风力发电机组偏航系统和风力发电机的制作方法

1.本发明涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种风力发电机组偏航系统和风力发电机。


背景技术：

2.现有的风力发电机组的偏航系统在偏航时，是通过偏航减速机带动风电机组进行回转偏航；而随着风力发电机组技术发展的不断进步，机组朝着大型化快速发展，风电机组面临的复杂或恶劣工况越来越多，所受载荷也越来越大，原有的偏航结构形式已不能满足风机更高的运行稳定性、承受更高的载荷及更强的承受偏载能力等要求，行业内也出现了很多由于遇到恶劣工况，偏航减速机在运行中长期受不均匀载荷作用，从而出现偏航打齿问题，造成齿轮断裂，风机停机，严重影响风机的正常运行和安全。


技术实现要素：

3.本发明的目的包括，例如，提供了一种风力发电机组偏航系统和风力发电机，其结构简单，具有较高的承载能力，以及承受偏载的能力，而且结构稳定性好，能够提高偏航的稳定性，从而能够确保风机的正常运行。
4.本发明的实施例可以这样实现：
5.第一方面，本发明提供一种风力发电机组偏航系统，风力发电机组偏航系统包括塔筒、偏航制动盘、机舱、第一偏航轴承、第二偏航轴承、偏航驱动单元以及制动单元；
6.偏航制动盘与塔筒连接，机舱通过第一偏航轴承及第二偏航轴承与偏航制动盘可转动地连接；偏航驱动单元与机舱连接，且用于驱动机舱相对于偏航制动盘转动；制动单元与机舱连接，且制动单元用于夹持偏航制动盘以限制机舱相对于偏航制动盘的转动。
7.在可选的实施方式中，第一偏航轴承与第二偏航轴承同轴，且第一偏航轴承位于第二偏航轴承的外周；
8.第一偏航轴承的轴承外圈与偏航制动盘连接，第一偏航轴承的轴承内圈与机舱连接；第二偏航轴承的轴承外圈与偏航制动盘连接，第二偏航轴承的轴承内圈与机舱连接。
9.在可选的实施方式中，偏航驱动单元包括多个偏航驱动器，多个偏航驱动器绕机舱的转动轴线设置，多个偏航驱动器均用于驱动机舱相对于偏航制动盘转动。
10.在可选的实施方式中，每个偏航驱动器的输出端均设置有驱动齿轮；第二偏航轴承的轴承外圈的外周连接有齿圈，驱动齿轮与齿圈啮合。
11.在可选的实施方式中，制动单元包括多个液压制动器，多个液压制动器绕机舱的转动轴线设置，每个液压制动器均用于夹持偏航制动盘的内侧以限制机舱相对于偏航制动盘的转动。
12.在可选的实施方式中，偏航制动盘开设有多个第一检查孔，多个第一检查孔均正对于第二偏航轴承的轴承内圈。
13.在可选的实施方式中，偏航制动盘开设有多个第二检查孔，多个第二检查孔均正
对于驱动齿轮。
14.在可选的实施方式中，风力发电机组偏航系统还包括多个检查盖板，每个检查盖板均对应与一个第二检查孔可拆卸地连接，且每个检查盖板均用于封堵对应的第二检查孔。
15.在可选的实施方式中，偏航制动盘开设有第一连接孔组及第二连接孔组；
16.第一连接孔组包括多个绕机舱的转动轴线设置的第一连接孔，多个第一连接孔均用于安装连接第一偏航轴承的轴承外圈的连接螺栓；第二连接孔组包括多个绕机舱的转动轴线设置的第二连接孔，多个第二连接孔均用于安装连接第二偏航轴承的轴承外圈的连接螺栓；
17.多个第一检查孔均位于第二连接孔组靠近机舱的转动轴线的一侧；多个第二检查孔均位于第一连接孔组与第二连接孔组之间。
18.第二方面，本发明提供一种风力发电机，风力发电机包括如前述实施方式中任意一项的风力发电机组偏航系统。
19.本发明实施例的有益效果包括：
20.该风力发电机组偏航系统包括塔筒、偏航制动盘、机舱、第一偏航轴承、第二偏航轴承、偏航驱动单元以及制动单元；偏航制动盘与塔筒连接，机舱通过第一偏航轴承及第二偏航轴承与偏航制动盘可转动地连接；偏航驱动单元与机舱连接，且用于驱动机舱相对于偏航制动盘转动；制动单元与机舱连接，且制动单元用于夹持偏航制动盘以限制机舱相对于偏航制动盘的转动。该风力发电机组偏航系统结构简单，具有较高的承载能力，以及承受偏载的能力，而且结构稳定性好，能够提高偏航的稳定性，从而能够确保风机的正常运行。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为本发明实施例中风力发电机组偏航系统的结构示意图；
