穿设于所述安装孔内；
13.所述导电组件包括导电块，多个所述导电块沿所述输出轴的周向分布且其一端与所述输出轴的外周面相连，另一端与所述箱体相连。
14.作为优选方案，所述导电块包括：
15.法兰，与所述安装孔同轴设置，所述法兰的外侧面与所述安装孔的孔壁相连；以及
16.导电刷，与所述法兰固定连接并与所述输出轴的外周面抵紧相连。
17.作为优选方案，所述导电组件还包括导电纤维，所述导电刷通过所述导电纤维与所述输出轴的外周面抵紧相连。
18.作为优选方案，所述导电组件包括导电块，多个所述导电块沿所述输出轴的周向分布且其一端与所述输出轴的内孔的孔壁抵紧相连，另一端分别通过对应所述高频接地带接地。
19.作为优选方案，所述齿轮箱还包括管轴，所述管轴固定设置于箱体内，所述输出轴可转动地套设于所述管轴上；
20.所述管轴具有贯穿其轴向的轴孔；所述管轴沿其径向开设有与所述轴孔连通的贯通孔，多个所述高频接地带的一端穿出所述轴孔后接地，另一端穿过所述贯通孔后分别与对应的所述导电块相连。
21.作为优选方案，所述导电块包括：
22.法兰，与所述输出轴的内孔同轴设置并与所述管轴固定连接，穿过所述贯通孔的多个所述高频接地带分别与对应的所述法兰相连；以及
23.导电刷，与所述法兰固定连接并抵紧于所述输出轴的内孔的孔壁。
24.作为优选方案，所述导电组件还包括导电纤维，所述导电刷通过所述导电纤维与所述输出轴的内孔的孔壁抵紧相连。
25.作为优选方案，所述齿轮箱还包括内透盖，所述内透盖固定套设于所述管轴上，所述输出轴转动地套设于所述内透盖上；所述法兰固定设置于所述内透盖上靠近所述转子组件的端面。
26.作为优选方案，所述法兰上开设有第一定位孔，所述内透盖上对应开设有第二定位孔；
27.所述导电组件还包括紧固件，所述紧固件依次穿设于所述第一定位孔与所述第二定位孔内，以将所述法兰锁定于所述内透盖上；穿过所述贯通孔的多个所述高频接地带绕设于对应的所述紧固件上。
28.本发明的有益效果为：
29.本发明提出的半直驱风力发电机组，箱体与定子基座分别通过高频接地带接地，使得转子组件传输至输出轴的电流分别通过箱体与定子基座接地导出，有效减少了输出轴的轴电压。同时，在输出轴沿其周向设置有多个导电组件，使得输出轴通过多个导电组件分别与高频接地带导通，从而形成多个密集的耦合回路，增加了电流的接地导出量，进一步降低了输出轴上的轴电压，避免输出轴上的轴承与齿面产生电腐蚀，提高了对输出轴上的轴承与齿轮的保护，从而降低了齿轮箱运行过程中的振动和噪音。
30.此外，多个导电组件沿输出轴的周向围成环状结构，相对于整体环状结构，多个导电组件以分体式结构围成环状结构，便于导电组件的安装维护，同时能够根据实际需求灵活增减导电组件的数量。
附图说明
31.图1是现有的半直驱风力发电机组的局部结构示意图；
32.图2是本发明实施例一提供的半直驱风力发电机组的局部结构示意图；
33.图3是图2中a处的局部放大图；
34.图4是本发明实施例二提供的半直驱风力发电机组的局部结构示意图；
35.图5是图4中b处的局部放大图。
36.图中部件名称和标号如下：
37.1＇、发电机；11＇、转子绕组；12＇、转子支架；13＇、碳刷；2＇、齿轮箱；21＇、输出轴；22＇、轴承；23＇、齿面；
38.1、发电机；11、定子基座；12、定子绕组；13、转子组件；131、转子绕组；132、转子支架；
39.2、齿轮箱；21、箱体；211、外透盖；212、内透盖；22、输出轴；23、轴承；24、齿面；25、管轴；251、轴孔；252、贯通孔；
40.3、高频接地带；4、碳刷；5、导电组件；51、导电块；511、法兰；512、导电刷；52、导电纤维；53、紧固件。
具体实施方式
41.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
42.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
