无定子接线盒的风力发电机及风力发电机组的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机领域，特别设计一种无定子接线盒的风力发电机及风力发电机组。


背景技术：

2.现有的风力发电机，由于受到前端的齿轮箱和机舱动力电缆空间排布的限制，风力发电机的定子接线盒通常位于发电机的非驱动端。对于发电机定子接线盒的设计，由于需要考虑发电机的三相或多相导电排的电气间隙和固定方式等因素，定子接线盒12体积和重量通常较大，成本较高，通常将定子接线盒12设计为电缆防水接头的开口朝向机舱尾部的方向。因此，与发电机相连接的机舱动力电缆先向机舱尾部方向走线，电缆经过两次转弯后，再向机舱头部方向走线，具体参考附图1。
3.常规风力发电机组的“发电机定子接线盒12的长度+机舱动力电缆的转弯半径”共同形成的轴向长度较长，对于机组而言存在以下弊端：
4.1)占据了发电机非驱动端后方较大的机舱空间，减少了机舱内其它设备的排布空间和风电运维人员在机舱内的运维空间，降低了机舱空间的利用率；
5.2)机舱动力电缆的长度较长，成本较高；
6.3)机舱内相关部件的尺寸、重量和成本随之增大，比如，增大了发电机下方机架平台的长度，增大了机舱罩的长度，由于长度增大，导致材料用量增大，重量和成本随之增加。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的定子接线盒占据空间大导致的成本增加问题，进而提供一种无定子接线盒的风力发电机及风力发电机组。
8.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
9.一种无定子接线盒的风力发电机，包括：发电机机座、并联环、从机舱引出的机舱动力电缆，发电机出线动力电缆、所述发电机出线动力电缆一端连接于所述并联环，另一端穿出所述发电机机座并与所述发电机机座外侧的机舱动力电缆连接。
10.在本方案中，并联环通过发电机出线动力电缆直接与机舱动力电缆连接，无需定子接线盒及其内部的绝缘子和导电排，机架平台的长度减小，机舱内的轴向空间得以加长，提高了机舱空间的利用率，并且方便风电运维人员在机舱内的通行和操作；机架平台长度减小，机舱罩长度减小，机架平台和机舱罩的材料用量和成本都随之降低；对于机舱整体而言，物料成本、运输成本也随之降低。
11.较佳地，所述无定子接线盒的风力发电机还包括电缆防水接头，所述发电机机座设置有出线孔，所述出线孔处设置有所述电缆防水接头，所述发电机出线动力电缆通过所述电缆防水接头穿出所述发电机机座。
12.在本方案中，通过在发电机机座的出线孔处安装电缆防水接头，能够起到防水作用，防止外部的水分通过出线孔进入到发电机内部。
13.较佳地，所述无定子接线盒的风力发电机还包括电缆连接器，所述电缆连接器的一端与所述发电机出线动力电缆连接，所述电缆连接器的另一端与所述机舱动力电缆连接。
14.在本方案中，采用电缆连接器能够在较低的成本下实现高质量的连接。
15.较佳地，所述电缆连接器的外壳设置有绝缘层。
16.在本方案中，在电缆连接器的外壳包覆绝缘层，能够有效的实现出现动力电缆与机舱动力电缆的连接处与外部的绝缘。
17.较佳地，所述发电机出线动力电缆的规格与机舱动力电缆的规格相匹配，且所述发电机出线动力电缆的数量与机舱动力电缆的数量相同。
18.在本方案中，通过采用与机舱动力电缆规格相匹配并且数量相同的出现动力电缆，能够实现电力的稳定传输。
19.较佳地，所述发电机出线动力电缆与所述并联环的接头连接。
20.在本方案中，出现动力电缆与并联环的连接更加稳定
21.较佳地，所述无定子接线盒的风力发电机还包括定子铁心和绕组端部，所述并联环位于定子铁心的绕组端部处。
22.在本方案中，并联环的布置方式更能节省空间。
23.较佳地，所述发电机出线动力电缆从发电机机座的底部穿出。
24.在本方案中，优化了出线方式，有效减少了机舱动力电缆长度和成本，更加便于机舱动力电缆的排布；
25.较佳地，所述无定子接线盒的风力发电机还包括背包冷却器，所述背包冷却器设置在所述发电机机座的上方。
26.在本方案中，采用背包冷却器能够为风力发电机进行降温，保证其运行的稳定性。
27.较佳地，一种无定子接线盒的风力发电机组，包括如上所述的无定子接线盒的风力发电机。
28.在本方案中，能够有效地提高机舱空间的利用率，并且降低生产安装成本。