23.图2为本发明实施例中偏航制动盘、第一偏航轴承及第二偏航轴承的结构示意图；
24.图3为图2中a处的局部示意图；
25.图4为本发明实施例中偏航制动盘的结构示意图。
26.图标：200-风力发电机组偏航系统；210-塔筒；220-偏航制动盘；230-机舱；240-第一偏航轴承；250-第二偏航轴承；260-偏航驱动单元；270-制动单元；261-偏航驱动器；262-驱动齿轮；251-齿圈；271-液压制动器；221-第一检查孔；222-第二检查孔；223-检查盖板；224-第一连接孔组；225-第二连接孔组；226-第一连接孔；227-第二连接孔。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
33.请参考图1，本实施例提供了一种风力发电机组偏航系统200，风力发电机组偏航系统200包括塔筒210、偏航制动盘220、机舱230、第一偏航轴承240、第二偏航轴承250、偏航驱动单元260以及制动单元270；
34.偏航制动盘220与塔筒210连接，机舱230通过第一偏航轴承240及第二偏航轴承250与偏航制动盘220可转动地连接；偏航驱动单元260与机舱230连接，且用于驱动机舱230相对于偏航制动盘220转动；制动单元与机舱230连接，且制动单元270用于夹持偏航制动盘220以限制机舱230相对于偏航制动盘220的转动。
35.请参考图1，该风力发电机组偏航系统200的工作原理是：
36.该风力发电机组偏航系统200包括塔筒210、偏航制动盘220、机舱230、第一偏航轴承240、第二偏航轴承250、偏航驱动单元260以及制动单元270；其中，机舱230通过第一偏航轴承240及第二偏航轴承250与偏航制动盘220可转动地连接，并且机舱230能够在偏航驱动单元260的驱动作用下偏航，而且在偏航的过程中，能够通过制动单元270起到制动作用，以及保持静止的状态；
37.由此，通过上述内容可知，机舱230是通过第一偏航轴承240及第二偏航轴承250与偏航制动盘220可转动地连接，由此，机舱230在承受载荷的过程中，能够通过第一偏航轴承240及第二偏航轴承250传递至偏航制动盘220以及与偏航制动盘220连接的塔筒210，从而能够通过这样的方式增加机舱230的支撑稳定性；
38.综上，该风力发电机组偏航系统200结构简单，具有较高的承载能力，以及承受偏载的能力，而且结构稳定性好，能够提高偏航的稳定性，从而能够确保风机的正常运行。
39.进一步地，请参考图1及图2，在本实施例中，在设置第一偏航轴承240及第二偏航轴承250，其作用是转动连接机舱230以及偏航制动盘220，由此，可以使得第一偏航轴承240与第二偏航轴承250同轴，且第一偏航轴承240位于第二偏航轴承250的外周；
40.而且第一偏航轴承240的轴承外圈与偏航制动盘220连接，第一偏航轴承240的轴承内圈与机舱230连接；第二偏航轴承250的轴承外圈与偏航制动盘220连接，第二偏航轴承250的轴承内圈与机舱230连接。
41.由此，通过这样的设置方式，使得机舱230、偏航驱动单元260、制动单元270、第一偏航轴承240内圈及第二偏航轴承250的内圈连接成一个整体；而塔筒210、偏航制动盘220、第一偏航轴承240的外圈及第二偏航轴承250的外圈连接成一个整体，从而能够提高结构的稳定性，并增加风力发电机组偏航系统200的承载能力以及承受偏载的能力。
42.需要说明的是，在第一偏航轴承240的轴承内圈与轴承外圈之间设置有多个滚子，在第二偏航轴承250的轴承内圈与轴承外圈之间设置有多个滚子，以使得轴承内圈与轴承外圈转动连接，而且第一偏航轴承240及第二偏航轴承250的滚子结构形式，滚道数量可根据具体的受载与风机结构做调整。
43.进一步地，请参考图1-图3，在本实施例中，在设置偏航驱动单元260上，为提高偏航的稳定性，故，偏航驱动单元260包括多个偏航驱动器261，多个偏航驱动器261绕机舱230的转动轴线设置，多个偏航驱动器261均用于驱动机舱230相对于偏航制动盘220转动；
