一種發(fā)電機定子支架及應用其的直驅(qū)強制風冷風力發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)電機定子支架及應用其的強制風冷直驅(qū)風力發(fā)電機，所述定子支架包括環(huán)形中隔板，所述中隔板的內(nèi)環(huán)用于與所述發(fā)電機的主軸連接，所述中隔板的外環(huán)邊際呈齒輪形；其中所述齒輪的齒頂上固定有固定夾板，所述齒輪的齒根部固定有立柱，所述齒輪的齒面上固定有筋板，所述固定夾板、立柱與筋板均垂直于所述中隔板的環(huán)面。本發(fā)明的定子支架大大提高了定子支架的剛度，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、作用可靠等優(yōu)點，尤其適用于具有大直徑發(fā)電機的直驅(qū)強制風冷風力發(fā)電機。
【專利說明】一種發(fā)電機定子支架及應用其的直驅(qū)強制風冷風力發(fā)電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種發(fā)電機定子支架及應用其的直驅(qū)強制風冷風力發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風力發(fā)電技術(shù)的高速發(fā)展，風力發(fā)電機組專用發(fā)電機朝著高可靠性、低維護量、減少組件、降低成本、效率高、集成度高等方向發(fā)展，因此近年來直驅(qū)風力發(fā)電機得到快速的發(fā)展。
[0003]直驅(qū)風機的發(fā)電機一般包括轉(zhuǎn)子和定子，定子包括定子支架，通過該支架固定鐵心和線圈。由于定子與轉(zhuǎn)子間需要保持很小而且穩(wěn)定的氣隙，而鐵心和線圈很重(往往能占電機重量的40%以上)，同時運行過程中還要受到很大的磁場力作用，這就要求定子支架的剛度很高，才能使得在風機工作狀態(tài)下保持氣隙穩(wěn)定不變。
[0004]相對于雙饋式風機而言，直驅(qū)風機的發(fā)電機直徑要大得多，而且隨著單機容量不斷增長，直徑也必須做到更大，這就進一步增加了定子支架的加工難度，并且剛度問題很難保證。針對大直徑發(fā)電機的結(jié)構(gòu)件，減輕重量和增加剛度成為目前尤為重要的問題。經(jīng)過檢索專利及有關(guān)文獻，現(xiàn)有專利(申請?zhí)?1813973)所述的定子支架，是一種多個條組件組成支撐臂的定子支架結(jié)構(gòu)，主要功能是減重和降噪；而專利(申請?zhí)?01310009600)提出一種用于直驅(qū)發(fā)電機的內(nèi)定子支架，是應用于雙定子永磁直驅(qū)風力發(fā)電機內(nèi)定子的支撐，但對于直驅(qū)風機的發(fā)電機的大直徑定子支架的剛度問題沒有很好的解決。
[0005]由此可知，隨著大容量的風機的出現(xiàn)，定子支架的剛度問題越來越受到重視，而如何設(shè)計一個適應于直驅(qū)風機的大直徑發(fā)電機的、重量輕且剛度好的定子支架，實屬當前重要的研究課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的是提供一種發(fā)電機定子支架，使其剛度好、適應于具有大直徑發(fā)電機的直驅(qū)風機，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、作用可靠等優(yōu)點，從而克服現(xiàn)有的定子支架剛度不足、缺乏重量輕且剛度好的適于直驅(qū)風機的大直徑發(fā)電機的定子支架的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種發(fā)電機定子支架，包括環(huán)形中隔板，所述中隔板的內(nèi)環(huán)用于與所述發(fā)電機的主軸連接，所述中隔板的外環(huán)邊際呈齒輪形；其中所述齒輪的齒頂上固定有固定夾板，所述齒輪的齒根部固定有立柱，所述齒輪的齒面上固定有筋板，所述固定夾板、立柱與筋板均垂直于所述中隔板的環(huán)面。
[0009]進一步地，所述每個齒頂上連接一個所述固定夾板，所述筋板與所述固定夾板固定連接，每間隔一個所述齒根設(shè)置一個所述立柱，當齒根處設(shè)有立柱時，所述筋板與所述立柱固定連接。
[0010]進一步地，所述固定夾板、立柱及筋板均焊接在所述中隔板上，所述筋板與所述固定夾板和所述立柱焊接。
[0011]進一步地，所述中隔板與所述立柱之間固定連接有翼板，且所述中隔板和立柱均與所述翼板垂直。