45.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
46.实施例一
47.如图2所示，本实施例提出了一种半直驱风力发电机组，半直驱风力发电机组包括发电机1和齿轮箱2，发电机1包括定子基座11、定子绕组12和转子组件13，齿轮箱2包括箱体21和输出轴22，箱体21与定子基座11相连，输出轴22转动设置于箱体21内并与转子组件13传动连接。
48.具体地，转子组件13包括转子绕组131和转子支架132，转子支架132分别与转子绕组131和箱体21内的输出轴22相连，即转子绕组131通过转子支架132与输出轴22相连且为钢对钢连接。输出轴22通过轴承23转动安装于箱体21内，输出轴22上设置有齿轮，齿轮的齿面24与齿轮箱2内的齿轮相啮合。
49.为了降低输出轴22的轴电压，半直驱风力发电机组还包括高频接地带3，箱体21与定子基座11分别通过高频接地带3接地。具体地，在转子支架132的一侧(发电机1非驱动端)采用碳刷4和高频接地带3接地。同时转子绕组131产生的电流传输至输出轴22后再通过箱体21、定子基座11和高频接地带3接地导出，减少了流向输出轴22的电流，即降低了轴电流。高频接地带3提高了电流接地导出量，进一步减少了输出轴22区域的轴电流。此外，输出轴22上的轴承23还可以选择使用绝缘轴承，以避免因电腐蚀而产生损伤。高频接地带3为成熟的产品，可通过外购获得。
50.目前，即使采用碳刷4通过高频接地带3接地后，仍然不可避免的存在部分电流传输至输出轴22区域，难以有效降低输出轴22上的轴电流。而且绝缘轴承23在安装、使用过程中绝缘层易损伤，从而无法起到保护作用。
51.为解决上述问题，如图3所示，半直驱风力发电机组还包括导电组件5，输出轴22沿其周向设置有多个导电组件5，以使输出轴22分别通过多个导电组件5与箱体21导通。在输出轴22沿其周向设置有多个导电组件5，使得输出轴22通过导电组件5与箱体21导通后再通过高频接地带3接地。输出轴22通过多个导电组件5分别与高频接地带3导通，从而形成多个密集的耦合回路，增加了电流的接地导出量，进一步降低了输出轴22上的轴电压，避免输出轴22上的轴承23与齿面24产生电腐蚀，提高了对输出轴22上的轴承23与齿轮的保护，从而降低了齿轮箱2运行过程中的振动和噪音。
52.此外，多个导电组件5沿输出轴22的周向围成环状结构，相对于整体环状结构，多个导电组件5以分体式结构围成一个环状，便于导电组件5的安装维护，同时能够根据实际需求灵活增减导电组件5的数量。
53.如图3所示，箱体21内开设有安装孔，输出轴22穿设于安装孔内。导电组件5包括导电块51，多个导电块51沿输出轴22的周向分布且其一端与输出轴22的外周面相连，另一端与箱体21相连。
54.具体地，箱体21包括主箱体和外透盖211，主箱体开设有第一孔，透盖上开设有第二孔。第一孔与第二孔同轴且连通形成安装孔。输出轴22依次穿设于第一孔和第二孔内，且输出轴22通过轴承23转动地安装于第一孔内。主箱体与外透盖211通过螺栓固定相连，以使得主箱体与外透盖211实现导通连接。
55.在本实施例中，发电机1的转子组件13产生的电流一部分通过转子支架132的碳刷4和高频接地带3接地，另一部分电流通过转子支架132、输出轴22、导电组件5、外透盖211、箱体21和定子基座11后再通过高频接地带3接地。
56.本实施例的导电块51包括法兰511和导电刷512，法兰511与安装孔同轴设置，法兰511的外侧面与安装孔的孔壁相连。导电刷512与法兰511固定连接并与输出轴22的外周面抵紧相连。具体地，导电块51安装于第二孔内，以使从转子支架132传输的电流通过导电块51后直接流向外透盖211和主箱体，尽量减少流向第一孔内的输出轴22区域的电流，从而将发电机1产生的共模电压有效抑制或隔离在齿轮箱2的主箱体外。