44.同理，在设置制动单元270时，制动单元270包括多个液压制动器271，多个液压制动器271绕机舱230的转动轴线设置，每个液压制动器271均用于夹持偏航制动盘220的内侧以限制机舱230相对于偏航制动盘220的转动。
45.由此，通过上述的偏航驱动单元260及制动单元270的设置，能够提高偏航的稳定性。
46.需要说明的是，偏航制动盘220的内侧插入多个液压制动器271的上闸和下闸之间，并留有间隙以使相互之间能够旋转，需要制动时，液压制动器271的上闸和下闸动作，夹紧偏航制动盘220内侧，产生摩擦力，从而对机舱230制动。
47.进一步地，请参考图1-图3，在本实施例中，在偏航驱动器261驱动机舱230相对于偏航制动盘220转动的过程中，采用的是在每个偏航驱动器261的输出端均设置有驱动齿轮262的方式，同时，第二偏航轴承250的轴承外圈的外周连接有齿圈251，驱动齿轮262与齿圈251啮合；由此，便可通过驱动齿轮262与齿圈251啮合，进而在偏航驱动器261驱动驱动齿轮262转动的过程中，便可驱动机舱230相对于偏航制动盘220转动。
48.需要说明的是，在设置齿圈251时，其可以是采用与第二偏航轴承250的轴承外圈连接的环形的齿圈251结构，也可以采用在第二偏航轴承250的轴承外圈的外周设置多个齿体。
49.进一步地，请参考图1-图4，在本实施例中，为便于后续对该风力发电机组偏航系统200进行维护，故，偏航制动盘220开设有多个第一检查孔221，多个第一检查孔221均正对于第二偏航轴承250的轴承内圈。而且偏航制动盘220开设有多个第二检查孔222，多个第二检查孔222均正对于驱动齿轮262。并且风力发电机组偏航系统200还包括多个检查盖板223，每个检查盖板223均对应与一个第二检查孔222可拆卸地连接，且每个检查盖板223均用于封堵对应的第二检查孔222；
50.其外，在设置偏航制动盘220时，为便于与第一偏航轴承240及第二偏航轴承250连接，故，偏航制动盘220开设有第一连接孔组224及第二连接孔组225；第一连接孔组224包括多个绕机舱230的转动轴线设置的第一连接孔226，多个第一连接孔226均用于安装连接第一偏航轴承240的轴承外圈的连接螺栓；第二连接孔组225包括多个绕机舱230的转动轴线设置的第二连接孔227，多个第二连接孔227均用于安装连接第二偏航轴承250的轴承外圈的连接螺栓；
51.在前述的结构基础上，请参考图1-图4，在设置第一检查孔221及第二检查孔222时，可以使得多个第一检查孔221均位于第二连接孔组225靠近机舱230的转动轴线的一侧；多个第二检查孔222均位于第一连接孔组224与第二连接孔组225之间；
52.由此，通过多个第一检查孔221的设置，便可便于对连接第二偏航轴承250的轴承内圈的螺栓组件；而通过多个第二检查孔222的设置，便可在拆除检查盖板223后，对驱动齿轮262进行观察，以及用于齿轮润滑脂的更换维护。
53.综上，请参考图1-图4，该风力发电机组偏航系统200能将风电机组运行时机舱230所受偏载通过第一偏航轴承240至偏航制动盘220，以及第二偏航轴承250至偏航制动盘220两条传力路径传递到塔筒210，从而形成一个受载均匀的结构，具有结构简单、紧凑和安全可靠等优点，适用于大型风力发电机组的偏航，且在同样的结构尺寸下，能有效增大风力发电机组偏航系统200的抗载能力，因此，能有效降低整机结构的成本；
54.其外，偏航制动盘220、第一偏航轴承240、机舱230及第二偏航轴承250将偏航驱动器261的驱动齿轮262包覆形成封闭腔体，能隔绝外部灰尘和颗粒等杂质进入，能延长驱动齿轮262润滑脂的使用寿命，保障润滑性能，减少油污泄漏；齿轮润滑脂的更换以及驱动齿轮262的维护，则通过偏航制动盘220的第二检查孔222实现。
55.请参考图1-图4，基于上述内容，本发明还提供一种风力发电机，风力发电机包括如前述实施方式中任意一项的风力发电机组偏航系统200。