[0012]進一步地，所述中隔板內(nèi)環(huán)通過中法蘭與所述主軸連接，所述中法蘭與所述中隔板為一體結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步地，所述中隔板環(huán)面的上下兩側(cè)分別設(shè)置有側(cè)環(huán)板，所述固定夾板與立柱均伸出所述中隔板環(huán)面的上下兩側(cè)，所述側(cè)環(huán)板的外環(huán)與所述固定夾板固定連接，所述側(cè)環(huán)板的內(nèi)環(huán)與所述立柱固定連接，所述側(cè)環(huán)板的環(huán)面與所述筋板固定連接。
[0014]進一步地，所述上下兩個側(cè)環(huán)板與所述中隔板平行且等距，所述固定夾板的兩個端部分別固定在兩個側(cè)環(huán)板的外環(huán)面上；所述立柱一端固定在一個側(cè)環(huán)板的內(nèi)環(huán)面，另一端與另一個側(cè)環(huán)板的內(nèi)環(huán)固定后沿軸向向外伸出，所有立柱的伸出端位于同一環(huán)面內(nèi)并通過法蘭互相固定連接在一起。
[0015]進一步地，所述中隔板上及所述筋板上均開有孔。
[0016]進一步地，所述中隔板同側(cè)的每兩個相鄰的立柱之間密封連接有蓋板，所述蓋板的上、下邊界分別與所述側(cè)環(huán)板、所述中隔板密封連接。
[0017]本發(fā)明的另一個目的是提供一種應用上述定子支架的直驅(qū)強制風冷風力發(fā)電機。采用如下技術(shù)方案:
[0018]一種直驅(qū)強制風冷風力發(fā)電機，包括上述的定子支架，所述連接立柱伸出端的法蘭與所述風力發(fā)電機的塔架法蘭固定連接。
[0019]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:
[0020](I)由于采用具有齒輪形結(jié)構(gòu)的中隔板，支架附件可通過焊接固定在各齒的齒頂、齒根以及齒面上，使傳統(tǒng)的大而長的焊縫通過齒輪型中隔板轉(zhuǎn)變?yōu)槎潭〉摹癡”型交錯的焊縫，這種焊接方式的焊縫都不互相連通，大大地減小了焊接應力，可減少由于焊接應力引起的變形，同時焊接強度增加，定子支架的結(jié)構(gòu)剛度增加。
[0021](2)中隔板與中法蘭的連體結(jié)構(gòu)，不僅省略了鍛件法蘭材料費用，關(guān)鍵也省去了中法蘭焊接造成的焊接變形。
[0022](3)中隔板設(shè)置的多個橢圓孔可用于現(xiàn)場人員維護出入的通道，同時也是空氣進入電機的主要通道，同時還可用于安裝葉輪鎖定裝置。筋板上所開橢圓孔，一方面可以減重，另一方面利于形成直驅(qū)強制風冷風力機的強制風冷通風道。
[0023](4)本發(fā)明的定子支架結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，作用可靠，免于維護，并且有很強的通用性和適用性，對大型兆瓦級的內(nèi)定子直驅(qū)風力發(fā)電機都可安裝。
[0024](5)本發(fā)明的技術(shù)方案實施方便，簡易可靠，技術(shù)具有前瞻性，針對大直徑風機的發(fā)電機結(jié)構(gòu)件增加剛度提供了一種解決思路與途徑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0026]圖1是本發(fā)明的發(fā)電機定子支架整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是中隔板與各支架附件的連接關(guān)系示意圖。[0028]圖3是用于強制風冷直驅(qū)風力發(fā)電機的本發(fā)明的定子支架結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]請參閱圖1、2所示，本發(fā)明的一種發(fā)電機定子支架，包括環(huán)形中隔板1，所述中隔板I的內(nèi)環(huán)用于與所述發(fā)電機的主軸連接，所述中隔板I的外環(huán)邊際呈齒輪形；其中所述齒輪的齒頂上固定有固定夾板5，所述齒輪的齒根部固定有立柱7，所述齒輪的齒面上固定有筋板6，所述固定夾板5、立柱7與筋板6均垂直于所述中隔板I的環(huán)面。
