CN110242504A - 风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括：塔筒、定轴、叶轮、主动轮盘和发电机；定轴设置在塔筒的顶部；叶轮与主动轮盘固定连接；主动轮盘以定轴为旋转轴，可枢转地设置在定轴上；发电机的内定子套设于塔筒的外周面；发电机的转子外壳包括从动轮盘，从动轮盘与发电机同轴；主动轮盘与从动轮盘传动连接。在该风力发电机组中，叶轮与主动轮盘连接为一体，主动轮盘与从动轮盘传动连接；主动轮盘随叶轮同步转动的同时驱动从动轮盘转动，进而实现转子整体的转动。该风力发电机组能够兼顾直驱式风力发电机组的诸多优点，同时可以避免叶轮的自重和叶轮承受的风载所造成的发电机的气隙宽度不均匀的问题，保证了发电机自身质量和发电量。

Description

风力发电机组

技术领域

本申请涉及风力发电的技术领域，尤其涉及一种风力发电机组。

背景技术

风力发电机组可以按照传动结构形式分为多种类型，例如可分为双馈式风力发电机组和直驱式风力发电机组。其中，直驱式风力发电机组又称为无齿轮箱风力发电机，这种发电机采用发电机的转子与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱这一传统部件。由于齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机中属易过载和过早损坏率较高的部件，因此，没有齿轮箱的直驱式风力发电机，具备低风速时高效率、低噪音、高寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等诸多优点。

现有的直驱式风力发电机组中，由于发电机的转子与叶轮直接连接，叶轮自身的重力以及风载施加给叶轮的推力，会导致转子和定子之间发生相对的偏移，造成发电机的气隙宽度不均匀，最终影响发电机的发电量。

综上所述，现有技术中的直驱式风力发电机组中，发电机易出现气隙宽度不均匀的不良现象。

发明内容

本申请的目的在于提供一种风机发电机组，其既能够兼顾直驱式风力发电机组的优点，又可以解决现有技术中存在的直驱式风力发电机组的发电机气隙宽度不均匀缺陷。

本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括：塔筒、定轴、叶轮、主动轮盘和发电机；定轴设置在塔筒的顶部；叶轮与主动轮盘固定连接；主动轮盘以定轴为旋转轴，可枢转地设置在定轴上；发电机的内定子套设于塔筒的外周面；发电机的转子外壳包括从动轮盘，从动轮盘与发电机同轴；主动轮盘与从动轮盘传动连接。

与现有技术相比，本申请具备如下优点：

在本申请实施提供的风力发电机组中，叶轮与主动轮盘连接为一体，主动轮盘与从动轮盘传动连接；主动轮盘随叶轮同步转动的同时驱动从动轮盘转动，进而实现转子整体的转动。

由于从动轮盘本身属于转子的一部分，因此叶轮实际上仅通过一个主动轮盘作为中介，便实现了驱动转子转动。可见，该风力发电机组并不需要设置齿轮箱，使得该风力发电机组具备低风速时高效率和低噪音的优点，而且主动轮盘和从动轮盘相比于普通的齿轮和传动轴等部件，具有更高的强度，能够承受较大的载荷，保证该风力发电机组质量的可靠性，降低了运行维护成本，进而延长了使用寿命。

另外，在本申请实施提供的风力发电机组中，叶轮通过主动轮盘和从动轮盘来将机械力传递至转子，也就是说，转子不再与叶轮固定连接，叶轮自身的重力以及风载施加给叶轮的推力无法影响转子位置变化，这就有效地避免了转子相对于定子发生偏移，保证了发电机的气隙宽度的均匀性；而且，发电机的内定子套设于塔筒的外周面，也就是说，发电机不再以定轴作为支撑，而是将塔筒作为支撑，因此，定轴的弯曲变形也不会导致转子和定子发生相对的偏移，进一步保证了发电机的气隙宽度的均匀性。