57.具体地，法兰511为圆弧形，法兰511的一侧能够完全贴合于外透盖211的第二孔的孔壁，以实现良好的导通。本实施例的导电组件5一般为四个、五个或六个，多个法兰511共同围成环形结构。当然，还可以根据实际情况灵活调节导电组件5的数量，即可以增减导电块51的数量。
58.进一步地，导电组件5还包括导电纤维52，导电刷512通过导电纤维52与输出轴22的外周面抵紧相连。导电纤维52能够保证导电刷512与输出轴22的外周面可靠地导通连接，增强导通效果，同时能够避免导电刷512发生磨损。
59.实施例二
60.如图4所示，本实施例提出了一种半直驱风力发电机组，本实施例提供的半直驱风力发电机组与实施例一中的整体结构基本相同，主要区别点在于：导电组件5的设置位置不同。
61.具体地，导电组件5包括导电块51，多个导电块51沿输出轴22的周向分布且其一端与输出轴22的内孔的孔壁抵紧相连，另一端分别通过对应高频接地带3接地。输出轴22通过多个导电组件5分别与高频接地带3导通，从而形成多个密集的耦合回路，增加了电流的接地导出量，进一步降低了输出轴22上的轴电压，避免输出轴22上的轴承23与齿轮的齿面24产生电腐蚀，提高了对输出轴22上的轴承23与齿轮的保护，降低了齿轮箱2运行过程中的振动和噪音。
62.在本实施例中，转子绕组131产生的电流一部分通过转子支架132的碳刷4和高频接地带3接地，另一部分电流通过转子支架132、输出轴22、导电组件5后直接通过高频接地带3接地。
63.此外，多个导电组件5沿输出轴22的周向围成环状结构，相对于整体环状结构，多个导电组件5以分体式结构围成一个环状，便于导电组件5的安装维护，同时能够根据实际需求灵活增减导电组件5的数量。
64.如图4和图5所示，齿轮箱2还包括管轴25，管轴25固定设置于箱体21内，输出轴22可转动地套设于管轴25上。管轴25具有贯穿其轴向的轴孔251，管轴25沿其径向开设有与轴孔251连通的贯通孔252，多个高频接地带3的一端穿出轴孔251后接地，另一端穿过贯通孔252后分别与对应的导电块51相连。
65.本实施例的导电组件5一般为四个、五个或六个，多个法兰511共同围成环形结构。当然，还可以根据实际情况灵活调节导电组件5的数量，即可以灵活增减导电块51。贯通孔252与导电块51的数量相同，且一一正对设置。同样地，轴孔251内具有与贯通孔252相同数量的高频接地带3。
66.需要说明的是，轴孔251内的高频接地带3可以通过轴孔251的两个开口接地，对于高频接地带3的布置轨迹可以灵活调整，在此不作具体限定。
67.本实施例的导电块51包括法兰511和导电刷512，法兰511与输出轴22的内孔同轴设置并与管轴25固定连接，穿过贯通孔252的多个高频接地带3分别与对应的法兰511相连。导电刷512与法兰511固定连接并抵紧于输出轴22的内孔的孔壁。
68.进一步地，导电组件5还包括导电纤维52，导电刷512通过导电纤维52与输出轴22的内孔的孔壁抵紧相连。导电纤维52能够保证导电刷512与输出轴22的内孔的孔壁可靠地导通连接，增强导通效果，同时能够避免导电刷512发生磨损。
69.如图5所示，齿轮箱2还包括内透盖212，内透盖212固定套设于管轴25上，输出轴22转动地套设于内透盖212上。法兰511固定设置于内透盖212上靠近转子组件13的端面。
70.具体地，法兰511上开设有第一定位孔，内透盖212上对应开设有第二定位孔。导电组件5还包括紧固件53，紧固件53依次穿设于第一定位孔与第二定位孔内，以将法兰511锁定于内透盖212上。穿过贯通孔252的多个高频接地带3绕设于对应的紧固件53上。
71.本实施例的紧固件53为螺栓，螺栓与第二定位孔螺纹连接。通过将高频接地带3绕设于螺栓上，当螺栓拧紧时不仅能够将法兰511固定安装于内透盖212上，同时能够将高频接地带3锁紧于法兰511的侧面上，从而使法兰511与高频接地带3实现可靠稳定的导通连接。
72.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。