專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法
—種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組
所屬領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均使用增速裝置，該增速裝置通常是一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)加 兩級(jí)平行軸齒輪傳動(dòng)或兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)加一級(jí)平行軸齒輪傳動(dòng)。這種增速裝 置可以顯著提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)尺寸和重量都很小，整個(gè)機(jī)組的尺寸和 重量較經(jīng)濟(jì)，并且容易運(yùn)輸。但是增速裝置中的高速級(jí)齒輪及軸承由于應(yīng)力循 環(huán)次數(shù)多，并且還要承受由于齒輪箱輸出和發(fā)電機(jī)輸入不同心而引起的附加彎 矩，往往成為過早失效的部位。所以，使用三級(jí)齒輪增速裝置的機(jī)組在機(jī)組壽
命期內(nèi)可能需要更換齒輪箱3次或更多次，這不但增加了運(yùn)行和維護(hù)成本，而 且降低了機(jī)組的可利用率。
與三級(jí)齒輪增速不同，直驅(qū)是另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其傳動(dòng)系無齒輪傳動(dòng)， 葉輪直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)簡單且可靠，基本無需維護(hù)。但直驅(qū)機(jī)組 的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低，在相同容量下，發(fā)電機(jī)及其整機(jī)的尺寸和重量都比帶增速裝 置的機(jī)組大，機(jī)組的制造和運(yùn)輸成本很高，使其在大容量機(jī)組上的應(yīng)用失去經(jīng) 濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種容量大于兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以解決直驅(qū)機(jī)組
尺寸和重量過大，傳統(tǒng)機(jī)組可靠性不足的問題。
本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由主軸、齒輪箱和發(fā)電機(jī)等其它結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。 本發(fā)明中的主軸經(jīng)主軸承支撐可旋轉(zhuǎn)的安裝在底座前部，并且主軸的前端留
有與輪轂聯(lián)接的法蘭，后端與2級(jí)行星齒輪箱的輸入端連接。用于支撐主軸的主軸承是一個(gè)軸承或者是一對(duì)軸承。用于安裝主軸承的軸承座剛性的安裝在底 座上，該軸承座是一個(gè)軸承座或者是兩個(gè)軸承座。
本發(fā)明中的主軸在所述齒輪箱外，葉輪額定轉(zhuǎn)速12 20rpm。齒輪箱的結(jié)構(gòu) 為兩級(jí)NGW型串聯(lián)的形式，增速比范圍15 50，最優(yōu)增速比范圍20~35。輪齒 是直齒或者是斜齒或者是人字齒。該齒輪箱兩側(cè)安裝了用于緩沖、減振和降噪 的彈性支撐，該彈性支撐剛性的安裝在底座上。
本發(fā)明的齒輪箱的輸出端和發(fā)電機(jī)輸入端之間是擾性聯(lián)軸器，用于補(bǔ)償運(yùn)行 過程中產(chǎn)生的不對(duì)中誤差。該聯(lián)軸器內(nèi)集成過載保護(hù)裝置，防止發(fā)電機(jī)短路時(shí) 傳動(dòng)系超載。
本發(fā)明的發(fā)電機(jī)是異步發(fā)電機(jī)或者是同步發(fā)電機(jī)，且發(fā)電機(jī)通過用于減振和 降噪的彈性支撐安裝在底座上。 -
本發(fā)明的有益效果齒輪箱為2級(jí)行星結(jié)構(gòu)，無故障率很高的第三級(jí)，機(jī)組 傳動(dòng)系的可靠性和可利用率高；發(fā)電機(jī)的體積小、重量輕，工藝性好，并且發(fā) 電機(jī)可以在最佳的轉(zhuǎn)速范圍下運(yùn)行，損失小效率高；整個(gè)傳動(dòng)系的尺寸小，重 量較輕，易于運(yùn)輸；分布式的傳動(dòng)系，有利于部件的模塊化設(shè)計(jì)和制造，并且 很容易在傳動(dòng)系上設(shè)置彈性支撐、過載保護(hù)等有利于傳動(dòng)系安全和進(jìn)一步提高 機(jī)組可靠性的附加結(jié)構(gòu)。


圖1是所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的示意圖中l(wèi)為主軸，2為軸承座，3為主軸承，4為收縮盤，5為齒輪箱，6為 機(jī)械剎車，7為聯(lián)軸器，8為發(fā)電機(jī)，9為發(fā)電機(jī)彈性支撐，IO為底座，11為齒 輪箱彈性支撐。 技術(shù)實(shí)施參照附圖，結(jié)合實(shí)施例說明本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系主要由主軸1，軸承座2，主 軸承3，收縮盤4，齒輪箱5，聯(lián)軸器7，發(fā)電機(jī)9等其它結(jié)構(gòu)組成。
