半直驱风力发电机由中速齿轮箱与中速发电机组成，中速齿轮箱由二级行星齿轮组成，从结构上分主要有8个部分，见图2。

前端盖、第一级行星齿轮、一级与二级连箱、第二级行星齿轮、齿轮箱与电机连箱5部分组成二级增速齿轮箱；电机定子、电机转子、后端盖3部分组成发电机。在下面作具体介绍。

行星齿轮变速的原理与结构在“行星齿轮增速箱”课件有介绍。

在图3中展示了这个二级行星齿轮增速箱的轴测装配示意图。这里第一级行星齿轮系有4个行星轮，安装在一级行星架上，一级行星架5前轴4通过双列圆锥滚子轴承3安装在前端盖2中；一级齿圈15内齿与行星轮14等行星轮啮合；一级行星架后轴通过轴承6安装在连箱13中。用螺栓将前端盖2、一级齿圈15、一级与二级齿圈连箱13安装在一起，组成一级行星轮系。

二级行星轮系有3个行星轮，安装在二级行星架8中，与二级齿圈11内齿啮合；二级行星架的输入轴12将与一级行星轮系的太阳轮连接；二级行星架的前轴将安装在轴承7中；用螺栓将连箱13与二级行星轮系齿圈11安装在一起，就组成这个二级行星齿轮增速箱，再将接轮毂的法兰1安装在一级行星架前轴法兰上，安装过程要对各个轴承进行紧固。这个齿轮箱模型的一级行星轮系的增速比是4，二级行星轮系的增速比是6，总增速比为24。

在图4左侧是已装配好的中速齿轮箱部分。

图4右侧是中速发电机的转子、定子、与齿轮箱的连箱。

发电机采用径向磁通的内转子结构，与内转子直驱发电机结构相似，只不过没有那么多的磁极。定子铁心8的槽中嵌有三相绕组9，定子铁心安装在电机机壳12内，机壳后端有电机后端盖10，后端盖中部有发电机转子的后轴承。发电机转子磁轭6外周安装多个永磁体磁极7，磁轭6通过转子支架固定在转子轴13上。

箱体15用来连接齿轮箱与发电机，箱体上有支撑二级行星架后轴的轴承4，支撑二级太阳轮轴的轴承5，支撑发电机转子前轴13的轴承14。

把发电机转子装在定子内，用螺栓把连箱15与齿轮箱与发电机机壳连接好，把转子轴后端法兰与二级太阳轮输出轴法兰3用螺栓连接，转子就与齿轮箱输出轴同步旋转了，到此完成组装，安装过程要对各个轴承进行紧固。

为说明发电机转子与齿轮箱输轴的连接，图5从侧后方展示有关连接。图5左侧是装配好的齿轮箱与发电机的组合体。把发电机转子通过后端盖的轴承安装在电机后端盖上，将后端盖安装在发电机机壳后端。齿轮箱输出轴是插入转子轴内孔，将输出轴法兰与电机转子轴法兰用螺栓连接。

图6是组装好的半直驱风力发电机剖视图。

图7是这个半直驱风力发电机外观图，齿轮箱配有润滑油泵，大型机组会有多个润滑油泵，同用或备用，油泵包括油过滤器。润滑油散热通过热交换器，用风扇降温，大型机组的散热装置会安装在机舱底座上。

发电机散热通过热交换器，热交换器冷却通过散热鼓风机吹走热量，本模型采用风冷。大型机组可能采用水冷，水带走热交换器的热量，但热水还需要另一个大的风冷热交换器对水进行冷却。

图8是半直驱风力发电机侧后方外观图。

下面是半直驱风力发电机总成动画。

3. 半直驱风力发电机组

轮毂直接安装在半直驱风力发电机的输入轴法兰上，是超紧凑型机型。
将半直驱风力发电机安装在机舱机座上，机舱内偏航系统与其他辅助设备与普通水平轴风力发电机组相同，将机舱吊上塔架安装。安装轮毂，安装叶片。图9是安装好的半直驱风力发电机组示意图。

对于大型的半直驱风力发电机组，为应对重力、轴向力、各方向的扭曲力，需要有专门的主轴来承担这些载荷。主轴位于轮毂与齿轮箱之间，主轴前端法兰接轮毂，主轴后端法兰接齿轮箱；在主轴前端与后端都有轴承支撑，能很好的应对扭曲力。主轴的前轴承与后轴承同装在一个主轴轴承座内，主轴轴承座是封闭的箱体，可减少盐雾与沙尘对轴承与主轴的侵蚀。图10中显示了半直驱风力发电机外接主轴的的状态，图中对主轴、主轴轴承座、主轴轴承进行了剖开显示。

图11是安装好有主轴的半直驱风力发电机组示意图。

半直驱风力发电机组在国内外海上风电场已有较多的应用，2023年07月，由三峡集团与金风联合研制的16MW超大容量海上风电机组成功实现并网发电。风电机组海面以上轮毂中心高度达152米，叶片长123米，叶轮扫风面积约5万平方米，是当时最大的在运行半直驱风力发电机组。随后金风20MW已下线制造。

我国明阳智能集团早已批量生产多种规格的半直驱风力发电机组。目前半直驱风力发电机组技术已成熟，设计制造已无瓶颈，据2024年10月报道，上海东方电气已研制出26MW的海上风电机组，并已下线，轮毂中心设计高度185米，叶轮直径超过310米，扫风面积超过7.7万平方米。