56.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种风力发电机组偏航系统，其特征在于：所述风力发电机组偏航系统包括塔筒、偏航制动盘、机舱、第一偏航轴承、第二偏航轴承、偏航驱动单元以及制动单元；所述偏航制动盘与所述塔筒连接，所述机舱通过所述第一偏航轴承及所述第二偏航轴承与所述偏航制动盘可转动地连接；所述偏航驱动单元与所述机舱连接，且用于驱动所述机舱相对于所述偏航制动盘转动；所述制动单元与所述机舱连接，且所述制动单元用于夹持所述偏航制动盘以限制所述机舱相对于所述偏航制动盘的转动。2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于：所述第一偏航轴承与所述第二偏航轴承同轴，且所述第一偏航轴承位于所述第二偏航轴承的外周；所述第一偏航轴承的轴承外圈与所述偏航制动盘连接，所述第一偏航轴承的轴承内圈与所述机舱连接；所述第二偏航轴承的轴承外圈与所述偏航制动盘连接，所述第二偏航轴承的轴承内圈与所述机舱连接。3.根据权利要求2所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于：所述偏航驱动单元包括多个偏航驱动器，多个所述偏航驱动器绕所述机舱的转动轴线设置，多个所述偏航驱动器均用于驱动所述机舱相对于所述偏航制动盘转动。4.根据权利要求3所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于：每个所述偏航驱动器的输出端均设置有驱动齿轮；所述第二偏航轴承的轴承外圈的外周连接有齿圈，所述驱动齿轮与所述齿圈啮合。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于：所述制动单元包括多个液压制动器，多个所述液压制动器绕所述机舱的转动轴线设置，每个所述液压制动器均用于夹持所述偏航制动盘的内侧以限制所述机舱相对于所述偏航制动盘的转动。6.根据权利要求1-4中任意一项所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于：所述偏航制动盘开设有多个第一检查孔，多个所述第一检查孔均正对于所述第二偏航轴承的轴承内圈。7.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于：所述偏航制动盘开设有多个第二检查孔，多个所述第二检查孔均正对于驱动齿轮。8.根据权利要求7所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于：所述风力发电机组偏航系统还包括多个检查盖板，每个所述检查盖板均对应与一个所述第二检查孔可拆卸地连接，且每个所述检查盖板均用于封堵对应的所述第二检查孔。9.根据权利要求7所述的风力发电机组偏航系统，其特征在于：所述偏航制动盘开设有第一连接孔组及第二连接孔组；所述第一连接孔组包括多个绕所述机舱的转动轴线设置的第一连接孔，多个所述第一连接孔均用于安装连接所述第一偏航轴承的轴承外圈的连接螺栓；所述第二连接孔组包括多个绕所述机舱的转动轴线设置的第二连接孔，多个所述第二连接孔均用于安装连接所述第二偏航轴承的轴承外圈的连接螺栓；多个所述第一检查孔均位于所述第二连接孔组靠近所述机舱的转动轴线的一侧；多个所述第二检查孔均位于所述第一连接孔组与所述第二连接孔组之间。
10.一种风力发电机，其特征在于：所述风力发电机包括如权利要求1-9中任意一项所述的风力发电机组偏航系统。

技术总结
本发明涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种风力发电机组偏航系统和风力发电机。风力发电机组偏航系统包括塔筒、偏航制动盘、机舱、第一偏航轴承、第二偏航轴承、偏航驱动单元以及制动单元；偏航制动盘与塔筒连接，机舱通过第一偏航轴承及第二偏航轴承与偏航制动盘可转动地连接；偏航驱动单元与机舱连接，且用于驱动机舱相对于偏航制动盘转动；制动单元与机舱连接，且制动单元用于夹持偏航制动盘以限制机舱相对于偏航制动盘的转动。该风力发电机组偏航系统结构简单，具有较高的承载能力，以及承受偏载的能力，而且结构稳定性好，能够提高偏航的稳定性，从而能够确保风机的正常运行。行。行。


技术研发人员：陈方述 阳雪兵 康彪 刘林
受保护的技术使用者：哈电风能有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/6/27