[发明专利]用于风力机的自支撑机舱结构

说明书

一种用于风力机的自支撑机舱结构(1)，所述自支撑机舱结构(1)设计成在其中容纳传动组件(D)，所述传动组件(D)包括连接到风力机转子轮毂和变速箱(M)的第一轴(S₁)，和连接到所述变速箱(M)和发电机(G)的第二轴(S₂)；所述结构(1)包括：管状的外金属壳体(2)，所述管状的外金属壳体(2)限定纵向轴线(L)以界定用于容纳所述传动组件(D)的空间(3)；具有上端边缘(B)和下端边缘(B')的垂直的管状延伸部(E)，所述上端边缘(B)连接到所述外金属壳体(2)和所述下端边缘(B')固定到塔架(T)；内金属框架(4)，所述内金属框架(4)锚固在所述外金属壳体(2)上且所述内金属框架(4)具有多个横向肋(6)和多个用于将所述横向肋(6)连接在一起的纵向肋(7)；每个所述横向肋(6)在封闭路径中延伸，完全包围所述传动组件(D)，并且所述壳体(2)具有至少一个部分(8)，所述部分(8)具有封闭的横截面，其中至少一个横向肋(6)锚固在所述部分(8)上，以使所述结构(1)整体地和局部地均具有高的扭转和弯曲刚度。

技术领域

本发明涉及使用可再生资源的发电领域，并且涉及用于风力机的机舱结构，特别是用于具有间接驱动发电机的风力机。

背景技术

已知使用风力机的主发电系统包括具有一个或多个叶片的转子和用于将转子连接到包括发电机的传动组件的轮毂。

传动组件，通常称为传动系，可以配置成直接驱动发电机，而不使用插入转子和发电机之间的变速箱装置。

或者，传动组件可包括变速箱元件，用于以高于转子速度的速度驱动发电机。

特别地，在间接系统中，传动组件包括分别连接到转子轮毂和变速箱的输入部的第一轴，以及连接到变速箱的输出部和发电机的第二轴。

在间接系统中，第一轴的旋转速度低于第二轴的旋转速度，由此第一轴通常被称为“慢轴”，第二轴通常被称为“快轴”。

在风力机中，传动组件容纳在由承载金属基座和轻型盖体组成的机舱中。

慢轴通常由容纳在支撑件中的一个或多个轴承支撑，所述支撑件稳固地固定到基座。另一方面，变速箱可以悬挂的方式固定到慢轴的后端。

这里，在操作期间传递到变速箱的转矩通过一个或多个固定在基座上并附接在变速箱壳体上的臂来抵消。

慢轴的后轴承也可以集成在变速箱中，变速箱壳体通过专用臂连接到基座。

在另一种配置中，慢轴不支撑变速箱，变速箱直接固定在基座上，且可能是通过柔性或爪式联轴器连接到慢轴。

变速箱是特别精密的部分，当受到横向力和力矩或从其安装位置的循环位移时可能导致其失效或故障。

然而，在操作中，转子可以通过慢轴传递静止侧负载和循环负载，这可能因疲劳而缩短变速箱的寿命。

基座也可以暴露于由转子产生的并通过轴的轴承传递的负载的动作，并因此在操作中，承受其结构的弯曲和/或扭转，导致变速箱支撑件或传动组件的其他部件从其安装位置的变形和移位。

当变速箱安装到基座上时，慢轴后端的位移可能在变速箱的第一级产生缺陷。

然而，即使当变速箱由慢轴支撑时，基座的位移也会引起壳体的动态振荡，这会对变速箱操作和变速箱级的持续时间产生不利影响。

在这种类型的机舱中，使用的金属基座具有预定的横截面，可以是开放的或封闭的，但具有减小了的高度。

使用这种类型基座的机舱的主要缺点是它们没有足够的结构刚度来保持传动组件的支撑件稳定。

这些基座的相对柔性使传动组件的部件、特别是变速箱的部件产生位移和振荡从而引起失效和故障。