由上述分析可知，本申请实施提供的风力发电机组能够兼顾直驱式风力发电机组的诸多优点，同时可以避免叶轮的自重和叶轮承受的风载所造成的发电机的气隙宽度不均匀的问题，保证了发电机自身质量和发电量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种风力发电机组的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的图1移除叶片和导流罩后的左视图；

图3是本申请实施例提供的图1移除叶片和导流罩后的俯视图；

图4是本申请实施例提供的图3的A向剖视图；

图5是本申请实施例提供的图4中B处的局部放大图；

图6是本申请实施例提供的一种齿牙与齿槽啮合的状态示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种齿牙与齿槽啮合的状态示意图；

图中：

1-塔筒；111-底座；112-偏航轴承；2-定轴；

3-叶轮；31-轮毂；32-叶片；33-变桨机构；34-导流罩；

4-主动轮盘；41-扇形单元；401-安装部；4011-耳板；

5-发电机；51-转子外壳；52-定子支架；

511-外壳本体；512-从动轮盘；513-齿槽；

6-齿牙；7-连接组件；71-销轴；72-摩擦片；

8-动轴；9-连接板；101-第一轴承；102-第二轴承。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请的发明人发现，现有的一种直驱式风力发电机组中，塔筒的顶部设置有定轴，发电机的定子(针对外转子发电机)或转子(针对内转子发电机)套设在定轴的外周，定轴的外周还套设有动轴，叶轮的轮毂通过动轴与发电机的转子连接。在上述结构的风力发电机组中，叶轮自身的重力以及风载施加给叶轮的推力，会导致与该叶轮连接的转子相对于定子发生偏移，造成发电机的气隙宽度不均匀；另外，叶轮自身的重力以及风载施加给叶轮的推力，还会导致定轴和动轴发生弯曲进一步加剧了转子和定子之间的相对偏移量。上述情况会造成发电机的气隙宽度不均匀，最终影响发电机的发电量。

在另一些类型的风力发电机组中，叶轮和发电机通过齿轮箱(例如两个相互啮合的齿轮轴)传动连接，虽然可以避免发电机的气隙宽度不均匀的缺陷，但是也牺牲了直驱式风力发电机组中叶轮和发电机直接连接所带来的有益效果。

基于上述原因，本申请实施提供了一种风力发电机组，如图1至图4所示，包括：塔筒1、定轴2、叶轮3、主动轮盘4和发电机5。定轴2设置在塔筒1的顶部，叶轮3与主动轮盘4固定连接。主动轮盘4以定轴2为旋转轴，可枢转地设置在定轴2上。发电机5的内定子套设于塔筒1的外周面，发电机5的转子外壳51包括从动轮盘512，从动轮盘512与发电机5同轴，主动轮盘4与从动轮盘512传动连接。

应当说明的是，为了方便地展示风力发电机组的结构特点，图2至图4 中删除了叶轮3中的叶片32和导流罩34。

本申请实施提供的风力发电机组还包括底座111和偏航轴承112。偏航轴承112分别与塔筒1的顶部和底座111连接，定轴2的一端与底座111连接。

如图1和图4所示，定轴2的一端靠近叶轮3，定轴2的另一端与底座 111连接，进而实现定轴2与塔筒1的连接。塔筒1的顶部和底座111之间设置有偏航轴承112，偏航轴承112包括轴承外圈和轴承内圈，塔筒1与轴承外圈和轴承内圈中的一个连接，底座111与轴承外圈和轴承内圈中的另一个连接，定轴2的一端连接于底座111。

定轴2与底座111可以通过多种方式进行连接。例如，定轴2可以通过连接件(如螺栓)与底座111连接；或者，定轴2与底座111焊接连接；又或者，定轴2与底座111一体铸造成型。

