具有改善轴承润滑的旋转电机及其相关方法技术

一种旋转电机包括：外壳体；驱动轴，其以可旋转的方式安装在所述外壳体内；轴承，其相对于所述外壳体支撑所述驱动轴，其中，所述外壳体包括面对所述轴承的支撑表面，所述轴承包括面对所述支撑表面的轴承表面，并且进一步其中，限定在所述支撑表面和所述轴承表面之间的区域具有润滑层；以及润滑流动路径，其构造为将润滑剂引导至所述轴承，其中，所述润滑流动路径与所述支撑表面和所述轴承表面之间的所述区域流体连通以便补充所述润滑层。还公开了一种润滑用于旋转电机的轴承的方法。所述旋转电机可以是用于风轮机的发电机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善轴承润滑的旋转电机及其相关方法
本专利技术总体涉及一种旋转电机，诸如用于风轮机的发电机，电机的轴承具有改善的润滑，还涉及用于操作旋转电机的方法以便具有改善的轴承润滑。
技术介绍
风轮机被用于使用可再生资源产生电能而无需燃烧化石燃料。通常，风轮机将来自风中的动能转换为机械能，随后转换机械能为电能。水平轴风轮机包括塔架、位于塔架的顶点处的机舱以及支撑在机舱中的转子。转子联接发电机用于将叶片的动能转换为电能。用于风轮机的发电机是相对大且重的旋转电机，所述旋转电机具有：外壳体；驱动轴，其可旋转地安装在外壳体内；以及定子组件和转子组件，它们也定位在外壳体内。外壳体可以包括大致柱形外侧壁，该外侧壁在每个端部用端罩封闭。驱动轴直接或者通过例如齿轮箱操作联接至风轮机转子，使得转子的旋转引起发电机驱动轴的旋转。在常规发电机的构造中，定子组件联接至外壳体从而是静止的，转子组件操作联接至驱动轴以便随着驱动轴的旋转而旋转。定子和转子组件之间的相对旋转产生电力。驱动轴通过一对轴承被支撑在发电机壳体中，一对轴承典型地在发电机的相应端部处并且定位成邻近端罩。轴承构造为限制驱动轴(因而限制转子组件)的移动，使其无法进行轴向推动、径向位移以及倾斜(例如，6个自由度中的5个)。本质上，轴承将驱动轴约束到它们力图提供的单个自由度，即旋转，而没有显著损失或者过热。其中一个轴承典型地轴向固定至壳体以便限制在轴向加载下的移动。这被称为固定轴承。但是，另一轴承不是轴向固定的，而是允许相对于壳体进行有限量的轴向位移。该轴承被称为浮动轴承并且设置成防止发电机的移动部件(例如，驱动轴)被发电机的用于这些移动部件的静止支撑系统(例如，发电机壳体)过度约束。在这方面，举个例子，发电机的移动和静止部件典型地在不同的温度操作，并且由具有不同热膨胀系数的不同材料制成。因此，移动和静止部件可以受到不同的热膨胀/收缩量。如果发电机壳体或者其它关联的支撑件过度约束驱动轴，诸如通过轴向固定两个轴承，那么发电机的热膨胀/收缩会被限制，从而导致大的轴向、径向以及倾斜力被施加在轴承上。这反过来导致过度振动、过度升温并且最终导致过早的轴承失效，因而导致频繁而昂贵的更换。正如从上文注意到的，为了避免过度约束驱动轴，轴承中的一个构造为浮动轴承，使得经由浮动轴承的有限量的轴向移动，可以很容易适应例如热膨胀/收缩效应。配置轴承中的一个为浮动轴承可延长轴承的工作寿命，从而降低维修成本并且提高工作时间。尽管浮动轴承适用于其期望目的，但是在用于风轮机的当前发电机中实施浮动轴承存在一些缺陷。在这方面，浮动轴承可以构造为滚动元件轴承，例如，该滚动元件轴承具有：内圈，其联接至驱动轴并且可与驱动轴一起旋转；外圈，其以允许轴向移动的方式联接至静止壳体；以及布置在内圈和外圈之间的滚动元件，诸如球轴承或者辊。尤其，浮动轴承定位成邻近端罩，使得外圈的外周和端罩的内周之间存在轻微的过盈配合。外圈的外周和端罩的内周之间的该区域在浮动轴承设计中是关键的，并且会对公差和间隙敏感。例如，如果间隙太紧，由于例如热膨胀/收缩，轴承会变得被锁定。