永磁直驱风力发电机及其装配方法与流程

本发明涉及风力发电领域，特别涉及一种永磁直驱风力发电机及其装配方法。

背景技术：

直驱永磁式风力发电机为采用永磁发电机且风轮与电机直接耦合的风力发电机，其取消了沉重的增速齿轮箱，具有高效率、低噪声、高寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等诸多优点，因此，直驱式风力发电机作为第三代风力发电技术，发展越来越迅速，拥有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。

直驱型风力发电机主要由定子和转子组成，定子与定轴通过法兰连接，转子与转轴也是通过法兰连接，定轴和转轴轴承连接以实现转子与定子的相对转动。现有技术中因定轴和转轴的结构，在装配时，需要先将定子和定轴连接、转子和转轴连接，然后再装配定轴和转轴，也就是在装配定轴和转轴时需要连同转子和定子一起装配。随着直驱风力发电机尺寸越来越大，重量越来越重，因此对吊装要求越来越高，按照以上装配顺序占用大型起重机，不利于批量化生产。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的转轴和定轴的结构导致在装配定轴和转轴时，需要连同转子和定子一起装配，占用大型起重机，不利于批量生产的缺陷，提供一种永磁直驱风力发电机及其装配方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种永磁直驱风力发电机，包括转子、定子、转轴和定轴，其特点在于，所述转轴上设有转轴法兰，所述定子上设置有定子法兰，所述定轴上设有定轴法兰和前机架法兰，所述前机架法兰位于所述定轴的一端，所述转轴套设于所述定轴的另一端，所述定轴法兰在所述定轴的轴向上位于所述前机架法兰和转轴法兰之间，所述转子与所述转轴法兰连接，其中所述定子法兰和所述定轴法兰的朝向所述前机架法兰的端面相连接且所述定轴法兰和所述定子法兰的直径均大于所述前机架法兰的直径，或所述定子法兰和所述定轴法兰的朝向所述转轴法兰的端面相连接且所述定轴法兰和所述定子法兰的直径均大于所述转轴法兰的直径。

在本方案中，通过改变定轴法兰和前机架法兰的结构，或者，改变定轴法兰和转轴法兰的结构，使得在装配时前机架法兰或者转轴法兰不会干涉定子，从而实现对装配顺序的优化，实现先将定轴和转轴组装以后，最后再装配转子和定子，减少对大型装配起重机的占用时间，以利于大型永磁直驱风力发电机的批量化安装。

较佳地，所述转轴和所述定轴之间连接有轴承。

在本方案中，在转轴和定轴之间连接轴承以实现转轴相对于定轴的转动。

较佳地，所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承靠近所述定子法兰，所述第二轴承远离所述定子法兰。

在本方案中，在转轴的两端都设置轴承，利于提高转轴相对于定轴转动的平稳性，也就是转子相对于定轴和定子转动的平稳性。

较佳地，所述转子和所述转轴法兰螺栓连接，所述定子法兰和所述定轴法兰螺栓连接。

在本方案中，螺栓连接便于拆卸，维修方便。

较佳地，所述转子上设置有转子法兰，所述转子法兰上设置有若干第一通孔，所述转轴法兰上设置有若干第一螺纹孔，所述第一通孔和所述第一螺纹孔一一对应。

较佳地，所述定子法兰上设置有若干第二通孔，所述定轴法兰上设置有若干第二螺纹孔，所述第二通孔和所述第二螺纹孔一一对应。

在本方案中，在定子法兰和转子法兰上设置通孔，便于螺栓穿过，在定轴法兰和转轴法兰上设置螺纹孔便于螺栓的固定。

较佳地，所述转子包括转子本体和转子盖板，所述转子盖板与所述转子本体连接，所述转子盖板在靠近所述前机架法兰的一侧与所述定子间隔设置，所述转子本体与所述转轴法兰连接，所述转子本体和所述转子盖板同时绕着所述定子和所述定轴旋转。

在本方案中，将转子设置成两部分，为了避免在转子和定子装配时因干涉无法装配，因此将转子设置成两部分，以便于转子和定子的装配。

较佳地，所述转子盖板为圆环状，所述转子盖板与所述转子本体螺栓连接。

在本方案中，转子盖板设置为圆环状，一方面便于转子盖板与转子本体的连接，另一方面有利于提高转子盖板随着转轴转动时的平稳性，而且也便于加工。转子盖板与转子本体螺栓连接，有利于安装和拆卸。

一种装配方法，用于对如上所述的永磁直驱风力发电机进行装配，其特点在于，所述装配方法包括如下步骤：

s1：将所述转轴与所述定轴通过轴承连接；

s2：若所述定轴法兰和所述定子法兰的直径均大于所述前机架法兰的直径，进入步骤s2.1，若所述定轴法兰和所述定子法兰的直径均大于所述转轴法兰的直径，则进入步骤s2.2，

s2.1:将已连接好的所述转轴和所述定轴的整体吊装套入所述转子本体内，并将所述转子法兰与所述转轴法兰连接，然后将所述定子从所述前机架法兰的一侧套入所述定轴上并与所述定轴法兰连接；

s2.2：将所述定子吊装，从所述转轴的一端套入已连接好的所述转轴和所述定轴的整体内，并将所述定子与所述定轴法兰连接，然后将所述转子本体吊装套入所述转轴并与所述转轴法兰连接，

完成步骤s2.1或者步骤s2.2之后，

s3：将所述转子盖板与所述转子本体连接。

在本方案中，先用小型起重机将定轴和转轴组装成一个小装配体，然后根据定轴法兰的结构特点，完成转子和定子的组装，整个过程大大降低了大型起重机的使用量。生产车间小吨位起重机数量远多于大吨位起重机数量，因此该装配顺序可以同时开展多台发电机的装配，有利于批量生产。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过对永磁直驱风力发电机的定轴法兰的结构进行改进，从而使得在装配时，可以先将转轴和定轴组装成一个小装配体，然后再根据定轴法兰的结构特点安装定子和转子本体。这种装配顺序大大降低了大型起重机的使用量，有利于同时开展多台发电机的装配，利于批量生产。

附图说明

图1为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机的结构示意图。

图2为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机中的定轴的结构示意图。

图3为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机中的第一轴承装入定轴后的结构示意图。

图4为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机中的转轴套入第一轴承后的结构示意图。

图5为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机中的第二轴承装入转轴和定轴之间后的结构示意图。

图6为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机中的转子本体与转轴法兰连接后的结构示意图。

图7为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机中的定子与定轴法兰连接后的结构示意图。

图8为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机中的转子盖板与转子本体连接后的结构示意图。

图9为本发明实施例1的永磁直驱风力发电机中的装配流程示意图。

图10为本发明实施例2的永磁直驱风力发电机的结构示意图。

图11为本发明实施例2的永磁直驱风力发电机中的定子与定轴法兰连接后的结构示意图。

图12为本发明实施例2的永磁直驱风力发电机中的转子本体与转轴法兰连接后的结构示意图。

图13为本发明实施例2的永磁直驱风力发电机中的转子盖板与转子本体连接后的结构示意图。

图14为本发明实施例2的永磁直驱风力发电机中的装配流程示意图。

附图标记说明：

定轴10

定轴法兰101

前机架法兰102

转轴20

转轴法兰201

转子30

转子本体301

转子盖板302

转子法兰303

定子40

定子法兰401

第一轴承50

第二轴承60

s1～s3步骤

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种永磁直驱风力发电机，包括转子30、定子40、转轴20和定轴10，转轴20上设有转轴法兰201，定子40上设置有定子法兰401，定轴10上设有定轴法兰101和前机架法兰102，前机架法兰102位于定轴10的一端，转轴20套设于定轴10的另一端，定轴法兰101在定轴10的轴向上位于前机架法兰102和转轴法兰201之间，转子30和转轴法兰201连接，其中定子法兰401和定轴法兰101的朝向前机架法兰102的端面相连接且定轴法兰101和定子法兰401的直径均大于前机架法兰102的直径。

通过改变定轴法兰101和前机架法兰102的结构，使得在装配时前机架法兰102不会干涉定子法兰401套入定轴10上，从而实现对装配顺序的优化，实现先将定轴10和转轴20组装以后，最后再装配转子30和定子40，减少对大型装配起重机的占用时间，以利于大型永磁直驱风力发电机的批量化装配。

转轴20和定轴10之间连接有轴承。轴承包括第一轴承50和第二轴承60，第一轴承50靠近定子法兰401，第二轴承60远离定子法兰401。其中，在转轴20和定轴10之间连接轴承以实现转轴20相对于定轴10的转动。在转轴20的两端都设置轴承，利于提高转轴20相对于定轴10转动的平稳性，也就是转子30相对于定轴10和定子40转动的平稳性。