发电机5的内定子应当与塔筒1相对固定。可选地，发电机5的内定子套设于塔筒1的外周面，并且该内定子与塔筒1过盈配合；或者，发电机5 的内定子套设在塔筒1的外周面后，再通过连接件与塔筒1连接；又或者，塔筒1上设置有支撑件(图中未示出)，发电机5的内定子沿塔筒1的轴向与支撑件连接，使得内定子相对于塔筒1固定。支撑件可以是与塔筒1一体浇筑成型的凸台，该凸台可以被视作塔筒1的某个塔筒段自身的一部分；支撑件也可以是预制在塔筒1上部件，该部件沿塔筒1的径向向塔筒1的外部探出；支撑件还可以是连接在塔筒1的外壁上的部件。

在本申请实施提供的风力发电机组中，叶轮3与主动轮盘4连接为一体，主动轮盘4与从动轮盘512传动连接；主动轮盘4随叶轮3同步转动的同时驱动从动轮盘512转动，进而实现转子整体的转动。

由于从动轮盘512本身属于转子的一部分，因此叶轮3实际上仅通过一个主动轮盘4作为中介，便实现了驱动转子转动。可见，该风力发电机组并不需要设置齿轮箱，使得该风力发电机组具备低风速时高效率和低噪音的优点，而且主动轮盘4和从动轮盘512相比于普通的齿轮和传动轴等部件，具有更高的强度，能够承受较大的载荷，保证该风力发电机组质量的可靠性，降低了运行维护成本，进而延长了使用寿命。

另外，在本申请实施提供的风力发电机组中，叶轮3通过主动轮盘4和从动轮盘512来将机械力传递至转子，也就是说，转子不再与叶轮3固定连接，叶轮3自身的重力以及风载施加给叶轮3的推力无法影响转子位置变化，这就有效地避免了转子相对于定子发生偏移，保证了发电机5的气隙宽度的均匀性；而且，发电机5的内定子套设于塔筒1的外周面，也就是说，发电机5不再以定轴2作为支撑，而是将塔筒1作为支撑，因此叶轮3的自重和叶轮3承受的风载所造成的定轴2的弯曲变形也不会导致转子和定子发生相对的偏移，进一步保证了发电机5的气隙宽度的均匀性。

由上述分析可知，本申请实施提供的风力发电机组能够兼顾直驱式风力发电机组的诸多优点，同时可以避免叶轮3的自重和叶轮3承受的风载所造成的发电机5的气隙宽度不均匀的问题，保证了风力发电机组自身的质量和发电量。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，如图1至图3所示，主动轮盘4的外周面沿周向间隔地设置有多个齿牙6，从动轮盘512的外周边缘沿周向间隔地设置有多个齿槽513。主动轮盘4与从动轮盘512，通过齿牙6与齿槽513的啮合传动连接。

应当说明的是，虽然在现有技术中的一些风力发电机组中，叶轮和发电机直接的传动机构包括两个相互啮合的齿轮，但是从整体上来看，现有技术中的传动机构与本申请实施例中包括了主动轮盘4和从动轮盘512的传动机构存在较大的差异。

在现有技术中的一些风力发电机组中，传动机构包括两个齿轮轴，齿轮轴为一端设置有齿轮的传动轴。两个传动轴未设置齿轮的一端分别与叶轮和发电机连接，两个传动轴上的齿轮相互啮合。传动机构至少需要两个传动轴，传动轴在传递动力的过程中存在较高的断裂风险；与叶轮3连接的传动轴，既要传递叶轮3输出的动力，又需要支撑叶轮3，容易损伤传动轴。

在本申请实施例提供的风力发电机组中，从动轮盘512本身属于转子的一部分，而叶轮3与主动轮盘4之间、主动轮盘4与从动轮盘512之间都是直接连接，可见，叶轮3和发电机5之间的动力传动并不需要传动轴。另外，该风力发电机组是利用定轴2用来支撑叶轮3和主动轮盘4，定轴2本身不需要转动。

