[实用新型]具有小轴承结构的电机和风力发电机组

说明书

本实用新型提供了一种具有小轴承结构的电机和风力发电机组。电机包括定子、转子、定轴、转轴及轴承组件，轴承组件包括前轴承和后轴承，转轴套装在定轴外侧，转轴的外周设置有转轴法兰，定轴的外周设置有定轴法兰，转轴法兰和定轴法兰具有使电机的固有频率大于电机的激励频率的结构。风力发电机组包括上述具有小轴承结构的电机。本实用新型的具有小轴承结构的电机和风力发电机组具有成本低、刚度高、可靠性好、易于维护等优点。

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及具有小轴承结构的电机、具有该电机的风力发电机组。

背景技术

风力发电机是将风能转换为电能并输出的电力设备。现有的直驱风力发电机有两种轴承结构：大轴承结构和小轴承结构。如图1所示，具有小轴承结构的风力发电机包括定子、转子、定轴1、转轴2和轴承组件。转轴2通过轴承组件套设在定轴1外且能够相对定轴1转动，轴承组件包括前轴承3和后轴承4，其中，前轴承3设置在转轴的前端与定轴1的前端之间；后轴承4设置在转轴2的后端与定轴1之间。定轴1的后端与外部的底座(未示出)连接。定子通过定子支架5安装在定轴1上，定子支架5的一端与定轴1连接，另一端支撑铁芯绕组6。转子由转子支架7支撑并通过转子支架安装在转轴2上，转子支架7一端与转轴2连接，另一端与转子磁轭19连接。

轴承成本对直径非常敏感，同一功率风力发电机，大直径单轴承成本可以达到小直径双轴承的数倍甚至十余倍。因而，相对于具有大轴承结构的发电机，具有小轴承结构的发电机具有成本低的优点，但是，发电机整体上属于圆盘状结构，在小轴承结构中，轴向刚度低，发电机存在结构共振风险。现有技术中通常通过增大轴承直径来提高电机整体刚度，虽然能提高刚度，但是成本高。

另外，发电机需要具备过人、刹车、锁定等功能，参照图2，在定子支架5的中隔板上开设有通风孔14，为了避免空气中的水分或杂质进入电机的内部，对铁芯绕组6等部件造成腐蚀，还需要具备空气过滤功能。而如图1所示，小轴承结构中，由于轴承直径较小，尺寸的限制使得刹车和过人功能不能布置在轴承内圈直径以里，因此，刹车12、人孔8和9与锁定机构13、空气过滤机构10(例如空气过滤棉)一同布置在轴承外圈直径到定子内圈直径的径向空间内。由于刹车盘12a设置在转轴法兰上，使得后轴承4的维护空间局促，后轴承4维护通路L1(参照图3中的虚线箭头)狭窄。空气过滤机构10的安装、维护空间局促，可达性差，且维护空气过滤机构10需要锁定发电机，不方便维护且影响机组运行。

因而，亟需解决具有小轴承结构的发电机轴向刚度低、刹车机构、锁定机构、空气过滤装置、后轴承等部件维护空间局促、维护不方便的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于在保持具有小轴承结构的电机的低成本的优点的同时，提高具有小轴承结构的电机的轴向刚度，提高电机固有频率至激励频率以上，避免共振现象发生。

此外，本实用新型的另一目的在于，在增大具有小轴承结构的电机的轴向刚度的情况下，提高电机内部各部件的维护便利性。

本实用新型的一方面提供了一种具有小轴承结构的电机，包括定子、转子、定轴1、转轴2及轴承组件，轴承组件包含前轴承3和后轴承4，转轴2套装在定轴1外侧，转轴2的外周设置有转轴法兰16，定轴1的外周设置有定轴法兰17，转轴法兰16和定轴法兰17具有使电机的固有频率大于电机的激励频率的结构。

本实用新型的另一方面提供了一种风力发电机组，风力发电机组包括上述具有小轴承结构的电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果包括：将定轴、转轴(铸件)与定子、转子连接的法兰直径增大，并在电机内部现有空间基础上，对电机内的附加构件(刹车、锁定、滤棉、人孔)进行合理布局，得到高刚度、高可靠性、成本低、性能好、经济价值高的新型风力发电机。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例的描述，这些和/或其它方面将变得清楚和更容易理解，在附图中：