转子30和转轴法兰201螺栓连接，定子法兰401和定轴法兰101螺栓连接。转子30上设置有转子法兰303，转子法兰303上设置有若干第一通孔，转轴法兰201上设置有若干第一螺纹孔，第一通孔和第一螺纹孔一一对应。定子法兰401上设置有若干第二通孔，定轴法兰101上设置有若干第二螺纹孔，第二通孔和第二螺纹孔一一对应。其中，螺栓连接便于拆卸，维修方便。在定子法兰401和转子法兰303上设置通孔，便于螺栓穿过，在定轴法兰101和转轴法兰201上设置螺纹孔便于螺栓的固定。

转子30包括转子本体301和转子盖板302，转子盖板302与转子本体301连接，转子盖板302在靠近前机架法兰102的一侧与定子40间隔设置，转子本体301与转轴法兰201连接，转子本体301和转子盖板302同时绕着定子40和定轴10旋转。转子盖板302为圆环状，转子盖板302与转子本体301螺栓连接。其中，将转子30设置成两部分，为了避免在转子30和定子40装配时因干涉无法装配，因此将转子30设置成两部分，以便于转子30和定子40的装配。转子盖板302设置成圆环状，一方面便于转子盖板302与转子本体301的连接，另一方面有利于提高转子盖板302随着转轴20转动时的平稳性，而且也便于加工。转子盖板302与转子本体301螺栓连接，有利于安装和拆卸。

本实施例还提供了一种装配方法，用于对如上的永磁直驱风力发电机进行装配，如图2至图9所示，永磁直驱风力发电机的装配方法包括如下步骤：

s1：将转轴20与定轴10通过第一轴承50和第二轴承60连接；

s2.1:将已连接好的转轴20和定轴10的整体吊装套入转子本体301内，并将转子法兰303与转轴法兰201连接，然后将定子40从前机架法兰102的一侧套入定轴10上并与定轴法兰101连接；

s3：将转子盖板302与转子本体301连接。

在本实施例中，定子法兰401和定轴法兰101的直径均大于前机架法兰102的直径，因此在装配时，先将第一轴承50套入定轴10上，然后将转轴20的一端从定轴10的一端穿入并套在第一轴承50上，再将第二轴承60套入定轴10和转轴20之间，这样就完成了转轴20和定轴10这个小装配体的组装，在这个过程中，只需要利用小吨位的起重机即可完成。在完成上述小装配体的组装以后，将小装配体整体吊装套入转子本体301，即可完成转子法兰303和转轴20的连接，然后吊装定子40从定轴10上前机架法兰102的一端套入定轴10，即完成了定子40和定轴10的连接，此时，定子法兰401位于定轴法兰101的靠近前机架法兰102的一侧，最后将转子盖板302从前机架法兰102的一端套入并与转子本体301连接。

在这个装配过程中，只有将定子40与定轴10装配时会用到大吨位的起重机，在其他过程中用小吨位的起重机就可完成装配。因此，整个过程大大降低了大型起重机的使用量，由于往往小吨位起重机的数量远多于大吨位起重机的数量，所以这种装配顺序可以同时开展多台发电机的装配，有利于批量生产。

实施例2

如图10所示，本实施例的基本结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：定子法兰401和定轴法兰101的朝向转轴法兰201的端面相连接且定轴法兰101和定子法兰401的直径均大于转轴法兰201的直径。

在本实施例中，永磁直驱风力发电机的装配方法与实施例1的不同之处在于，将转轴20与定轴10连接以后的步骤为s2.2:将定子40吊装，从转轴20的一端套入转轴20和定轴10已连接好的整体内，并将定子法兰401与定轴法兰101连接，然后将转子本体301吊装套入转轴20并与转轴法兰201连接。

在本实施例中，图14给出了本实施例的永磁直驱风力发电机的装配流程，由于定轴法兰101和定子法兰401的直径均大于转轴法兰201的直径，因此在进行装配时，转轴20和定轴10这个小装配的组装顺序与实施例1中的相同，其中本实施例中转轴20与定轴10的装配参照实施例1中的图2-图5予以理解。如图11至图13所示，将上述小装配体组装好以后，吊装定子40，将定子40从转轴20的一端套入定轴10并与定轴法兰101连接，然后将转子本体301吊装套入转轴20，最后将转子盖板302从前机架法兰102的一端套入并与转子本体301连接，即完成了永磁直驱风力发电机的装配。装配以后，定子法兰401位于定轴法兰的朝向转轴法兰的端面的一侧。

在这个装配过程中，将定子40与定轴10装配，转子本体301与转轴20装配时会用到大吨位的起重机，在其他过程中用小吨位的起重机就可完成装配。因此，整个过程大大降低了大型起重机的使用量，由于往往小吨位起重机的数量远多于大吨位起重机的数量，所以这种装配顺序可以同时开展多台发电机的装配，有利于批量生产。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。