一种特大功率水平轴风力发电机的制作方法

本发明属于风力发电机，具体的说，涉及一种特大功率水平轴风力发电机。

背景技术：

1、为了降低发电成本，节省海域资源，提高风电抵抗自然灾害的能力，世界各国相继推出了越来越大、各不相同的风力发电设备。

2、由风力机轴的布置方式区分，风力发电机的种类有两种：一是垂直轴风力发电机，因它安装不便，功率不能做大，理论效率只能达到40％左右；发展速度远比不上水平轴风力发电机；二是水平轴风力发电机，水平轴风力发电机根据驱动方式和速度又分为：直驱型风电机组、高速齿轮增速的高速风电机组，又有介于前述两种机组之间的半直驱中速发电机组，这是目前世界上发展最快的主流机型，其最大功率现已达到16mw，现有技术中在继续大幅度增加容量，非常困难，另外随着机组越来越大，发电机散热问题、安装问题、主轴的制造问题、超大轴承研发问题，都是现有技术难以突破的技术瓶颈。

技术实现思路

1、本发明要解决的主要技术问题是提供一种特大功率水平轴风力发电机，其整体结构简单，能够对风力机的转动进行多级增速，保证发电机能够高速转动，提高发电量，进而使整体发电功率大、效率高，并且整体重量轻，能够减低生产造价成本，使用寿命长，制造方便。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种特大功率水平轴风力发电机，包括外壳，外壳内转动安装有风电主轴，风电主轴的一端贯穿外壳并固定连接有风力机，外壳位于风电主轴的另一端通过第一紧固件固定安装有空心花键轴，空心花键轴上套设有至少一组圆环形发电机组，圆环形发电机组的两侧分别对称固定安装有弹性支撑杆，弹性支撑杆的下端固定安装有底座，底座固定安装在外壳内，自然风吹动风力机带动风电主轴转动，风电主轴带动空心花键轴转动，空心花键轴带动套设在其上的圆环形发电机组工作进行发电作业；在这一过程中，弹性支撑杆使圆环形发电机组的位置不发生转动和移动。

4、以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：

5、所述圆环形发电机组包括套设在空心花键轴上的壳体，壳体的中部转动安装有花键轴套，花键轴套与空心花键轴采用花键传动连接，花键轴套上位于壳体内设置有分散式增速机构，分散式增速机构具有多个动力输出端。

6、进一步优化：所述外壳的两侧面上分别设置有多个发电机，发电机沿外壳的轴线呈环形且间隔布设，发电机与外壳之间分别设置有行星增速器，行星增速器的动力输入端与相对应的分散式增速机构的动力输出端传动连接，行星增速器的动力输出端与发电机的动力输入端传动连接。

7、进一步优化：所述分散式增速机构包括固定安装在花键轴套外表面上的轮毂，轮毂同轴设置在壳体内，轮毂的外圆面上固定安装有齿轮齿圈，齿轮齿圈的外侧啮合连接有多个轴齿轮，轴齿轮沿齿轮齿圈的外表面呈环形且间隔布设。

8、进一步优化：所述齿轮齿圈和轴齿轮为”人”字形齿轮，齿形角为25°-28。

9、进一步优化：齿轮齿圈和轴齿轮为弧形齿轮。

10、进一步优化：所述齿轮齿圈和轴齿轮的传动比为1:50-1：230；轴齿轮和齿轮齿圈之间的传动效率≥97％。

11、进一步优化：所述壳体的两外侧面上与各个轴齿轮相对应的位置处分别开设有安装轴孔，安装轴孔内分别固定安装有轴承，轴齿轮的两侧分别一体连接有支撑轴，轴齿轮两侧的支撑轴分别与相对应的轴承连接。

12、进一步优化：所述行星增速器包括行星增速器外壳，行星增速器外壳内转动设置有内齿轮，轴齿轮上靠近行星增速器一侧的支撑轴贯穿外壳和行星增速器外壳与内齿轮同轴且固定连接，轴齿轮转动通过支撑轴带动相对应的内齿轮进行转动。

13、进一步优化：所述内齿轮的中部位置处转动设置有太阳轮，所述太阳轮的外表面与内齿轮的内表面之间转动安装有多个行星轮，多个行星轮为环形且间隔布设，行星轮分别与太阳轮和内齿轮通过齿部相啮合；

14、太阳轮上同轴且一体连接有发电机轴，发电机轴的另一端贯穿行星增速器外壳并与相对应发电机的动力输入端一体传动连接。

15、本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

16、1、本发明采用上述技术方案，当风力机工作通过风电主轴带动空心花键轴转动，空心花键轴转动转动带动花键轴套转动，花键轴套转动通过轮毂带动齿轮齿圈进行转动，齿轮齿圈转动带动轴齿轮进行转动；轴齿轮转动将旋转动力传递至相对应的行星增速器上，此时行星增速器工作用于带动相对应的发电机进行工作；所述发电机工作产生电能，实现发电作业。

17、2、本发明中的齿轮齿圈和轴齿轮的齿部为弧形齿或”人”字形齿，这种齿轮强度高，最少齿数少可以增加传动比。

18、3、本发明中轴齿轮和齿轮齿圈的传动比为1:100；最小为1:50；最大为1：230；当传动比提高时可以提高发电机的转速，减小发电机的体积和重量，可有效的降低其制造成本。

