專利名稱：風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)技術(shù)，尤其涉及一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，屬于風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)是一種機(jī)械式能量傳遞系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)⑷~片吸收的風(fēng)能通過連續(xù)的、功能不同的機(jī)械部件傳遞到發(fā)電機(jī)，以便通過風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接決定著風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置、發(fā)電機(jī)類型、機(jī)艙尺寸及重量、傳動(dòng)效率、傳動(dòng)鏈的穩(wěn)定性和可靠性等；同時(shí)，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組特殊的使用環(huán)境，則要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有重量輕、體積小、可靠性高的特點(diǎn)。目前，一般兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要有齒輪箱傳動(dòng)方式和直驅(qū)式傳動(dòng)方式兩種；齒輪箱傳動(dòng)是將葉片I吸收的風(fēng)能通過葉片主軸2增速型齒輪箱35連接發(fā)電機(jī)46進(jìn)行發(fā)電，如圖1所示；依據(jù)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速不同，增速型齒輪箱可以分為大速比高速齒輪箱和小速比中底速齒輪箱，例如兆瓦級(jí)雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)通常適用大速比高速齒輪箱，例如兆瓦級(jí)半直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)適用小速比中速齒輪箱；齒輪箱傳動(dòng)是目前國際、國內(nèi)一般兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組使用最廣泛的傳動(dòng)鏈型式，該方案技術(shù)成熟穩(wěn)定、機(jī)組可靠性高、維護(hù)檢修方便；但是針對(duì)超大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，單獨(dú)使用大速比齒輪箱與發(fā)電機(jī)連接，對(duì)大速比齒輪箱的結(jié)構(gòu)和精度要求都非常高，比如可能需要四級(jí)變速或五級(jí)變速才能滿足速度要求，齒輪的直徑很大，且精度等級(jí)較高，而基于國內(nèi)外齒輪加工行業(yè)現(xiàn)狀，齒輪箱設(shè)計(jì)和制造加工能力不能滿足傳動(dòng)要求。直驅(qū)式傳動(dòng)是將葉片吸收的風(fēng)能通過葉片主軸2直接連接低速永磁同步發(fā)電機(jī)47或者勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，如圖2所/Jn ;是一種不同于傳統(tǒng)齒輪箱傳動(dòng)鏈方案的結(jié)構(gòu)型式，在一般兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組中具有一定的使用量；該傳動(dòng)方案簡單、維護(hù)量小，檢修較困難，對(duì)同步電機(jī)的要求較高，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率不斷提高，低速同步電機(jī)設(shè)計(jì)尺寸和重量較大，嚴(yán)重影響直驅(qū)式傳動(dòng)鏈在超大型風(fēng)電機(jī)組中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)簡化齒輪箱結(jié)構(gòu)和降低制造成本。本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括第一齒輪箱和至少一個(gè)第二齒輪箱；所述第一齒輪箱的輸入軸用于連接葉輪主軸；第一齒輪箱設(shè)有至少一個(gè)輸出軸，該輸出軸連接第二齒輪箱的輸入軸；第二齒輪箱的輸出軸用于連接高速發(fā)電機(jī)；所述第二齒輪箱的傳動(dòng)比大于第一齒輪箱的傳動(dòng)比。本發(fā)明的技術(shù)效果是:通過第一齒輪箱和第二齒輪箱串聯(lián)完成動(dòng)能從葉輪主軸到高速發(fā)電機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)，第一齒輪箱可選用小速比的中低速齒輪箱，第二齒輪箱可選用高速比的高速齒輪箱，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的齒輪箱，中低速齒輪箱和高速齒輪箱均采用三級(jí)速比以下的齒輪箱即能滿足超大功率發(fā)電機(jī)組的傳動(dòng)需求，而三級(jí)速比以下的齒輪箱采用現(xiàn)有技術(shù)水平設(shè)計(jì)制造即可，并且中低速齒輪箱和高速齒輪箱的設(shè)置可根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)架的結(jié)構(gòu)和安裝空間進(jìn)行合理布置，成本較低，可靠性較高。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)齒輪箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)直驅(qū)式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為本發(fā)明風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)不意圖；圖4為本發(fā)明風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例四的裝配圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一如圖3所示，本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括第一齒輪箱3和至少一個(gè)第二齒輪箱5 ;第一齒輪箱3的輸入軸用于連接葉輪主軸2 ;第一齒輪箱3設(shè)有至少一個(gè)輸出軸，該輸出軸連接第二齒輪箱5的輸入軸；第二齒輪箱5的輸出軸用于連接高速發(fā)電機(jī)6 ;第二齒輪箱5的傳動(dòng)比大于第一齒輪箱3的傳動(dòng)比。葉輪I在風(fēng)能作用下帶動(dòng)葉輪主軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第一齒輪箱3和第二齒輪箱5串聯(lián)完成動(dòng)能從葉輪主軸2到高速發(fā)電機(jī)6的機(jī)械傳動(dòng)，第一齒輪箱3可選用小速比的中低速齒輪箱，第二齒輪箱5可選用高速比的高速齒輪箱，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的齒輪箱，中低速齒輪箱和高速齒輪箱均采用三級(jí)速比以下的齒輪箱即能滿足超大功率發(fā)電機(jī)組的傳動(dòng)需求，而三級(jí)速比以下的齒輪箱采用現(xiàn)有技術(shù)水平設(shè)計(jì)制造即可，并且中低速齒輪箱和高速齒輪箱的設(shè)置可根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)架的結(jié)構(gòu)和安裝空間進(jìn)行合理布置，成本較低，可靠性較高。實(shí)施例二如圖4所示，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，第一齒輪箱3的輸出軸為兩個(gè)，其中一個(gè)輸出軸連接第二齒輪箱5的輸入軸；第二齒輪箱5的輸出軸用于連接高速發(fā)電機(jī)6,另一輸出軸用于連接中低速發(fā)電機(jī)4。本實(shí)施例的傳動(dòng)系統(tǒng)，除了具備實(shí)施例的有益效果外，由于第一齒輪箱3的另一輸出軸直接連接中低速發(fā)電機(jī)4，還能保證在輸入載荷較小時(shí)，通過中低速發(fā)電機(jī)4能夠充分利用風(fēng)能資源發(fā)電，減少功率損失，提高發(fā)電量。實(shí)施例三如圖5所不,在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上,第二齒輪箱5為兩個(gè)；第一齒輪箱3的輸出軸為兩個(gè)；第一齒輪箱3的其中一個(gè)輸出軸連接其中一個(gè)第二齒輪箱5的輸入軸，該第二齒輪箱5的輸出軸用于連接高速發(fā)電機(jī)6 ;第一齒輪箱3的另一輸出軸連接另一第二齒輪箱5的輸入軸，該第二齒輪箱5的輸出軸用于連接另一高速發(fā)電機(jī)6。第一齒輪箱3的其中一個(gè)輸出軸連接的高速發(fā)電機(jī)6和第二齒輪箱5可與第一齒輪箱3斷開進(jìn)行檢修和維護(hù)，與此同時(shí)，采用相關(guān)保障措施后，第一齒輪箱3的另一輸出軸通過第二齒輪箱5連接的高度發(fā)電機(jī)6依然可以進(jìn)行發(fā)電，提高機(jī)組的實(shí)際利用效率。實(shí)施例四如圖6所不,在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上,傳動(dòng)系統(tǒng)還包括一中低速發(fā)電機(jī)4,該中低速發(fā)電機(jī)4的輸入軸連接第一齒輪箱3的輸出軸,該中低速發(fā)電機(jī)4的輸出軸連接第二齒輪箱5的輸入軸。作為本實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，如圖8所示，葉輪主軸2與小速比的第一齒輪箱3的輸入軸31進(jìn)行連接緊固，圖示采用高強(qiáng)度螺栓連接或其他連接結(jié)構(gòu)型式；第一齒輪箱
3的輸入軸31利用設(shè)在軸承座22內(nèi)的滾動(dòng)軸承21 (也可利用滑動(dòng)軸承或其他支撐結(jié)構(gòu))安裝于主機(jī)架10前端；第一齒輪箱3可以是一級(jí)、兩級(jí)、三級(jí)傳動(dòng)或其他型式，也可以采用行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、平行齒輪傳動(dòng)或其他齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，速比可以為實(shí)際設(shè)計(jì)需要的任何數(shù)值；為充分利用主機(jī)架結(jié)構(gòu)和空間并降低齒輪箱重量:可將各級(jí)傳動(dòng)軸承支座與主機(jī)架進(jìn)行結(jié)合；也可在齒輪傳動(dòng)中，除承受載荷部件和結(jié)構(gòu)外，通過箱體對(duì)其余齒輪傳動(dòng)部件進(jìn)行有效的封閉和密封。第一齒輪箱3的齒輪傳動(dòng)可采用強(qiáng)制潤滑或其他潤滑型式，潤滑系統(tǒng)將依據(jù)主機(jī)架10和箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)齒輪傳動(dòng)和軸承進(jìn)行有效的潤滑。齒輪箱可設(shè)計(jì)一個(gè)輸出軸或多個(gè)輸出軸，輸出軸將設(shè)計(jì)連接結(jié)構(gòu)與中低速發(fā)電機(jī)輸入軸進(jìn)行連接，連接結(jié)構(gòu)可以為花鍵連接、聯(lián)軸器連接或其他連接結(jié)構(gòu)。為了縮短整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的傳動(dòng)鏈長度并降低機(jī)組重量，中低速發(fā)電機(jī)4可與主機(jī)架和齒輪箱進(jìn)行結(jié)合，中低速發(fā)電機(jī)4的定子部分可設(shè)計(jì)為主機(jī)架10的一部分，第一齒輪箱3的齒輪傳動(dòng)部分亦可鑲?cè)胫械退侔l(fā)電機(jī)4的內(nèi)部成為中低速發(fā)電機(jī)4轉(zhuǎn)子一部分，抑或其他組合結(jié)構(gòu)型式；中低速發(fā)電機(jī)4轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)一個(gè)輸出軸，該輸出軸上安裝制動(dòng)器41和制動(dòng)盤或其他制動(dòng)結(jié)構(gòu)型式，對(duì)傳動(dòng)鏈進(jìn)行制動(dòng)。中低速發(fā)電機(jī)4輸出軸通過連接結(jié)構(gòu)連接大速比的第二齒輪箱5的輸入軸，該連接結(jié)構(gòu)可以是聯(lián)軸器7或其他連接結(jié)構(gòu)型式；大速比的第二齒輪箱5傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可以是一級(jí)、兩級(jí)或其他多級(jí)傳動(dòng)型式，也可以采用行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、平行齒輪傳動(dòng)或其他齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，速比可以為實(shí)際設(shè)計(jì)需要的任何數(shù)值；第二齒輪箱5及高速發(fā)電機(jī)6的安裝可以采用兩點(diǎn)或多點(diǎn)彈性支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝和固定，該彈性支撐結(jié)構(gòu)可以是液壓減振結(jié)構(gòu)、板簧減振結(jié)構(gòu)或其他減振結(jié)構(gòu)型式；圖示第二齒輪箱5采用液壓減振結(jié)構(gòu)9進(jìn)行安裝和固定，高速發(fā)電機(jī)6采用板簧減振結(jié)構(gòu)8進(jìn)行安裝和固定，大速比的第二齒輪箱5為閉式齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，采用強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)對(duì)齒輪和軸承進(jìn)行潤滑，該潤滑系統(tǒng)可以兼顧小速比的第一齒輪箱3的潤滑設(shè)計(jì)，共用一套主潤滑伺服系統(tǒng)，依據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行情況控制第一齒輪箱3和第二齒輪箱5的潤滑。第二齒輪箱5設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)輸出軸，輸出軸通過聯(lián)軸器或其他結(jié)構(gòu)型式連接高速發(fā)電機(jī)6輸入軸；高速制動(dòng)器61或其他制動(dòng)結(jié)構(gòu)型式可以安裝在大速比的第二齒輪箱5輸出軸和高速發(fā)電機(jī)6輸入軸之間，或安裝在高速發(fā)電機(jī)6尾端的制動(dòng)軸上，對(duì)傳動(dòng)鏈進(jìn)行制動(dòng)。小速比的第一齒輪箱3和大速比的第二齒輪箱5均采用強(qiáng)制潤滑方式進(jìn)行潤滑和冷卻，因此油冷卻系統(tǒng)同樣兼顧對(duì)小速比、大速比齒輪箱的潤滑油冷卻，并同時(shí)對(duì)中低速發(fā)電機(jī)4和高速發(fā)電機(jī)6進(jìn)行冷卻。本實(shí)施例的傳動(dòng)系統(tǒng)將風(fēng)電機(jī)組總發(fā)電功率進(jìn)行分流，發(fā)電機(jī)發(fā)電功率將依據(jù)實(shí)際風(fēng)資源情況進(jìn)行有效調(diào)節(jié)和分配；保證在輸入載荷較小時(shí)，機(jī)組能夠充分利用風(fēng)能資源，減少功率損失，提高發(fā)電量；此外，傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，有助于降低發(fā)電機(jī)和齒輪箱設(shè)計(jì)和制造的難度，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造的可行性和可靠性；機(jī)組傳動(dòng)鏈緊湊、尺寸小、重量較輕；傳動(dòng)部件中齒輪箱、發(fā)電機(jī)及主機(jī)架進(jìn)行有效的兼容和整合，充分的利用各部件的結(jié)構(gòu)特征，盡可能的降低和減少結(jié)構(gòu)部件的尺寸和重量，并能有效的縮短傳動(dòng)鏈的長度。實(shí)施例五如圖7所示，在實(shí)施例三的基礎(chǔ)上，傳動(dòng)系統(tǒng)還包括兩個(gè)中低速發(fā)電機(jī)4沖低速發(fā)電機(jī)4分別連接在第一齒輪箱3的輸出軸與第二齒輪箱5的輸入軸之間。其中第一齒輪箱3、中低速發(fā)電機(jī)4、第二齒輪箱5及高速發(fā)電機(jī)6的具體結(jié)構(gòu)及連接結(jié)構(gòu)可采用實(shí)施例四中的具體形式。同時(shí)具備實(shí)施例三和實(shí)施例四的上述有益效果。最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng),其特征在于，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括第一齒輪箱和至少一個(gè)第二齒輪箱；所述第一齒輪箱的輸入軸用于連接葉輪主軸；第一齒輪箱設(shè)有至少一個(gè)輸出軸，該輸出軸連接第二齒輪箱的輸入軸；第二齒輪箱的輸出軸用于連接高速發(fā)電機(jī)；所述第二齒輪箱的傳動(dòng)比大于第一齒輪箱的傳動(dòng)比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一齒輪箱的輸出軸為兩個(gè)，一個(gè)輸出軸連接第二齒輪箱的輸入軸，另一所述輸出軸用于連接中低速發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二齒輪箱為兩個(gè)；所述第一齒輪箱的輸出軸為兩個(gè)，一個(gè)輸出軸連接其中一個(gè)第二齒輪箱的輸出軸，另一所述輸出軸連接另一第二齒輪箱的輸入軸，兩個(gè)所述第二齒輪箱的輸出軸均用于連接高速發(fā)電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括一中低速發(fā)電機(jī)，該中低速發(fā)電機(jī)的輸入軸連接所述第一齒輪箱的輸出軸，該中低速發(fā)電機(jī)的輸出軸連接第二齒輪箱的輸入軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括兩個(gè)中低速發(fā)電機(jī)；所述中低速發(fā)電機(jī)分別連接在所述第一齒輪箱的輸出軸與第二齒輪箱的輸入軸之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括第一齒輪箱和至少一個(gè)第二齒輪箱；所述第一齒輪箱的輸入軸用于連接葉輪主軸；第一齒輪箱設(shè)有至少一個(gè)輸出軸，該輸出軸連接第二齒輪箱的輸入軸；第二齒輪箱的輸出軸用于連接高速發(fā)電機(jī)；所述第二齒輪箱的傳動(dòng)比大于第一齒輪箱的傳動(dòng)比。本發(fā)明采用齒輪箱傳動(dòng)與半直驅(qū)傳動(dòng)的結(jié)合，簡化了齒輪箱的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和精度等級(jí)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的齒輪箱不能滿足超大功率發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)F03D9/00GK103174606SQ20111043592
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者陳楊, 金寶年, 劉作輝, 陳黨慧, 焦立盈 申請(qǐng)人:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司