可选地，如图6所示，齿牙6垂直于主动轮盘4的轴线的截面可以呈矩形；如图7所示，齿牙6垂直于主动轮盘4的轴线的截面可以呈梯形。当然，齿牙6垂直于主动轮盘4的轴线的截面可以为渐开线形等形式。齿槽513垂直于从动轮盘512的轴线的截面，与齿牙6垂直于主动轮盘4的轴线的截面相匹配。

相比于现有技术中的直驱式风力发电机组，本申请实施例提供的风力发电机组的另一个优点是：可以通过更换不同直径尺寸的主动轮盘4，来调整主动轮盘4和从动轮盘512的传动比。当然，不同直径尺寸的主动轮盘4具有不同数量的齿牙6，保证主动轮盘4的齿牙6能够正常地与从动轮盘512 的齿槽513啮合。

本领域的技术人员可以理解，齿牙与齿槽所设置的位置可以对调，即在本申请实施例提供的风力发电机组中，主动轮盘4的外周边缘沿周向间隔地设置有多个齿槽，从动轮盘512的外周面沿周向间隔地设置有多个齿牙。主动轮盘4与从动轮盘512，通过齿槽与齿牙的啮合传动连接。

本申请的发明人考虑到，如果主动轮盘4在竖直方向从动轮盘512施加压力，也可能会导致转子相对于转子偏移，造成发电机5的气隙宽度不均匀。基于上述原因，可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，如图2所示，齿槽513在从动轮盘512的轴向上具有第一深度。齿牙6沿从动轮盘512 的轴向探入于齿槽513中的最大深度，小于第一深度。

应当说明的是，从动轮盘512的轴向实际上就是竖直方向，第一深度就是指的是齿槽513在竖直方向的深度。齿牙6沿从动轮盘512的轴向探入于齿槽513中的最大深度小于第一深度，即表明齿牙6始终与齿槽513在竖直方向的底面存在距离，因而当定轴2的弯曲程度增大而导致主动轮盘4向下偏移时，主动轮盘4的齿牙6也不会轻易地与从动轮盘512的齿槽513的底面接触，这就较大程度地减少了从动轮盘512承受主动轮盘4施加的竖直方向的压力的可能，降低了发电机5的转子和定子发生相对的偏移风险。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，齿槽513沿从动轮盘 512的轴向贯穿从动轮盘512。应当说明的是，从动轮盘512的轴向实际上就是竖直方向，因此本申请实施例中的齿槽513是在竖直方向贯穿从动轮盘512 的通槽，此时，即使齿牙6在竖直方向探入到齿槽513中较深的位置，主动轮盘4向从动轮盘512施加竖直方向的压力，降低了发电机5的转子和定子发生相对的偏移风险。

可选地，本申请实施例提供的风力发电机组还包括多个连接组件7。主动轮盘4的外周面沿周向间隔地设置有多个安装部401，每个齿牙6通过连接组件7与对应的安装部401连接。

在本申请实施例中，主动轮盘4与齿牙6并不是一体成型，而是通过连接组件7连接，当齿牙6损坏时，只需要更换齿牙6即可，主动轮盘4可以继续使用，极大地降低了维护成本。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，如图5所示，连接组件7包括销轴71和摩擦片72。安装部401包括两个耳板4011，两个耳板4011 沿主动轮盘4的轴向相对。齿牙6的一端设置在两个耳板4011之间，且齿牙 6和每个耳板4011之间都设置有摩擦片72。销轴71贯穿各耳板4011、各摩擦片72和齿牙6，销轴71与各耳板4011过盈配合，销轴71与齿牙6间隙配合。

销轴71与耳板4011过盈配合，因此销轴71与耳板4011是相对固定的；而销轴71与齿牙6间隙配合，这就为齿牙6以销轴71为旋转轴进行旋转提供了条件。在本申请实施例中，齿牙6和耳板4011向摩擦片72施加预紧力，三者之间的静摩擦力保证了齿牙6相对耳板4011固定。本领域的技术人员可以理解，齿牙6随主动轮盘4转动，并向齿槽513的侧壁施加压力来推动从动轮盘512转动。因此，齿牙6承受的负载来自于齿槽513侧壁的反作用力。