另一方面，过度的间隙会允许轴承在锁定位置倾斜或者翘起或者使发电机受到过度振动。当组装发电机时，在外圈的外周和端罩的内周之间的该关键区域中大体布置一层润滑剂。如上文讨论的，在发电机的操作期间该润滑层有利于浮动轴承的轴向移动。但是，随着发电机的延长使用，该润滑层可能会分解，从轴承和端罩之间的空间被刮下或者滴落。不幸地是，当前发电机设计未提供用于在该区域中补充润滑层的机构或者设施。因而，随着润滑层的损失或者减少，轴承和端罩之间的相对移动会受到限制。在一些情形下，浮动轴承会被堵塞、翘起或者以其它方式被锁定，使丧失其轴向移动能力。在该情况下，浮动轴承的操作类似固定轴承。因为这两个轴承现在都是轴向固定的，所以驱动轴会被发电机壳体过度约束，从而潜在地导致一个或者这两个轴承过早失效。因此，需要提供一种可提供改善的轴承润滑的用于风轮机的发电机。尤其，需要一种发电机，其提供了对浮动轴承和壳体之间的区域补充润滑层，从而在使用期间向浮动轴承提供持续的轴向位移。还需要一种风轮机，其具有的发电机具有改善的轴承润滑，并且还需要一种用于风轮机的发电机的操作方法以便具有改善的轴承润滑。
技术实现思路
根据一个实施例，一种旋转电机包括：外壳体；驱动轴，该驱动轴以可旋转的方式安装在所述外壳体内；轴承，该轴承相对于所述外壳体支撑所述驱动轴，其中，所述外壳体包括面对所述轴承的支撑表面并且所述轴承包括面对所述支撑表面的轴承表面，并且进一步其中，限定在所述支撑表面和所述轴承表面之间的区域具有润滑层；以及润滑流动路径，该润滑流动路径构造为将润滑剂引导至所述轴承，其中，所述润滑流动路径与所述支撑表面和所述轴承表面之间的所述区域流体连通以便补充所述润滑层。在一个实施例中，所述润滑流动路径包括用于接收润滑剂的入口以及用于将润滑剂供给至所述轴承的内部的出口，所述支撑表面和所述轴承表面之间的所述区域的至少一部分形成所述润滑流动路径的位于所述入口和所述出口之间的一部分。在一个实施例中，所述轴承可以形成浮动轴承组件的一部分；其中，至少所述轴承的包括所述轴承表面的部分被允许相对于所述外壳体轴向移位。所述润滑流动路径可以包括形成在所述支撑表面中的环形的凹槽，所述凹槽被构造为绕所述轴承表面的外围分布润滑剂。此外，润滑流动路径可以包括形成在支撑表面中的一个或多个流动通道，其中所述一个或多个流动通道与所述凹槽连通并且延伸离开所述凹槽。一密封构件可以布置在所述支撑表面和所述轴承表面之间的所述区域中，用于在优选方向上推动润滑剂。在这方面，环形的密封凹槽可以形成在所述支撑表面中，O型圈座置于该密封凹槽中并且与所述轴承表面形成流密密封。在一个示例性实施例中，所述轴承可以为滚动元件轴承，所述滚动元件轴承具有内圈、外圈以及布置在所述内圈和所述外圈之间的多个滚动元件。所述外圈的外表面可以限定所述轴承表面。此外，所述外壳体可以包括端罩，所述端罩大致围绕所述轴承并且限定所述支撑表面。在一个示例性实施例中，所述旋转电机可以构造为发电机，所述发电机具有定位在所述外壳体内并且被构造为产生电力的定子组件以及转子组件。更具体来说，在一个实施例中，风轮机包括：塔架；机舱，该机舱布置成邻近所述塔架的顶部；转子，该转子包括轮毂和从所述轮毂延伸的至少一个风轮机叶片；以及发电机，该发电机布置在机舱中。发电机包括：外壳体，外壳体构造为收纳用于产生电力的定子组件以及转子组件；以及驱动轴，其可旋转地安装在外壳体内并且构造为驱动发电机以便产生电力。发电机进一步包括相对于外壳体支撑驱动轴的轴承，其中，外壳体包括面对轴承的支撑表面，轴承包括面对支撑表面的轴承表面，并且进一步其中，限定在支撑表面和轴承表面之间的区域具有润滑层。发电机包括润滑流动路径，该润滑流动路径被构造为将润滑剂引导至轴承，其中所述润滑流动路径与支撑表面和轴承表面之间的区域流体连通以便补充润滑层。公开了一种润滑用于旋转电机的轴承的方法。