29.较佳地，所述无定子接线盒的风力发电机组还包括机架、机舱和电缆连接器，所述发电机出线动力电缆与所述机舱动力电缆在所述机架与所述机舱的底面形成的空间处通过所述电缆连接器连接。
30.在本方案中，通过在此空间处进行出现动力电缆与机舱动力电缆的连接，能够方便施工，并且方便布线。
31.较佳地，所述发电机出线动力电缆与所述机舱动力电缆的布线路径在垂直投影方向上为点对点的连接方式。
32.在本方案中，能够优化布线路径，提高机舱空间的利用率。
33.本实用新型的积极进步效果在于：
34.1、在本方案中，并联环通过发电机出线动力电缆直接与机舱动力电缆连接，无需定子接线盒及其内部的绝缘子和导电排，机架平台的长度减小，机舱内的轴向空间得以加长，提高了机舱空间的利用率，并且方便风电运维人员在机舱内的通行和操作；机架平台长度减小，机舱罩长度减小，机架平台和机舱罩的材料用量和成本都随之降低；对于机舱整体而言，物料成本、运输成本也随之降低。
35.2、发电机出线动力电缆从发电机机座的底部穿出，优化了出线方式，有效减少了机舱动力电缆长度和成本，更加便于机舱动力电缆的排布。
附图说明
36.图1为本实用新型现有技术中带定子接线盒的风力发电机组的结构示意图。
37.图2为本实用新型实施例一的无定子接线盒的风力发电机的结构示意图；
38.图3为本实用新型实施例一的无定子接线盒的风力发电机组的结构示意图；
39.图4为本实用新型图2中电缆连接器的结构示意图；
40.图5为本实用新型实施例二的无定子接线盒的风力发电机的结构示意图；
41.图6为本实用新型实施例二的无定子接线盒的风力发电机组的主视结构示意图；
42.图7为本实用新型的现有技术中带定子接线盒的风力发电机组的主视结构示意图；
43.图8为本实用新型实施例二的无定子接线盒的风力发电机组的仰视结构示意图；
44.图9为本实用新型的现有技术中带定子接线盒的风力发电机组的仰视结构示意图。
45.附图标记说明：
46.发电机机座1
47.定子铁心2
48.绕组端部3
49.并联环4
50.电缆防水接头5
51.发电机出线动力电缆6，发电机出线动力电缆导体601
52.电缆连接器7
53.机舱动力电缆8，机舱动力电缆导体801
54.机舱9
55.机架10
56.绝缘层11
57.定子接线盒12
58.背包冷却器13
具体实施方式
59.下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在的实施例范围之中。
60.实施例一
61.如图2和3所示，一种无定子接线盒的风力发电机，包括：发电机机座1、并联环4、从机舱9引出的机舱动力电缆8和发电机出线动力电缆6，发电机出线动力电缆6一端连接于并联环4，另一端穿出发电机机座1并与发电机机座1外侧的机舱动力电缆8连接。
62.其中，本实施例为一种无定子接线盒的半直驱风力发电机，在本实施例中，并联环4通过发电机出线动力电缆6直接与机舱动力电缆8连接，无需定子接线盒及其内部的绝缘
子和导电排，机架10平台的长度减小，机舱9内的轴向空间得以加长，提高了机舱9空间的利用率，并且方便风电运维人员在机舱9内的通行和操作；机架10平台长度减小，机舱罩长度减小，机架10平台和机舱罩的材料用量和成本都随之降低；对于机舱9整体而言，物料成本、运输成本也随之降低。
63.如图2和3所示，无定子接线盒的风力发电机还包括电缆防水接头5，发电机机座1设置有出线孔，出线孔处设置有电缆防水接头5，发电机出线动力电缆6通过电缆防水接头5穿出发电机机座1。
64.在其他实施例中，可根据需要采用其他合理方式对出线孔进行防水，如采用密封胶进行填塞。
65.在本实施例中，能够起到防水作用。
66.如图3和4所示，无定子接线盒的风力发电机还包括电缆连接器7，电缆连接器7的一端与发电机出线动力电缆6连接，电缆连接器7的另一端与机舱动力电缆8连接。
67.其中，电缆连接器7的形状不做限定，可以为圆筒状，也可以是其他形状。
68.在其他实施例中，发电机出线动力电缆6与机舱动力电缆8也可根据需要采用其他方式进行连接，如焊接、铜管压接和夹板连接等。
69.在本实施例中，采用电缆连接器7能够在较低的成本下实现高质量的连接。
70.如图4所示，电缆连接器7的外壳设置有绝缘层11。
71.在本实施例中，在电缆连接器7的外壳包覆绝缘层11，能够有效的实现出现动力电缆与机舱动力电缆8的连接处与外部的绝缘。
72.具体地，电缆连接器7的连接方案为：
73.s1.剪裁电缆：电缆连接前，将电缆整理整齐，裁切余料，发电机出线动力电缆6与机舱动力电缆8留出适当的交叠长度.
