[发明专利]模块化发电机及具有其的风力发电机组

说明书

本发明提供模块化发电机及具有其的风力发电机组。本发明的模块化发电机包括：箱体；发电机单元，设置在箱体内，包括转子和定子；发电机转轴，其一端连接在转子，且发电机转轴上设置有带轮。本发明的模块化发电机可以根据需求灵活布置在机舱上部和机舱内部等，且可以作为独立的子系统实现单独更换和维修，降低了维护成本。

技术领域

本发明涉及一种模块化发电机以及包括该模块化发电机的风力发电机组。该模块化发电机除了风力发电领域，还可以应用于其他领域。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械能的动力机械。目前，主流的发电机组主要分为两大类，即没有增速传动系统的直驱式风力发电机组和带有增速传动系统的双馈式风力发电机组。

然而，这两种不同的发电机组形式都有其弊端。对于直驱式风力发电机组，如图1所示，(1)由于叶片1、轮毂2和发电机5a等主要重量部件均位于塔架6的前部，所以导致直驱式机头的重心在塔架6的前部，在重力作用下在塔架6上形成较大的弯矩，导致需要增加塔架的强度来保证整体的受力平衡，这无疑会增加产品的成本；(2)由于没有增速系统，所以直驱式风力发电机组的发电机较大，且叶片1、轮毂2、动轴4和发电机转子连接为一体、一起转动，所以机头的重力作用会影响发电机的定子和转子的间隙。图1中未说明的符号3表示主轴，7a表示机舱底座，8表示机舱。

对于双馈风力发电机组，如图2所示，伸入到机舱内的主轴3由设置在机舱底座7b的轴承支撑，作用在叶片1上的风带动轮毂2和主轴3转动，转动扭矩经由齿轮箱9、联轴器10输入到发电机5b中。由于其传动链相比直驱风力发电机组长，且风力发电机设计寿命20年，因此在长期高速运转过程中，不可避免的，双馈风力发电机组容易发生更多的故障。比如，双馈风力发电机组的齿轮箱在运转一定时间后，由于密封垫的磨损，容易导致齿轮箱漏油，污染机组内部和环境。同时，由于含有较多的高速传动部件，且含有较多的润滑剂，所以需要进行更多的定期加脂、加油，增加了维护成本费用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种模块化的发电机，使得发电机可以根据需求灵活布置，且具有更好的维护特性。

本发明的目的还在于，提供一种新型风力发电机传动和结构方案，解决现有直驱机组重心在前和双馈机组维修繁琐等缺陷。

根据本发明的一方面，提供一种模块化发电机，模块化发电机包括：箱体；发电机单元，设置在箱体内，发电机单元包括转子和定子；发电机转轴，其一端连接在转子，发电机转轴上设置有带轮。

优选地，箱体的上方或下方设有开口，以使套设在带轮上的传动带穿过，或者发电机转轴延伸到箱体外部，带轮设置在发电机转轴的延伸到外部的部分。

优选地，发电机转轴上设置有沿轴向彼此分开的多个带轮。

根据本发明的一方面，提供一种风力发电机组，包括：塔架；机舱，设置在塔架的顶部；轮毂，轮毂上安装有叶片；主轴，主轴可转动地安装在机舱内，主轴的一端连接在轮毂，另一端延伸至机舱内部。风力发电机组包括前述的模块化发电机，模块化发电机安装在机舱的外部或内部，主轴上设置有驱动带轮，驱动带轮通过传动带直接连接到带轮，以驱动发电机转轴转动。

优选地，机舱的外部或内部安装有多个模块化发电机，与之对应地主轴上设置有多个驱动带轮。

优选地，模块化发电机安装在机舱的顶部，机舱的顶部设有开口，以使传动带穿过并连接到带轮上。

优选地，主轴和发电机转轴上下平行设置。

优选地，模块化发电机安装在机舱的顶部，机舱的上表面上设有安装块，用于安装模块化发电机。

优选地，发电机转轴上设置有沿轴向彼此分开的多个带轮。

优选地，多个带轮与一个传动带接触，或者每个带轮分别与一个传动带接触。