齿牙6随主动轮盘4转动，当齿牙6承受的负载未超过齿牙6与摩擦片 72之间的静摩擦力时，齿牙6向齿槽513的侧壁施加压力来推动从动轮盘512 转动；当齿牙6承受的负载超过齿牙6与摩擦片72之间的静摩擦力时，齿牙 6在齿槽513侧壁的反作用力的驱动下以销轴71为旋转轴进行旋转，直至各齿牙6都不再与对应的齿槽513的侧壁发生接触，此时主动轮盘4和从动轮盘512处于分离状态，使得发电机5的转子开始减速直至停止。可见，本申请实施例中齿牙6与安装部401的连接方式，能够在风力发电机组发生机械过载时，将主动轮盘4和从动轮盘512脱离，保证主动轮盘4和从动轮盘512 不受损坏，及时地切断叶轮3的动力传递，从而保证发电机5的安全。

在本申请实施例中，摩擦片72的数量不做具体限制。在图5中，齿牙6 和每个耳板4011之间都设置有两个摩擦片72。

可选地，本申请实施例提供的风力发电机组包括动轴8，动轴8呈中空的筒状。动轴8套设于定轴2***，动轴8和定轴2之间设置有轴承。动轴 8的一端与叶轮3的轮毂31连接，动轴8的另一端与主动轮盘4连接。应当说明的是，动轴8为转动轴，动轴8可以相对于定轴2旋转。

如图4所示，动轴8和定轴2之间的轴承为第二轴承102。动轴8和定轴2之间设置的第二轴承102的数量可以为一个或一个以上，具体数量可以根据实际的设计需要而定。

如图4所示，动轴8为与定轴2同轴的圆柱筒状，且动轴8内径尺寸大于定轴2的外径尺寸。较大的尺寸保证了动轴8的结构强度，提高了动轴8 承受载荷的能力。

如图1和图2所示，叶轮3包括轮毂31、多个叶片32、变桨机构33、以及导流罩34。轮毂31设置在导流罩34内部，变桨机构33设置于轮毂31，多个叶片32穿过导流罩34与轮毂31连接。当叶片32承受风载时，轮毂31 随叶片32同步转动，进而通过动轴8带动主动轮盘4转动。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，如图2所示，主动轮盘4为分瓣式结构，包括多个扇形单元41。多个扇形单元41顺次排列成圆盘形，相邻的两个扇形单元41可拆卸地连接。

将主动轮盘4设计为分瓣式结构，一方面方便主动轮盘的制作和运输，另一方面，当主动轮盘4的某一局部位置损坏时，只需要更换该局部位置所属的扇形单元41即可，极大地降低了维护成本。

扇形单元41的数量可以根据实际需要而定，各扇形单元41的形状可以是相同的，也可以存在差异，例如，某个扇形单元41为四分之一的主动轮盘 4，另一个扇形单元41为十六分之一的主动轮盘4。图2中所示的主动轮盘4 中各扇形单元41的形状相同，方便使用同一套工艺批量制作，提高生产效率。

可选地，如图2所示，本申请实施例提供的风力发电机组还包括多个连接板9，相邻的两个扇形单元41通过至少一个连接板9可拆卸地连接。

每个连接板9沿主动轮盘4的搭在相邻的两个扇形单元41的表面，并通过螺钉分别与两个扇形单元41连接。相邻的两个扇形单元41之间的连接板 9的数量可以根据实际需要而定，在图2中，相邻的两个扇形单元41之间设置两个连接板9，两个连接板9沿主动轮盘4的径向间隔设置。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，如图2所示，扇形单元41的外周面，沿主动轮盘4的周向间隔地设置有至少一个齿牙6。