74.s2.剥除发电机出线动力电缆6与机舱动力电缆8的护套层、屏蔽层和绝缘层11：使用专用工具剥除电缆护套、屏蔽层和绝缘层11，不要伤及发电机出线动力电缆6与机舱动力电缆8导体，露出与电缆连接器7槽深相等长度的发电机出线动力电缆6与机舱动力电缆8；
75.s3.安装电缆连接器7：
76.s31.压接电缆连接器7：
77.i.清除导体表面油污或氧化膜；
78.ii.发电机出线动力电缆6导体和机舱动力电缆8导体都应充分插入圆筒状电缆连接器7底部；
79.iii.确定压接钳、磨具及连接器规格后，对发电机出线动力电缆6、机舱动力电缆8和电缆连接器7进行压接，压接时要确保模具合拢到位后，停留适当时长，使压接部位金属朔性变形稳定后消除压力；
80.iv.每道压接过程一次完成，不要中断；
81.s32.电缆连接器7表面处理：检查表面无毛刺、锐边和尖锐突起等，如发现连接器边缘有突起，应采用电动压线钳重新将连接器边缘压平整，并使用锉刀将毛刺打磨干整，除去金属毛屑，并使用无水乙醇擦干净。
82.s4.绕包绝缘层11：使用硅橡胶自粘胶带填平电缆连接器7两端的缝隙，再使用绝缘材料将电缆连接器7、发电机出线动力电缆6和机舱动力电缆8进行绕包。
83.具体地，发电机出线动力电缆6的规格与机舱动力电缆8的规格相匹配，且发电机出线动力电缆6的数量与机舱动力电缆8的数量相同。
84.在本实施例中，通过采用与机舱动力电缆8规格相匹配并且数量相同的出现动力电缆，能够实现电力的稳定传输。
85.具体地，发电机出线动力电缆6与并联环4的接头连接。
86.在本实施例中，发电机出线动力电缆6与并联环4的连接更加稳定
87.如图2所示，无定子接线盒的风力发电机还包括定子铁心2和绕组端部3，并联环4位于定子铁心2的绕组端部3处。
88.在本实施例中，并联环4的布置方式更能节省空间。
89.如图2和3所示，发电机出线动力电缆6从发电机机座1的底部穿出。
90.在其他实施例中，发电机出线动力电缆6不限于从发电机机座1的底部穿出，也可从发电机机座1的侧板穿出，或者根据需要进行其他合理设置。
91.在本实施例中，优化了出线方式，有效减少了机舱动力电缆8长度和成本，更加便于机舱动力电缆8的排布；
92.较佳地，一种无定子接线盒的风力发电机组，包括如上的无定子接线盒的风力发电机。
93.在本实施例中，能够有效地提高机舱空间的利用率，并且降低生产安装成本。
94.如图3所示，无定子接线盒的风力发电机组还包括机架10、机舱9和电缆连接器7，发电机出线动力电缆6与机舱动力电缆8在机架10与机舱9的底面形成的空间处通过电缆连接器7连接。
95.其中，因电缆需要转弯半径，在敷设出现动力线缆与机舱动力线缆时，通过在机舱内部提前搭设电缆桥架(图中未示出)，将出现动力线缆与机舱动力线缆沿着电缆桥架进行敷设。
96.在本实施例中，通过在此空间处进行出现动力电缆与机舱动力电缆8的连接，能够方便施工，并且方便敷设电缆。
97.实施例二
98.如图5、图6和图8所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：一种无定子接线盒的风力发电机，还包括背包冷却器，背包冷却器设置在发电机机座的上方，通过安装背包冷却器能够为风力发电机进行降温，保证其运行的稳定性。
99.其中，本实施例中的无定子接线盒的风力发电机，具体地为无定子接线盒的箱式结构风力发电机，其电缆连接器7的结构与实施例一相同。
100.图6为本实施例无定子接线盒的风力发电机组的主视结构示意图，图7为现有技术中带定子接线盒的风力发电机组的主视结构示意图，通过对比，可以发现现有技术中箱式结构的风力发电机的定子接线盒12安装在发电机机座的侧端位置，占据了较大的空间，在本实施例中，无需定子接线盒，极大的提高了空间利用率。
101.图8为本实施例无定子接线盒的风力发电机组的仰视结构示意图，图9为现有技术中带定子接线盒的风力发电机组的仰视结构示意图。
102.如图8所示，发电机出线动力电缆6与机舱动力电缆8的布线路径在垂直投影方向上为点对点的连接方式。发电机出线动力电缆6从发电机机座1直接出线，无需经过定子接
线盒的中转，能够优化布线路径，发电机出线动力电缆6与机舱动力线缆8可以采用点对点的方式直接连接，能够提高机舱空间的利用率。
103.通过对比可以发现，无定子接线盒的风力发电机组不仅能够优化发电机的出线方式而且还可以优化线缆的布线路径，线缆的布线路径更短，能够整体上降低线缆的长度，并且无定子接线盒的风力发电机组的线缆布线整体上分布在机舱的一端，能够提高机舱空间的利用率。
104.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型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实用新型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实用新型的保护范围。