一种转子制动结构及半直驱风力发电机的制作方法

专利2025-10-09  10


本发明属于风力发电机,涉及一种转子制动结构及半直驱风力发电机。


背景技术:

1、风力发电作为当今世界清洁可再生能源开发利用中技术最成熟、发展最迅速、商业化前景最广阔的发电方式之一,已受到广泛重视。传统的直驱风力发电机、双馈风力发电机缺点严重影响行业发展,为了更科学地、更大限度地合理利用自然资源,提高风力发电机的机组容量和设计制造技术成为发展中亟需解决的问题。半直驱技术路线作为直驱与双馈技术路线的集成,兼顾二者的优点,系统采用一级或两级齿轮箱增速,电机转速较直驱高,体积大大减小,是当前研制更大功率的风力发电机的主要技术方向。由于风电竞争,各主机厂要求在保证可靠性的前提下不断降低发电机成本。

2、目前,各发电机厂家在半直驱发电机上使用的刹车制动方案基本一致,如图4所示,刹车制动系统安装于发电机上,发电机由定子装配、转子装配及后端盖5装配组成。制动器4安装于后端盖5设置的制动器4安装接口上,后端盖5通过螺栓与发电机机座2连接,机座通过螺栓与齿轮箱端盖连接,刹车盘3通过螺栓与转接筒9连接,转接筒9通过螺栓固定在法兰盘6上,法兰盘6中心位置与齿轮箱输出轴连接,外圆与转子支架1连接,当转子装配处于旋转状态时,通过启动制动器4闸体与刹车盘3摩擦实现转子制动。但是,由于刹车盘3与制动器4在整个装配尺寸链上有7处装配接口,涉及多个部件,而转接筒9、后端盖5刚度较差,就会导致刹车盘3装配完成后,轴向、径向跳动无法满足装配要求;如果提高加工过精度、结构件刚度,会导致发电机成本升高。同时,发电机在高速旋转过程中,由于装配偏差较大、结构件刚度不足,存在制动器4与刹车盘3干涉现象发生。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提出一种发电机转子制动结构及半直驱风力发电机。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、一种发电机转子制动结构,刹车机构设置在转子支架上,制动器设置于发电机机座的后端盖上,所述刹车机构与制动器相互配合,实现制动功能。

4、进一步地,所述刹车机构为刹车盘,所述刹车盘安装于转子支架磁轭端面、磁极的端面形成的水平端面上,所述水平端面位于靠近后端盖的位置,所述刹车盘与水平端面相连接。

5、进一步地,所述后端盖为阶梯形,所述后端盖包括第一阶梯端面和第二阶梯端面,所述第二阶梯端面与制动器的侧面相螺接。

6、进一步地,所述刹车盘上设置有第一通孔,所述第一通孔位于靠近刹车盘外边沿的位置上,所述磁极端面上设置有第二通孔,所述第一通孔和第二通孔内设置有同一磁极拉杆。

7、进一步地,所述刹车盘上沿周向设置有t型散热通道,所述t型散热通道包括轴向通道和径向通道,所述轴向通道的两端均连通至外部环境,所述径向通道的第一端与轴向通道相连通,所述径向通道的第二端连通至外部环境。

8、进一步地,所述刹车盘上设置有用于螺接转子支架磁轭端面的螺纹孔。

9、进一步地,所述第一阶梯端面的外边缘与发电机机座相螺接。

10、进一步地,所述刹车机构为转子支架磁轭在朝向后端盖的方向上延长形成的刹车环,所述制动器的侧面与后端盖的内圆面相连接。

11、进一步地,所述制动器的闸体摩擦片为弧形摩擦片,所述弧形摩擦片的尺寸与刹车环内外径匹配。

12、本发明还公开了一种半直驱风力发电机,包括上述任一项所述的转子制动结构。

13、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

14、1.本发明将刹车盘安装在转子支架磁轭端面,可提升磁轭的径向刚度,改善刹车盘轴向跳动,能够相互加强,提升发电机整体结构强度,并且,取消转接筒安装,减少接口转接数量,降低装配误差累积,减轻发电机重量,实现发电机降本设计。