[0030]中隔板I處于定子支架的中央位置，其外環(huán)加工為齒輪形，其內(nèi)環(huán)通過中法蘭2與發(fā)電機主軸連接，所述中法蘭2與所述中隔板I可以設(shè)置為一體結(jié)構(gòu)，由一塊鋼板加工而成這樣有利于減少焊接帶來的殘余應力變形，同時也省去了由于探傷帶來的費用。
[0031]固定夾板5焊接于中隔板I齒形的各個齒頂，數(shù)量宜與齒數(shù)一致；立柱7焊接于中隔板齒根處，沿所述中隔板的I外環(huán)圓周均勻分布設(shè)置。優(yōu)選地，如圖2中所示，每個齒頂上連接一個所述固定夾板5，固定夾板5與立柱7通過齒面上的的筋板6相連；立柱7分布方式設(shè)為隔齒均布，即每間隔一個所述齒根設(shè)置一個所述立柱7，當齒根處設(shè)有立柱7時，所述筋板6與所述立柱7固定連接。即筋板6有兩種連接形式:一種連接立柱7和固定夾板5，另一種連接中隔板I和固定夾板5，連接方式均采用焊接。
[0032]如上所述，采用具有齒輪形結(jié)構(gòu)的中隔板1，固定夾板5、筋板6、立柱7等支架附件焊接在各齒的齒頂、齒根以及齒面上，使傳統(tǒng)的大而長的焊縫通過具有齒輪形外環(huán)的中隔板I轉(zhuǎn)變?yōu)槎潭〉摹癡”型交錯的焊縫。這種焊接方式的焊縫都不互相連通，大大地減小了焊接應力，同時增加了焊接強度。
[0033]所述固定夾板5與立柱7均伸出所述中隔板I環(huán)面的上下兩側(cè)，優(yōu)選固定夾板5高度的中間位置焊接在齒頂處。在所述中隔板I環(huán)面的上下兩側(cè)分別設(shè)置有側(cè)環(huán)板10，所述側(cè)環(huán)板10的外環(huán)與所述固定夾板5固定連接，所述側(cè)環(huán)板10的內(nèi)環(huán)與所述立柱7固定連接，所述側(cè)環(huán)板10的環(huán)面與所述筋板6固定連接。同樣地，兩塊側(cè)環(huán)板10與其他支架附件的連接方式優(yōu)選焊接。
[0034]所述上下兩個側(cè)環(huán)板10優(yōu)選與所述中隔板I平行且等距，所述固定夾板5的兩個端頭分別固定在兩個側(cè)環(huán)板10的外環(huán)面上；所述立柱7 —端固定在一個側(cè)環(huán)板10的內(nèi)環(huán)面，另一端與另一個側(cè)環(huán)板10的內(nèi)環(huán)固定后沿軸向向外伸出，所有立柱7的伸出端位于同一環(huán)面內(nèi)并通過法蘭9互相固定連接在一起。法蘭9將各立柱7環(huán)狀延伸連接起來，進一步使定子支架內(nèi)外形成一個整體的剛性結(jié)構(gòu)。安裝時，法蘭9用于與風力發(fā)電機的塔架法蘭固定連接。
[0035]為進一步增強剛度性能，中隔板I的上下兩側(cè)環(huán)面上可設(shè)有沿圓周方向均勻排列的若干個翼板4，翼板4呈直角三角形，其兩個直角邊分別焊接于立柱7和中隔板I上。在中隔板I的環(huán)面還設(shè)置有多個橢圓孔3，所述翼板4布控時需要避開中隔板I上的橢圓孔
3。此處橢圓孔3除了作為定子支架本身的減重孔外還有以下作用:a、外界空氣進入電機的最主要通道；b、現(xiàn)場人員的維護時出入電機通道；c、可用于安裝葉輪鎖定裝置。
[0036]筋板6上也設(shè)有若干孔，一方面用于為定子支架減重，另一方面，當本發(fā)明的定子支架應用于強制風冷風力發(fā)電機，筋板6上的橢圓孔8用于配合形成強制風冷通風道。請配合參閱圖3所示，相鄰的兩個所述立柱7之間密封連接有蓋板13，所述蓋板13的上、下邊界分別與所述中隔板1、所述側(cè)環(huán)板10密封連接。蓋板14可以由鈑金件加以橡膠條組成，將各相鄰立柱7與中隔板I以及側(cè)環(huán)板10形成的方形框狀封蓋起來。由于在中隔板I的上下兩側(cè)，蓋板14呈圓周分布于定子支架內(nèi)側(cè)，因此定子疊片后將與轉(zhuǎn)子形成一個密閉空間，從而形成了強制風冷通道，風的流向如圖2中箭頭所示，最后熱風由通風管道11排出。
[0037]請繼續(xù)配合參閱圖3，通風管道11為鈑金件盒體，與定子支架通過螺栓連接，并通過橡膠管與外部設(shè)置的空氣交換機連接，定子內(nèi)部的熱空氣依靠空氣交換機提供動力經(jīng)通風管道沿橡膠管引出。通風管道11的數(shù)量可按照電機功率的變化適當增加。
[0038]軸向濾盒13設(shè)置在中隔板I上的橢圓孔3上，由鈑金框架和中部的固定濾棉組成，也通過螺栓與定子支架連接，其作用是冷空氣進入電機的主要通道，濾棉有過濾空氣的作用。