19、4、本发明中齿轮齿圈和轴齿轮的传动效率为≥97％；传动效率提高后，可有效的减少能源损失，减少热量的产生，可实现自然冷却。

20、5、本发明还能够扩大发电机容量时，只要增加发电机组的组件数量，即可有效的增加发电机的容量，另外可以省掉体积大、效率低且笨重的联轴器，既减轻了重量，又提高了发电机的发电效率；同时也可以实现模块化生产，既提高生产效率又降低了成本。

21、6、本发明采用上述技术方案，构思巧妙，整体结构简单，能够对花键轴套的转动进行多级增速，保证发电机能够高速转动，提高发电量，进而使整体发电功率大、效率高，并且整体重量轻，能够减低生产造价成本，使用寿命长，制造方便。

22、下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

技术特征：

1.一种特大功率水平轴风力发电机，包括外壳（9），其特征在于：外壳（9）内转动安装有风电主轴（2），风电主轴（2）的一端贯穿外壳（9）并固定连接有风力机（1），外壳（9）位于风电主轴（2）的另一端通过第一紧固件（4）固定安装有空心花键轴（5），空心花键轴（5）上套设有至少一组圆环形发电机组（6），圆环形发电机组（6）的两侧分别对称固定安装有弹性支撑杆（8），弹性支撑杆（8）的下端固定安装有底座（10），底座（10）固定安装在外壳（9）内，自然风吹动风力机（1）带动风电主轴（2）转动，风电主轴（2）带动空心花键轴（5）转动，空心花键轴（5）带动套设在其上的圆环形发电机组（6）工作进行发电作业；在这一过程中，弹性支撑杆（8）使圆环形发电机组（6）的位置不发生转动和移动。

2.根据权利要求1所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：所述圆环形发电机组（6）包括套设在空心花键轴（5）上的壳体（15），壳体（15）的中部转动安装有花键轴套（18），花键轴套（18）与空心花键轴（5）采用花键传动连接，花键轴套（18）上位于壳体（15）内设置有分散式增速机构（11），分散式增速机构（11）具有多个动力输出端。

3.根据权利要求2所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：所述外壳（9）的两侧面上分别设置有多个发电机（19），发电机（19）沿外壳（9）的轴线呈环形且间隔布设，发电机（19）与外壳（9）之间分别设置有行星增速器（26），行星增速器（26）的动力输入端与相对应的分散式增速机构（11）的动力输出端传动连接，行星增速器（26）的动力输出端与发电机（19）的动力输入端传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：所述分散式增速机构（11）包括固定安装在花键轴套（18）外表面上的轮毂（12），轮毂（12）同轴设置在壳体（15）内，轮毂（12）的外圆面上固定安装有齿轮齿圈（13），齿轮齿圈（13）的外侧啮合连接有多个轴齿轮（17），轴齿轮（17）沿齿轮齿圈（13）的外表面呈环形且间隔布设。

5.根据权利要求4所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：所述齿轮齿圈（13）和轴齿轮（17）为”人”字形齿轮，齿形角为25°-28°。

6.根据权利要求5所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：齿轮齿圈（13）和轴齿轮（17）为弧形齿轮。

7.根据权利要求4所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：所述齿轮齿圈（13）和轴齿轮（17）的传动比为1:50-1：230；轴齿轮（17）和齿轮齿圈（13）之间的传动效率≥97％。

8.根据权利要求4所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：所述壳体（15）的两外侧面上与各个轴齿轮（17）相对应的位置处分别开设有安装轴孔（16），安装轴孔（16）内分别固定安装有轴承（14），轴齿轮（17）的两侧分别一体连接有支撑轴，轴齿轮（17）两侧的支撑轴分别与相对应的轴承（14）连接。

9.根据权利要求8所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：所述行星增速器（26）包括行星增速器外壳（30），行星增速器外壳（30）内转动设置有内齿轮（29），轴齿轮（17）上靠近行星增速器（26）一侧的支撑轴贯穿外壳（9）和行星增速器外壳（30）与内齿轮（29）同轴且固定连接，轴齿轮（17）转动通过支撑轴带动相对应的内齿轮（29）进行转动。

10.根据权利要求9所述的一种特大功率水平轴风力发电机，其特征在于：所述内齿轮（29）的中部位置处转动设置有太阳轮（27），所述太阳轮（27）的外表面与内齿轮（29）的内表面之间转动安装有多个行星轮（28），多个行星轮（28）为环形且间隔布设，行星轮（28）分别与太阳轮（27）和内齿轮（29）通过齿部相啮合；

技术总结本发明属于风力发电机技术领域，公开了一种特大功率水平轴风力发电机，包括外壳，外壳内转动安装有风电主轴，风电主轴的一端贯穿外壳并固定连接有风力机，外壳位于风电主轴的另一端通过第一紧固件固定安装有空心花键轴，空心花键轴上套设有至少一组圆环形发电机组，圆环形发电机组的两侧分别对称固定安装有弹性支撑杆，弹性支撑杆的下端固定安装有底座，底座固定安装在外壳内，自然风吹动风力机带动风电主轴转动，风电主轴带动空心花键轴转动，空心花键轴带动套设在其上的圆环形发电机组工作进行发电作业；本发明能够对风力机的转动进行多级增速，保证发电机能够高速转动，提高发电量。技术研发人员：卜庆春,卜凡受保护的技术使用者：卜庆春技术研发日：技术公布日：2024/11/21