扇形单元41的外周面设置的齿牙6的数量不做具体限制，但是多个扇形单元41组成主动轮盘4后，应当保持多个齿牙6沿主动轮盘4的周向均匀间隔分布。在图2中，每个扇形单元41的外周面仅设置一个安装部401，安装部401上设置有一个齿牙6。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，如图1、图2和图4 所示，转子外壳51包括外壳本体511和从动轮盘512。从动轮盘512环绕在外壳本体511的外周，并与外壳本体511连接。

外壳本体511和从动轮盘512可以是一体成型，也可以是通过焊接等工艺进行连接，或者通过连接件(如螺栓)进行连接。外壳本体511的内周面设置有多个磁体(图中未示出)，多个磁体沿周向间隔分布。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，转子外壳51为分瓣式结构，包括多个外壳单元(图中未示出)。每个外壳单元包括外壳本体511 的一部分和从动轮盘512的一部分，多个外壳单元沿发电机5的周向顺次排列，相邻的两个外壳单元可拆卸地连接。

外壳单元的数量可以根据实际需要而定，各外壳单元的形状可以是相同的，也可以存在差异，例如，某个外壳单元为四分之一的转子外壳51，另一个外壳单元为十六分之一的转子外壳51。相邻的两个转子外壳51可以利用图2所示的连接板9进行连接，具体的连接方式可以参考两个扇形单元41 的连接方式，此处不再赘述。外壳单元的上设置的齿槽513的数量不做具体限制，但是多个外壳单元组成从动轮盘512后，应当保持多个齿槽513沿从动轮盘512的周向均匀间隔分布。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，如图4所示，内定子的定子支架52套设于塔筒1外侧面，发电机5的转子外壳51与定子之间设置有至少一个轴承。

在图4中，外壳本体511和定子支架52之间的轴承为第一轴承101，在图4中，外壳本体511和定子支架52之间设置有一个第一轴承101，该第一轴承101设置在外壳本体511的靠近塔筒1顶部的一端。外壳本体511和定子支架52之间也可以设置有两个第一轴承101时，两个第一轴承101沿外壳本体511的轴向间隔分布。

可选地，在本申请实施例提供的风力发电机组中，主动轮盘4和定轴2 之间设置有至少一个轴承。

如图4所示，主动轮盘4和定轴2之间的轴承为第二轴承102。主动轮盘4和定轴2之间设置的第二轴承102的数量可以为一个或一个以上，具体数量可以根据实际的设计需要而定。

如图4所示，本申请实施例提供的风力发电机组包括两个第二轴承102，其中一个第二轴承102设置在主动轮盘4和定轴2之间，另外一个第二轴承 102设置在动轴8和定轴2之间，并且远离主动轮盘4。

可选地，在本申请实施提供的风力发电机组中，塔筒1可以开设走线孔 (图中未示出)，走线孔用于供电缆穿过塔筒1。穿过塔筒1的电缆可以包括：动力电缆、用于为机舱供电的电源电缆、安全链信号电缆、机舱与主控器之间的通信电缆。通常来说，只需要考虑动力电缆的扭缆问题。

可选地，本申请实施提供的风力发电机组的还包括指定电气设备(图中未示出)，指定电气设备可以设置在塔筒1内，塔筒1上开设有走线孔(图中未示出)。发电机5的动力电缆(图中未示出)的一端与发电机5的内定子电连接，动力电缆的另一端通过走线孔探入于塔筒1内，并与指定电气设备电连接。由于内定子和指定电气设备都相对于塔筒1固定，内定子和指定电气设备不会发生相对转动，这可以有效地避免动力线缆发生扭缆。

指定电气设备可以包括变流器和箱式变压器中的至少一种，指定电气设备还可以包括其他电气设备，此处不再赘述。

动力线缆穿过走线孔后，对走线孔进行密封处理。例如，可以在动力线缆与走线孔之间的缝隙填充密封材料。

在本申请实施例中，如果在塔筒1的某一区域内开孔后会对塔筒1的强度产生较大的不良影响，则该区域被设定为危险区。在塔筒1上开设走线孔之前，可以对塔筒1进行强度校核，确定出塔筒1的危险区，将走线孔开设在塔筒1的危险区之外的区域。

