一种大型立式电机及其安装方法

摘要

本发明公开了一种与大型垂直轴风力发电装置配套使用的大型立式电机，它包括机壳，设置在机壳内的定子、与电机轴一起转动的转子以及固定电机轴的轴承，要点是在机壳底部设有与机壳下端盖合为一体的并与电机轴相垂直的安装基座，在电机轴底端的安装基座上设有推力轴承。安装方法：将电机的安装基座与水平的地面基座通过地脚螺栓固定连接，使连接转子的电机轴垂直地固定在安装基座的推力轴承上。本发明设计合理，垂直轴向载荷大，制造成本低，安装维修方便，具有很好的吸振特性，不仅解决了大型垂直轴风力发电系统的发电机与风车中心轴轴线平行传动的配合难题，还可在矿山、石油、冶金、机床等使用大型立式电机的领域中广泛运用。

权利要求

1.一种大型立式电机，包括机壳(4)，设置在机壳(4)内的定子、与电机轴(1)一起转动的转子(3)以及固定电机轴(1)的轴承(10)，其特征在于：在机壳(4)底部设有与机壳(4)下端盖合为一体的并与电机轴(1)相垂直的安装基座(8)，电机轴(1)的输入端或输出端设置在与安装基座(8)的安装位置相反方向的电机上方，在电机轴(1)底端的安装基座(8)上设有承载转子(3)和电机轴(1)重力和自上而下轴向力的推力轴承(6)。

2.权利要求1所述大型立式电机的安装方法，其特征在于：安装基座(8)与水平的地面基座(9)通过地脚螺栓(7)固定连接，使连接转子(3)的电机轴(1)垂直地固定在安装基座(8)的推力轴承(6)上。

说明书

一种大型立式电机及其安装方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电机技术领域，具体地说是一种与大型垂直轴风力发电装置配套使用的发电量为200kw至5MW的立式电机以及这种电机的安装方法。

背景技术

[0002] 垂直轴风力发电装置，能够有效地利用低空风能资源，单机发电量大，且无偏航、无尾翼动力系统，特别是安装、维修十分方便。因此，大规模地利用垂直轴风力发电装置，是提高发电量，充分利用风能资源的发展趋势。

[0003] 目前，在冶金、矿山、石油及大型机床制造领域，配置大型电机一般都采用卧式电机，垂直轴传递转矩时基本采用转向机械机构。这种结构的缺点是增加了转向机构的制造成本，中间机构的能量消耗大，特别是传递转矩小，最大不超过750KW。由此可见，制约大型垂直轴风力发电装置发电量的因素大致包括两个方面：一是受垂直轴线性质的转矩转变为水平轴线性质转矩的限制。目前，绝大多数电机为轴线水平设计，当原动机或拖动设备为垂直轴线时，一般需要通过蜗轮-蜗杆机构或锥齿轮机构进行90度转向连接。然而现有技术的这两种传动机构，最大传递功率大约在350kw～750kw之间，难以适应1000kw以上的大型垂直轴风力发电装置的需要。二是受电机结构与安装方式的限制。现有立式电机的安装方式：一般是基座与电机轴线相平行的方式，基座与地平面相垂直。这种方式的电机转子重量均由输出(入)轴端的电机端盖承载，由于端盖和连接螺栓受体积、制造工艺、材质等因素的限制，不可能有如此大的承载能力。其次是基座与电机轴线相垂直的方式，也称直连法兰式连接。这种方式的特点就是将电机输出(入)轴与法兰固定端在一个方向，由于受到电机轴伸部的制约，整个转子及所有轴向力仍然由该端的端盖承载，同样难以与大型垂直轴风力发电装置相匹配。

发明内容

[0004] 为了解决现有大型垂直轴风力发电装置缺乏相应的发电设备，本发明的目的之一是提供一种与大型垂直轴风力发电装置相配套的大型立式电机。

[0005] 本发明的另一个目的是提供一种大型立式电机的安装方法。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0007] 这种大型立式电机，包括机壳，设置在机壳内的定子、与电机轴一起转动的转子以及固定电机轴的轴承，主要是在机壳底部设有与机壳下端盖合为一体的并与电机轴相垂直的安装基座，电机轴的输入端或输出端设置在与安装基座的安装位置相反方向的电机上方，在电机轴底端的安装基座上设有承载转子和电机轴重力和自上而下轴向力的推力轴承；所说的推力轴承为圆锥滚子轴承，或推力滚子轴承、推力圆柱滚子轴承、推力球轴承；所说大型立式电机指200kw至5MW的发电机或电动机。

[0008] 这种大型立式电机的安装方法：安装基座与水平的地面基座通过地脚螺栓固定连接，使连接转子的电机轴垂直地固定在安装基座的推力轴承上，电机轴上端的径向力由向心轴承承载，电机轴下端的径向力由径向轴承承载，转子及电机轴自上而下的轴向力由固定在安装基座上的推力轴承承载。

[0009] 本发明的有益效果是：

[0010] 一是设计合理。由于在机壳的底部设有与机壳下端盖构成一体并与电机轴相垂直的安装基座，同时在电机轴底端的安装基座上设有承载转子和电机轴重力及自上而下的轴向力的推力轴承，电机输入(出)轴方向与安装基座方向相反。这一新的结构和相应的安装方式，大大节省了制造成本，降低了安装难度和维修费用，减少了设备的安装空间。同时具有很好的吸振特性，其很小的振动特性远优于传统的立式电机以及传统的安装方法。

[0011] 二是垂直轴向的载荷大。资料显示，国产511/750型单向推力轴承额定载荷达768KN，本发明使用相同内径的294/750型推力滚子轴承，额定动载荷达5787KN，其承载轴向载荷能力超过本发明额定载荷的50％。因此，无论立式电机转子及电机轴的垂直轴向载荷有多大，只要推力轴承可以承载，这种立式电机就可以正常运行，因而适应了大型垂直轴风力发电装置的需要，解决了大型垂直轴风力发电系统的发电机与风车中心轴轴线平行传动的配合难题，为大型垂直轴风力发电装置的推广使用提供了保障。

[0012] 三是这种大载荷的大型立式电机还可以使用在其他领域，如矿山、石油、冶金、机床等使用大型立式电机的领域，对我国装备制造业大型化、超大化发展必将作出重大贡献。

附图说明

[0013] 图1是本发明的结构示意图。

[0014] 图中1.电机轴，2.向心轴承，3.转子，4.机壳，5.径向轴承，6.推力轴承，7.地脚螺栓，8.安装基座，9.地面基座，10.轴承。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

[0016] 如图1所示，这种是与大型垂直轴风力发电装置配套使用的、功率为1000KW的大型立式发电机，包括机壳4，设置在机壳4内的定子、与电机轴1一起转动的转子3以及固定电机轴1的轴承10，主要是在机壳4底部设有与机壳4下端盖构成一体的并与电机轴1相垂直的安装基座8，电机轴1的输入端设置在安装基座8相反的电机上方，在电机轴1底端的安装基座8上设有承载转子3和电机轴1重力以及自上而下轴向力的6294/750型、额定动载荷达5787KN的推力滚子轴承6。

[0017] 这种大型立式电机的安装方法：安装基座8与水平的地面基座9通过地脚螺栓7固定连接，使连接转子3的电机轴1垂直地固定在安装基座8的推力滚子轴承6上，电机轴1上端的径向力由向心轴承2承载，电机轴1下端的径向力由径向轴承5承载，转子3及电机轴1重力及自上而下的轴向力由固定在安装基座8上的推力滚子轴承6承载。