[0039]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的一種發(fā)電機定子支架，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，作用可靠，免于維護，并且有很強的通用性和適用性，對大型兆瓦級的內(nèi)定子直驅(qū)風力發(fā)電機都可安裝。尤為重要的是，在重量輕的同時，大大增加了定子支架的剛度，簡化了制造工藝并省去了大量的加工工裝，從而為開發(fā)直驅(qū)電機的大直徑定子支架的剛度問題提供了一種解決思路與途徑。對于直驅(qū)風力發(fā)電機及相關(guān)結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)業(yè)化有很大的促進作用。
[0040]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電機定子支架，其特征在于，包括環(huán)形中隔板，所述中隔板的內(nèi)環(huán)用于與所述發(fā)電機的主軸連接，所述中隔板的外環(huán)邊際呈齒輪形；其中所述齒輪的齒頂上固定有固定夾板，所述齒輪的齒根部固定有立柱，所述齒輪的齒面上固定有筋板，所述固定夾板、立柱與筋板均垂直于所述中隔板的環(huán)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機定子支架，其特征在于，所述每個齒頂上連接一個所述固定夾板，所述筋板與所述固定夾板固定連接，每間隔一個所述齒根設(shè)置一個所述立柱，當齒根處設(shè)有立柱時，所述筋板與所述立柱固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機定子支架，其特征在于，所述固定夾板、立柱及筋板均焊接在所述中隔板上，所述筋板與所述固定夾板和所述立柱焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機定子支架，其特征在于，所述中隔板與所述立柱之間固定連接有翼板，且所述中隔板和立柱均與所述翼板垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機定子支架，其特征在于，所述中隔板內(nèi)環(huán)通過中法蘭與所述主軸連接，所述中法蘭與所述中隔板為一體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的發(fā)電機定子支架，其特征在于，所述中隔板環(huán)面的上下兩側(cè)分別設(shè)置有側(cè)環(huán)板，所述固定夾板與立柱均伸出所述中隔板環(huán)面的上下兩側(cè)，所述側(cè)環(huán)板的外環(huán)與所述固定夾板固定連接，所述側(cè)環(huán)板的內(nèi)環(huán)與所述立柱固定連接，所述側(cè)環(huán)板的環(huán)面與所述筋板固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電機定子支架，其特征在于，所述上下兩個側(cè)環(huán)板與所述中隔板平行且等距，所述固定夾板的兩個端部分別固定在兩個側(cè)環(huán)板的外環(huán)面上；所述立柱一端固定在一個側(cè)環(huán)板的內(nèi)環(huán)面，另一端與另一個側(cè)環(huán)板的內(nèi)環(huán)固定后沿軸向向外伸出，所有立柱的伸出端位于同一環(huán)面內(nèi)并通過法蘭互相固定連接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電機定子支架，其特征在于，所述中隔板上及所述筋板上均開有孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電機定子支架，其特征在于，所述中隔板同側(cè)的每兩個相鄰的立柱之間密封連接有蓋板，所述蓋板的上、下邊界分別與所述側(cè)環(huán)板、所述中隔板密封連接。
10.一種直驅(qū)強制風冷風力發(fā)電機，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的定子支架，所述連接立柱伸出端的法蘭與所述風力發(fā)電機的塔架法蘭固定連接。
【文檔編號】H02K1/18GK103986253SQ201410240891
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】裴子榮 申請人:北京天源科創(chuàng)風電技術(shù)有限責任公司