应用本申请实施例，至少具备如下技术效果：

1、在本申请实施提供的风力发电机组中，叶轮与主动轮盘连接为一体，主动轮盘与从动轮盘传动连接；主动轮盘随叶轮同步转动的同时驱动从动轮盘转动，进而实现转子整体的转动。

由于从动轮盘本身属于转子的一部分，因此叶轮实际上仅通过一个主动轮盘作为中介，便实现了驱动转子转动。可见，该风力发电机组并不需要设置齿轮箱，使得该风力发电机组具备低风速时高效率和低噪音的优点，而且主动轮盘和从动轮盘相比于普通的齿轮和传动轴等部件，具有更高的强度，能够承受较大的载荷，保证该风力发电机组质量的可靠性，降低了运行维护成本，进而延长了使用寿命。

另外，在本申请实施提供的风力发电机组中，叶轮通过主动轮盘和从动轮盘来将机械力传递至转子，也就是说，转子不再与叶轮固定连接，叶轮自身的重力以及风载施加给叶轮的推力无法影响转子位置变化，这就有效地避免了转子相对于定子发生偏移，保证了发电机的气隙宽度的均匀性；而且，发电机的内定子套设于塔筒的外周面，也就是说，发电机不再以定轴作为支撑，而是以塔筒作为支撑，因此，定轴的弯曲变形也不会导致转子和定子发生相对的偏移，进一步保证了发电机的气隙宽度的均匀性。

由上述分析可知，本申请实施提供的风力发电机组能够兼顾直驱式风力发电机组的诸多优点，同时可以避免叶轮的自重和叶轮承受的风载所造成的发电机的气隙宽度不均匀的问题，保证了发电机自身质量和发电量。

2、相比于现有技术中的直驱式风力发电机组，本申请实施例提供的风力发电机组的另一个优点是：可以通过更换不同直径尺寸的主动轮盘，来调整主动轮盘和从动轮盘的传动比。

3、本申请实施例中齿牙与安装部的连接方式，能够在风力发电机组发生机械过载时，将主动轮盘和从动轮盘脱离，保证主动轮盘和从动轮盘不受损坏，及时地切断叶轮的动力传递，从而保证发电机的安全。

4、在本申请实施提供的风力发电机组中，将主动轮盘设计为分瓣式结构，一方面方便主动轮盘的制作和运输，另一方面，当主动轮盘的某一局部位置损坏时，只需要更换该局部位置所属的扇形单元即可，极大地降低了维护成本。

5、在本申请实施提供的风力发电机组中，发电机的动力线缆分别与内定子和指定电气设备电连接，由于内定子和指定电气设备都相对于塔筒固定，内定子和指定电气设备不会发生相对转动，这可以有效地避免动力线缆发生扭缆。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个及以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (14)

1.一种风力发电机组，包括塔筒(1)、定轴(2)和叶轮(3)，所述定轴(2)设置在所述塔筒(1)的顶部，其特征在于，还包括：主动轮盘(4)和发电机(5)；

所述叶轮(3)与所述主动轮盘(4)固定连接；所述主动轮盘(4)以所述定轴(2)为旋转轴，可枢转地设置在所述定轴(2)上；所述发电机(5)的内定子套设于所述塔筒(1)的外周面；所述发电机(5)的转子外壳(51)包括从动轮盘(512)，所述从动轮盘(512)与所述发电机(5)同轴；所述主动轮盘(4)与所述从动轮盘(512)传动连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述主动轮盘(4)的外周面沿周向间隔地设置有多个齿牙(6)，所述从动轮盘(512)的外周边缘沿周向间隔地设置有多个齿槽(513)；所述主动轮盘(4)与所述从动轮盘(512)，通过所述齿牙(6)与所述齿槽(513)的啮合传动连接；