主軸1經(jīng)由主軸承3可旋轉(zhuǎn)的安裝在軸承座2中，而軸承座2與底座11的 前部剛性聯(lián)接。主軸1的前端法蘭用于安裝葉輪，其后端通過收縮盤4與齒輪 箱5的輸入端聯(lián)接在一起。
主軸承3可以是一個(gè)軸承， 一個(gè)球面滾子軸承或者是一個(gè)雙列圓錐滾子軸 承。但更好的主軸承3的方案是一對(duì)軸承， 一個(gè)圓柱滾子軸承加一個(gè)圓錐滾子 軸承或者一個(gè)圓環(huán)滾子軸承加一個(gè)球面滾子軸承，這樣，來自葉輪的彎矩和推 力經(jīng)主軸1傳遞到主軸承3，然后經(jīng)軸承座2傳遞到底座10，齒輪箱5的輸入 端僅有扭矩作用，所以，齒輪箱不承受除扭矩以外的附加外力，受載情況較好。 實(shí)施例中所示的主軸承3是一對(duì)軸承， 一個(gè)圓柱滾子軸承加一個(gè)圓錐滾子軸承。
收縮盤4并非唯一的主軸與齒輪箱的聯(lián)接方式，也可以用法蘭、花鍵等傳遞 扭矩的聯(lián)接方式，本實(shí)施例采用收縮盤4是因?yàn)檫@種聯(lián)接方式在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 上應(yīng)用很多，技術(shù)成熟，設(shè)計(jì)和制造資源非富，容易獲取。
齒輪箱5為兩級(jí)NGW型串聯(lián)的行星齒輪箱。NGW行星齒輪箱是一種較為通用 的齒輪箱，兩級(jí)NGW串聯(lián)的行星齒輪箱在其它領(lǐng)域已經(jīng)有成功應(yīng)用，所以不存 在設(shè)計(jì)和制造方面的困難。實(shí)施例中的兩級(jí)行星齒輪箱的增速比約30，可以將 葉輪轉(zhuǎn)速提高到300rpm以上。
齒輪箱5兩側(cè)各有一個(gè)齒輪箱彈性支撐11，該彈性支撐能夠緩沖峰值載荷， 減小振動(dòng)，降低噪聲，調(diào)整傳動(dòng)系的固有頻率，防止機(jī)組運(yùn)行后發(fā)生共振。齒 輪箱彈性支撐11可以根據(jù)主軸承3的布置方式而采用不同結(jié)構(gòu)形。實(shí)施例中采 用了雙主軸承的支撐方式，采用了夾板式的彈性支撐，水平和豎直方向的剛度很小，而扭轉(zhuǎn)剛度很大。
聯(lián)軸器7用于連接齒輪箱5的輸出端和發(fā)電機(jī)9的輸入端，它是一種電絕緣 的擾性聯(lián)軸器，實(shí)施例中采用了帶復(fù)合材料中間體的膜片聯(lián)軸器，并且內(nèi)部集 成了過載保護(hù)裝置，用于防止傳動(dòng)系超載。另外，聯(lián)軸器7上還安裝了機(jī)械剎 車6的剎車盤，該機(jī)械剎車在機(jī)組維護(hù)時(shí)使用。本發(fā)明中，齒輪箱和發(fā)電機(jī)同 心布置，對(duì)聯(lián)軸器7的補(bǔ)償能力要求較低，聯(lián)軸器7也可以是彈性塊聯(lián)軸器或 者連桿型的聯(lián)軸器且不限于此。
發(fā)電機(jī)8是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的永磁同步發(fā)機(jī)。本發(fā)明中的發(fā)電機(jī)也可以 是其他同步發(fā)電機(jī)或者是異步發(fā)電機(jī)，不同的發(fā)電機(jī)會(huì)影響機(jī)組的電能品質(zhì)， 但不影響本傳動(dòng)系的使用效果。發(fā)電機(jī)底部通過彈性支撐9安裝在底座10的后 部，該彈性支撐是用于減小振動(dòng)和隔絕噪聲的。
權(quán)利要求
1、一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括葉輪、前端與葉輪聯(lián)接的主軸、輸入端與主軸后端聯(lián)接并將其轉(zhuǎn)速增加然后輸出的齒輪箱、由齒輪箱輸出端驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。其特征在于，主軸在所述齒輪箱外，葉輪額定轉(zhuǎn)速12～20rpm，齒輪箱為兩級(jí)NGW型串聯(lián)的行星齒輪箱，齒輪箱增速比為15～50。
2、 如權(quán)利要求l所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪箱，其特征在于所述齒輪箱為 兩級(jí)NGW型串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式，最佳增速比為20 30。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組由主軸、齒輪箱和發(fā)電機(jī)等其它結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。其特征在于，齒輪箱為兩級(jí)NGW串聯(lián)的行星齒輪箱，主軸在齒輪箱外。本發(fā)明的齒輪箱為兩級(jí)行星結(jié)構(gòu)，無故障率很高的第三級(jí)，機(jī)組的可利用率高；發(fā)電機(jī)的體積小、重量輕，工藝性好，并且發(fā)電機(jī)可以在最佳的轉(zhuǎn)速范圍下運(yùn)行，損失小效率高；整個(gè)傳動(dòng)系安全可靠，尺寸小，易于運(yùn)輸。
文檔編號(hào)F03D9/00GK101476545SQ200810001719
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月2日
發(fā)明者崔新維, 李海開, 王曉東, 祥 趙 申請(qǐng)人:新疆金風(fēng)科技股份有限公司