15、2.本发明通过缩短制动器安装孔与机座法兰距离,改善后端盖受力状态,避免刹车过程中的形变过大风险。

16、3.本发明能够减少刹车盘与制动器在整个装配尺寸链上的零部件数量,减少因公差累积或装配精度不足导致的刹车盘轴向、径向跳动无法满足装配要求的现象。

17、4.本发明利用转子支架自身刚度,提升刹车盘刚度,避免刹车盘在高速旋转时因刚度不足导致的与制动器干涉现象。



技术特征:

1.一种发电机转子制动结构,其特征在于,包括刹车机构,所述刹车机构设置在转子支架(1)上,制动器(4)设置于发电机机座(2)的后端盖(5)上,所述刹车机构与制动器(4)相互配合,实现制动功能。

2.根据权利要求1所述的一种发电机转子制动结构,其特征在于,所述刹车机构为刹车盘(3),所述刹车盘(3)安装于转子支架磁轭端面、磁极(8)的端面形成的水平端面(7)上,所述水平端面(7)位于靠近后端盖(5)的位置,所述刹车盘(3)与水平端面(7)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种发电机转子制动结构,其特征在于,所述后端盖(5)为阶梯形,所述后端盖(5)包括第一阶梯端面和第二阶梯端面,所述第二阶梯端面与制动器(4)的侧面相螺接。

4.根据权利要求3所述的一种发电机转子制动结构,其特征在于,所述第一阶梯端面的外边缘与发电机机座(2)相螺接。

5.根据权利要求2所述的一种发电机转子制动结构,其特征在于,所述刹车盘(3)上设置有第一通孔,所述第一通孔位于靠近刹车盘(3)外边沿的位置上,所述磁极(8)端面上设置有第二通孔,所述第一通孔和第二通孔内设置有同一磁极拉杆(7-2)。

6.根据权利要求2所述的一种发电机转子制动结构,其特征在于,所述刹车盘(3)上沿周向设置有t型散热通道,所述t型散热通道包括轴向通道和径向通道,所述轴向通道的两端均连通至外部环境,所述径向通道的第一端与轴向通道的中部相连通,所述径向通道的第二端连通至外部环境。

7.根据权利要求2所述的一种发电机转子制动结构,其特征在于,所述刹车盘(3)上沿周向均匀设置有多圈轴向圆孔,所述轴向圆孔内设置有磁铁。

8.根据权利要求1所述的一种发电机转子制动结构,其特征在于,所述刹车机构为转子支架磁轭在朝向后端盖(5)的方向上延长形成的刹车环,所述制动器(4)的侧面与后端盖(5)的内圆面相连接。

9.根据权利要求8所述的一种发电机转子制动结构,其特征在于,所述制动器(4)的闸体摩擦片为弧形摩擦片,所述弧形摩擦片的尺寸与刹车环内外径匹配。

10.一种半直驱风力发电机,其特征在于,包括如权利要求1~9任一项所述的转子制动结构。


技术总结
本发明属于风力发电机技术领域,涉及一种转子制动结构及半直驱风力发电机。本方案在现有技术方案的基础上,取消转接筒结构,将刹车盘通过螺栓安装至转子支架磁轭端面。转子支架磁轭内圆通过止口与刹车盘配合,刹车盘可在径向对转子支架磁轭起到支撑作用,因此转子支架可取消现有技术中靠近刹车盘一侧圆周均布的筋板。刹车盘由外圆与制动器配合实现刹车变更为通过内圆与制动器配合实现刹车功能,转子支架磁轭轴向刚度较大,与刹车盘连接后可有效提高刹车盘的轴向刚度,进而提高轴向跳动,提高装配精确。本方案取消转接筒安装,减少装配转接配合,提高装配精度,降低了发电机的制造成本。

技术研发人员:杨杰,王刚,袁源
受保护的技术使用者:西安中车永电捷力风能有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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