或者，所述主动轮盘(4)的外周边缘沿周向间隔地设置有多个齿槽(513)，所述从动轮盘(512)的外周面沿周向间隔地设置有多个齿牙(6)；所述主动轮盘(4)与所述从动轮盘(512)，通过所述齿槽(513)与所述齿牙(6)的啮合传动连接。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组，其特征在于，所述齿槽(513)在所述从动轮盘(512)的轴向上具有第一深度；所述齿牙(6)沿所述从动轮盘(512)的轴向探入于所述齿槽(513)中的最大深度，小于所述第一深度；

或者，所述齿槽(513)沿所述从动轮盘(512)的轴向贯穿所述从动轮盘(512)。

4.根据权利要求2所述的风力发电机组，其特征在于，还包括多个连接组件(7)；所述主动轮盘(4)的外周面沿周向间隔地设置有多个安装部(401)，每个所述齿牙(6)通过所述连接组件(7)与对应的所述安装部(401)连接。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，所述连接组件(7)包括销轴(71)和摩擦片(72)；所述安装部(401)包括两个耳板(4011)，两个所述耳板(4011)沿所述主动轮盘(4)的轴向相对；

所述齿牙(6)的一端设置在两个所述耳板(4011)之间，且所述齿牙(6)和每个所述耳板(4011)之间都设置有所述摩擦片(72)；所述销轴(71)贯穿各所述耳板(4011)、各所述摩擦片(72)和所述齿牙(6)，所述销轴(71)与各所述耳板(4011)过盈配合，所述销轴(71)与所述齿牙(6)间隙配合。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，还包括动轴(8)，所述动轴(8)呈中空的筒状；所述动轴(8)套设于所述定轴(2)***，所述动轴(8)和所述定轴(2)之间设置有轴承；所述动轴(8)的一端与所述叶轮(3)的轮毂(31)连接，所述动轴(8)的另一端与所述主动轮盘(4)连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的风力发电机组，其特征在于，所述主动轮盘(4)为分瓣式结构，包括多个扇形单元(41)；多个所述扇形单元(41)顺次排列成圆盘形，相邻的两个所述扇形单元(41)可拆卸地连接。

8.根据权利要求7所述的风力发电机组，其特征在于，还包括多个连接板(9)；相邻的两个所述扇形单元(41)通过至少一个所述连接板(9)可拆卸地连接。

9.根据权利要求7所述的风力发电机组，其特征在于，所述扇形单元(41)的外周面，沿所述主动轮盘(4)的周向间隔地设置有至少一个所述齿牙(6)。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的风力发电机组，其特征在于，所述转子外壳(51)包括外壳本体(511)和从动轮盘(512)；所述从动轮盘(512)环绕在所述外壳本体(511)的外周，并与所述外壳本体(511)连接。

11.根据权利要求10所述的风力发电机组，其特征在于，所述转子外壳(51)为分瓣式结构，包括多个外壳单元；每个所述外壳单元包括所述外壳本体(511)的一部分和所述从动轮盘(512)的一部分；

多个所述外壳单元沿所述发电机(5)的周向顺次排列，相邻的两个所述外壳单元可拆卸地连接。

12.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，包括如下至少一项：所述内定子的定子支架套设于所述塔筒(1)外侧面，所述发电机(5)的转子外壳(51)与所述定子之间设置有至少一个轴承；

所述主动轮盘(4)和所述定轴(2)之间设置有至少一个轴承。

13.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述塔筒(1)内设置有指定电气设备，所述塔筒(1)上开设有走线孔；所述发电机(5)的动力电缆的一端与所述发电机(5)的内定子电连接，所述动力电缆的另一端通过所述走线孔探入于所述塔筒(1)内，并与所述指定电气设备电连接；

所述指定电气设备包括变流器和箱式变压器中的至少一种。

14.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，还包括底座(111)和偏航轴承(112)；所述偏航轴承(112)分别与所述塔筒(1)的顶部和所述底座(111)连接，所述定轴(2)的一端与所述底座(111)连接。