旋转电机相对于外壳体支撑驱动轴，外壳体包括面对轴承的支撑表面，轴承包括面对支撑表面的轴承表面，在支撑表面和轴承表面之间限定一区域。所述方法包括：操作旋转电机；以及在旋转电机的操作期间供给润滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，该旋转电机包括：外壳体；驱动轴，该驱动轴以可旋转的方式安装在所述外壳体内；轴承，该轴承相对于所述外壳体支撑所述驱动轴，其中，所述外壳体包括面对所述轴承的支撑表面并且所述轴承包括面对所述支撑表面的轴承表面，并且进一步其中，限定在所述支撑表面和所述轴承表面之间的区域具有润滑层；以及润滑流动路径，该润滑流动路径构造为将润滑剂引导至所述轴承，其中，所述润滑流动路径与所述支撑表面和所述轴承表面之间的所述区域流体连通以便补充所述润滑层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机，该旋转电机包括：外壳体；驱动轴，该驱动轴以可旋转的方式安装在所述外壳体内；轴承，该轴承相对于所述外壳体支撑所述驱动轴，其中，所述外壳体包括面对所述轴承的支撑表面并且所述轴承包括面对所述支撑表面的轴承表面，并且进一步其中，限定在所述支撑表面和所述轴承表面之间的区域具有润滑层；以及润滑流动路径，该润滑流动路径构造为将润滑剂引导至所述轴承，其中，所述润滑流动路径与所述支撑表面和所述轴承表面之间的所述区域流体连通以便补充所述润滑层，其中，所述轴承形成浮动轴承组件的一部分；其中，至少所述轴承的包括所述轴承表面的部分被允许相对于所述外壳体轴向移位，并且该旋转电机进一步包括密封构件，所述密封构件布置在所述支撑表面和所述轴承表面之间的所述区域中，用于在优选方向上推动润滑剂。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述润滑流动路径包括用于接收润滑剂的入口以及用于将润滑剂供给至所述轴承的内部的出口，所述支撑表面和所述轴承表面之间的所述区域的至少一部分形成所述润滑流动路径的位于所述入口和所述出口之间的一部分。3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其中，所述润滑流动路径包括形成在所述支撑表面中的环形的凹槽，所述凹槽被构造为绕所述轴承表面的外围分布润滑剂。4.根据权利要求3所述的旋转电机，其中，所述润滑流动路径进一步包括形成在所述支撑表面中的一个或多个流动通道，所述一个或多个流动通道与所述凹槽流体连通并且延伸离开所述凹槽。5.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述外壳体包括形成在所述支撑表面中的环形的密封凹槽，所述密封构件包括O型圈，所述O型圈座置于所述密封凹槽中并且被构造为与所述轴承表面形成流密密封。6.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述轴承被构造为滚动元件轴承，所述滚动元件轴承具有内圈、外圈以及布置在所述内圈和所述外圈之间的多个滚动元件，所述外圈的外表面限定所述轴承表面。7.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述外壳体包括端罩，所述端罩大致围绕所述轴承并且限定所述支撑表面。8.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述旋转电机构造为发电机，所述发电机具有定子组件以及转子组件，所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·蒙高，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK