專利名稱：基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于可再生、清潔能源的風(fēng)電開發(fā)設(shè)備領(lǐng)域。特別涉及一種基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。具體說，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪的時(shí)變轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)以恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)機(jī)組的同步發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)電作為目前可再生能源中最具規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式，在世界各國得到廣泛開發(fā)和利用。并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，是國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的主要發(fā)展方向。中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2008年底，風(fēng)電裝機(jī)容量只占到全國電力總裝機(jī)容量的I. 13%，而發(fā)電量占O. 37%，預(yù)計(jì)到2020年，總裝機(jī)容量達(dá)2000萬千瓦，占發(fā)電量的1%。
風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行的基本要求之一，是要求機(jī)組產(chǎn)生的電能頻率與電網(wǎng)頻率保持一致。一般而論，根據(jù)機(jī)組的風(fēng)輪運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化與否，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要分為恒速恒頻和變速恒頻兩種形式。相對(duì)于恒速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)較低的風(fēng)能利用率，變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)在時(shí)變的風(fēng)速下，實(shí)時(shí)控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速以保持近乎恒定的最佳葉尖速比，從而達(dá)到較高的風(fēng)能利用率。主要采用雙饋風(fēng)電機(jī)組和永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組，至今已逐漸發(fā)展成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主流機(jī)型。雙饋風(fēng)電機(jī)組采用雙饋異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子通過較小功率的變頻器與電網(wǎng)連接，定子發(fā)出電能直接饋入電網(wǎng)，在超同步運(yùn)行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子也同樣發(fā)出電能，通過變頻器饋入電網(wǎng)。永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)定子通過全功率變頻器與電網(wǎng)連接，定子發(fā)出電能，電能經(jīng)過變頻器整流-逆變后饋入電網(wǎng)。可見，兩類風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的電流都會(huì)經(jīng)過變頻器的整流-逆變環(huán)節(jié)，產(chǎn)生諧波電流，這些諧波電流注入電力系統(tǒng)后，會(huì)引起電網(wǎng)電壓畸變，降低了電能質(zhì)量。隨著風(fēng)電并網(wǎng)容量在電網(wǎng)中所占比例的劇增，以機(jī)組解列應(yīng)對(duì)電網(wǎng)故障的方法已不再適用。因此，已有多國的風(fēng)電并網(wǎng)都對(duì)風(fēng)電場(chǎng)提出了低電壓穿越能力要求，即在規(guī)定的故障及電網(wǎng)電壓跌落期間，保證一定時(shí)間范圍內(nèi)風(fēng)電機(jī)組能夠連續(xù)運(yùn)行而不脫離電網(wǎng)，并向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)電壓。雙饋異步發(fā)電機(jī)定子與電網(wǎng)直接耦合，所以電網(wǎng)電壓的跌落直接反映在發(fā)電機(jī)定子端電壓上，導(dǎo)致定子磁鏈出現(xiàn)直流成分，不對(duì)稱故障時(shí)還會(huì)出現(xiàn)負(fù)序分量。定子磁鏈的直流成分和負(fù)序分量在轉(zhuǎn)子電路中感生出較大的轉(zhuǎn)子電勢(shì)并產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)子電流，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電路中電壓和電流大幅增加和變流器直流側(cè)母線的過電壓，變頻器就會(huì)因?yàn)檫^電流而自動(dòng)退出運(yùn)行，從而發(fā)電機(jī)無法控制勵(lì)磁電流而失去對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的控制，此時(shí)發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)吸收大量無功功率，阻礙電網(wǎng)電壓的回復(fù)?，F(xiàn)有的解決方案一般采用增加撬棒電路和儲(chǔ)能系統(tǒng)以及采用新的控制策略，但這樣增加了制造成本和控制難度，且撬棒電路的投切時(shí)間設(shè)定尚需進(jìn)一步研究；目前針對(duì)控制策略的研究大多在電網(wǎng)對(duì)稱故障下進(jìn)行，實(shí)際應(yīng)用中的不對(duì)稱故障下的控制策略研究還需繼續(xù)研究。永磁同步發(fā)電機(jī)定子經(jīng)變頻器與電網(wǎng)相接，發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)不直接耦合。電網(wǎng)電壓的跌落會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)功率的減小，而發(fā)電機(jī)的輸出功率瞬時(shí)不變，顯然功率不匹配將導(dǎo)致變頻器直流母線電壓上升，威脅到電力電子器件安全。一般采用增設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)和提高電力電子器件額定值，這樣勢(shì)必會(huì)增加制造成本并且器件額定值的提高是有限度的。由于發(fā)電機(jī)功率大部分被儲(chǔ)能保護(hù)設(shè)備吸收，所以變頻器只能控制機(jī)組輸出少量的無功電流，對(duì)電網(wǎng)電壓恢復(fù)起到有限的作用。綜上所述，電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，上述機(jī)組被動(dòng)地附加儲(chǔ)能設(shè)備防止變頻器被過電壓、過電流損害，增加了成本和控制難度，且上述機(jī)組支持電網(wǎng)電壓恢復(fù)的能力有待繼續(xù)提高。為從根本上提高風(fēng)電電能質(zhì)量、增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力，國內(nèi)外開始研究一種無需變頻器的電網(wǎng)友好型同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。這類機(jī)組在變速運(yùn)行的風(fēng)輪與同步發(fā)電機(jī)之間設(shè)置變速系統(tǒng)，使得輸入同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定，無需變頻器即可實(shí)現(xiàn)恒頻發(fā)電。在電網(wǎng)故障、電壓跌落時(shí)，能夠通過強(qiáng)勵(lì)使同步發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出無功功率支持電網(wǎng)電壓恢復(fù)，大大提高機(jī)組的低電壓穿越能力。 專利號(hào)為200710105286. X的專利文件提出一種機(jī)液混合調(diào)速傳動(dòng)的風(fēng)電系統(tǒng)，在發(fā)電機(jī)前端將功率分流傳動(dòng)裝置(差動(dòng)輪系)與液壓變速器(液力變矩器)疊加，風(fēng)輪通過增速裝置驅(qū)動(dòng)差動(dòng)輪系行星架，太陽輪驅(qū)動(dòng)液力變矩器的泵輪，渦輪通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒圈旋轉(zhuǎn)，通過實(shí)時(shí)控制變矩器導(dǎo)葉開度以調(diào)節(jié)渦輪輸出轉(zhuǎn)速，使齒圈轉(zhuǎn)速按某一規(guī)律響應(yīng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的變化，差動(dòng)輪系太陽輪滿足輸出轉(zhuǎn)速恒定，從而使發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速恒定。專利號(hào)201110039734. 7的專利文件提出一種可變速比風(fēng)電增速箱，固定速比風(fēng)電增速箱的輸出軸經(jīng)平行軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接一級(jí)行星差動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)，行星差動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)包括差動(dòng)輪系和調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置，差動(dòng)輪系將調(diào)速轉(zhuǎn)速與增速箱輸出轉(zhuǎn)速合成后輸出恒定轉(zhuǎn)速輸入同步發(fā)電機(jī)。其調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置采用能輸出連續(xù)變轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的變量泵或者調(diào)速電機(jī)。綜上所述，包括專利號(hào)200510022771. 1，專利號(hào)201010602586. O等一系列專利提
出的變速恒頻傳動(dòng)方案，均需要采集轉(zhuǎn)速信號(hào)，并通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)改變無級(jí)調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速轉(zhuǎn)速，使傳動(dòng)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速恒定。如果采用調(diào)速電機(jī)作為調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置，甚至還需要附加變頻器。上述的專利方案的實(shí)施，均需復(fù)雜的無級(jí)變速驅(qū)動(dòng)裝置和實(shí)時(shí)控制調(diào)速策略的支持，其可靠性和成本尚需進(jìn)一步研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；其特征在于，利用差速器將風(fēng)輪時(shí)變調(diào)速轉(zhuǎn)速和小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置提供的恒定轉(zhuǎn)速耦合形成轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)使輸出轉(zhuǎn)速恒定；所述基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)輪I、固定速比增速箱3、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱30、差速器變速箱21和一個(gè)小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置18以及同步發(fā)電機(jī)17;風(fēng)輪I與固定速比增速箱的低速輸入軸2、固定速比增速箱3、高速輸出軸4、第一聯(lián)軸器5、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱的輸入軸31、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱30、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱的主輸出軸7、第二聯(lián)軸器8、差速器變速箱的主輸入軸9、差速器變速箱21、差速器變速箱輸出軸14、第三聯(lián)軸器15及同步發(fā)電機(jī)17的轉(zhuǎn)動(dòng)軸16串聯(lián)連接。在差速器變速箱21上部，差速器變速箱的主輸入軸9與差動(dòng)輪系行星架10固定連接；差動(dòng)輪系行星架10分別與第一差動(dòng)輪系太陽輪12和第二差動(dòng)輪系太陽輪13連接；第一差動(dòng)輪系太陽輪12差動(dòng)輪系齒圈11連接；差動(dòng)輪系太陽輪13與差速器變速箱輸出軸14固定連接；在差速器變速箱21下部，差動(dòng)輪系行星架10與差速器殼體23連接，差速器殼體23內(nèi)對(duì)稱布置第一錐齒輪22和第二錐齒輪25，各錐齒輪間通過錐齒輪軸24連接。所述平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱30的輔輸出軸28通過第四聯(lián)軸器27連接差速器變速箱輸入軸26，差速器變速箱輸入軸26與差速器殼體23內(nèi)左邊的錐齒輪軸24連接，差速 器殼體(23)內(nèi)右邊的錐齒輪軸24通過差速器變速箱輔輸入軸20、第五聯(lián)軸器19與小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置18連接；差速器殼體23的外齒與差動(dòng)輪系齒圈11的外齒B齒合。所述平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱30內(nèi)以中齒輪32為中心，通過分流傳動(dòng)軸33對(duì)稱固定上齒輪6和下齒輪29。所述同步發(fā)電機(jī)17的電源線連接到輸電線上。所述差速器將平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱輔輸出軸28的時(shí)變轉(zhuǎn)速與小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置18的預(yù)設(shè)恒定輸入轉(zhuǎn)速合成為自動(dòng)適應(yīng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速變化的時(shí)變調(diào)速轉(zhuǎn)速；該時(shí)變調(diào)速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)差動(dòng)輪系太陽輪13的輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到恒定；從而驅(qū)動(dòng)同步發(fā)電機(jī)17以恒定轉(zhuǎn)速工作。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明基于差速機(jī)構(gòu)、采用雙自由度復(fù)合傳動(dòng)無級(jí)調(diào)速、能夠自動(dòng)適應(yīng)風(fēng)輪的時(shí)變轉(zhuǎn)速、輸出恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組的傳動(dòng)系統(tǒng)。不需要無級(jí)變速驅(qū)動(dòng)裝置，例如調(diào)速電機(jī)、液力耦合器等；不需要轉(zhuǎn)速信號(hào)采集、處理系統(tǒng)，也不需要實(shí)時(shí)控制調(diào)節(jié)無級(jí)變速驅(qū)動(dòng)裝置的輸出轉(zhuǎn)速。大大降低了控制難度和成本，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制策略，提高了調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的效率和運(yùn)行可靠性。所述系統(tǒng)不使用變頻器，即沒有整流-逆變環(huán)節(jié)，從而基本消除了諧波源，提高了電能質(zhì)量；由于沒有變頻器，所以在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，也不需附加保護(hù)電路或者儲(chǔ)能裝置來保護(hù)變頻器，降低了成本和控制難度；包括變頻器在內(nèi)的電力電子設(shè)備故障率較高且價(jià)格高，不采用變頻器可大大提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了機(jī)組成本。本發(fā)明采用的同步發(fā)電機(jī)能持續(xù)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速，同步發(fā)電機(jī)效率高、頻率穩(wěn)定、功率因數(shù)可調(diào)，具有獨(dú)立的勵(lì)磁系統(tǒng)，在故障檢測(cè)、運(yùn)行維護(hù)等方面技術(shù)成熟，具有良好的工業(yè)基礎(chǔ)；電網(wǎng)發(fā)生故障，電壓跌落，勵(lì)磁系統(tǒng)迅速增大勵(lì)磁電流，使同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行在強(qiáng)勵(lì)狀態(tài)，發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出滯后的無功功率，支持電網(wǎng)電壓恢復(fù)。同步發(fā)電機(jī)成熟的有功、無功功率調(diào)節(jié)技術(shù)使得風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行體現(xiàn)出優(yōu)異的低電壓穿越能力。


圖I為基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率分、匯流示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。在圖I中風(fēng)輪I與固定速比增速箱3的低速輸入軸2固定連接，風(fēng)輪傳遞的總功率為P1;固定速比增速箱3的高速輸出軸4通過第一聯(lián)軸器5傳遞總功率P1至平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱30的輸入軸31，輸入軸31的轉(zhuǎn)速為n31 ;總功率P1經(jīng)平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱30分流為主功率P2和分流功率P3，P1=P^P3O (如圖2所示)平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱30的主輸出軸7通過第二聯(lián)軸器8傳遞主功率P2至差速器變速箱21的主輸入軸9，主輸入軸9的轉(zhuǎn)速與主輸出軸7轉(zhuǎn)速相等為n9，輸入軸31、上齒輪6、主輸出軸7三者固定連接，所以轉(zhuǎn)速相等，n31=n9。平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱30的輔輸出軸28轉(zhuǎn)速經(jīng)過傳動(dòng)箱內(nèi)部齒輪變速后轉(zhuǎn)速為 如=、· η3ι(I)注其中I1是平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱的輔輸出軸28和平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱的 輸入軸31之間的傳動(dòng)比平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱的輔輸出軸28通過第四聯(lián)軸器27傳遞分流功率P3至差速器變速箱輸入軸26，輔輸出軸28和輸入軸26的轉(zhuǎn)速相等為n28。小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置18通過第五聯(lián)軸器19傳遞恒速源功率P4至差速器變速箱輔輸入軸20，輔輸入軸20轉(zhuǎn)速恒為n2(l。差速器變速箱的輸入軸26與第二錐齒輪25固定連接，轉(zhuǎn)速均等于n28 ;差速器變速箱的輔輸入軸20與第一錐齒輪22固定連接，轉(zhuǎn)速均為n2(l。差速器將差速器變速箱輸入軸26上的分流功率P3和輔輸入軸20上的恒速驅(qū)動(dòng)裝置功率P4耦合后形成調(diào)速功率P5傳遞至差速器殼體23，滿足P5=P3+P4 ;差速殼體轉(zhuǎn)速滿足2n23=n28+n20(2)注n28為輸入軸26的時(shí)變轉(zhuǎn)速，n20為輔輸入軸20的恒定轉(zhuǎn)速。差速器殼體23通過外齒嚙合將調(diào)速功率P5傳遞至差動(dòng)輪系齒圈11，差速器殼體23的轉(zhuǎn)速n23作為調(diào)速轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)差動(dòng)輪系齒圈11旋轉(zhuǎn)，差動(dòng)輪系齒圈11轉(zhuǎn)速滿足nn=i2 · n23(3)注其中i2是差速器殼體23和差動(dòng)輪系齒圈11之間的外齒哨合傳動(dòng)比差速器變速箱的主輸入軸9與差動(dòng)輪系行星架10固定連接，轉(zhuǎn)速均為n9，差動(dòng)輪系行星架10上傳遞的功率為主功率P2。差動(dòng)輪系將行星架10上的主功率P2和差動(dòng)輪系齒圈11上的調(diào)速功率P5耦合后形成輸出功率P6傳遞至太陽輪13，滿足P6=P2+P5 ;根據(jù)差動(dòng)輪系轉(zhuǎn)速關(guān)系得太陽輪13轉(zhuǎn)速滿足n13=(l+k) · n9_k · nn ；(4)注k為差速器變速箱中差動(dòng)輪系的特征參數(shù)預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足以下(5 )、( 6 )兩式預(yù)先設(shè)定傳動(dòng)比I1 :
.2(1 + k)i2h = ~J--, _、
kCo)
預(yù)先選擇同步發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速η H步為η肖步=1500r/min或者η肖步=3000r/min,并預(yù)先設(shè)定小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置18的恒定轉(zhuǎn)速
權(quán)利要求
1.一種基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)；其特征在于，利用差速器將風(fēng)輪時(shí)變調(diào)速轉(zhuǎn)速和小功率恒轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)置提供的恒定轉(zhuǎn)速耦合形成轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)使輸出轉(zhuǎn)速恒定； 所述基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)輪(I)、固定速比增速箱(3)、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱(30)、差速器變速箱(21)和一個(gè)小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置(18)以及同步發(fā)電機(jī)(17);其中，風(fēng)輪(I)與固定速比增速箱的低速輸入軸(2 )、固定速比增速箱(3)、高速輸出軸(4)、第一聯(lián)軸器(5)、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱的輸入軸(31)、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱(30)、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱的主輸出軸(7)第二聯(lián)軸器(8)、差速器變速箱的主輸入軸(9)、差速器變速箱(21)、差速器變速箱輸出軸(14)、第三聯(lián)軸器(15)及同步發(fā)電機(jī)(17)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(16)串聯(lián)連接。
在差速器變速箱(21)上部，差速器變速箱的主輸入軸(9)與差動(dòng)輪系行星架(10)固定連接；差動(dòng)輪系行星架(10)分別與第一差動(dòng)輪系太陽輪(12)和第二差動(dòng)輪系太陽輪(13)連接；第一差動(dòng)輪系太陽輪(12)差動(dòng)輪系齒圈(11)連接；差動(dòng)輪系太陽輪(13)與差速器變速箱輸出軸(14)固定連接；在差速器變速箱(21)下部，差動(dòng)輪系行星架(10)與差速器殼 體(23 )連接，差速器殼體(23 )內(nèi)對(duì)稱布置第一錐齒輪(22 )和第二錐齒輪(25 )，各錐齒輪間通過錐齒輪軸(24)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)；其特征在于，所述平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱(30)的輔輸出軸(28)通過第四聯(lián)軸器(27)連接差速器變速箱輸入軸(26)，差速器變速箱輸入軸(26)與差速器殼體(23)內(nèi)左邊的錐齒輪軸(24)連接，差速器殼體(23)內(nèi)右邊的錐齒輪軸(24)通過差速器變速箱輔輸入軸(20)、第五聯(lián)軸器(19)與小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置(18)連接；
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)；其特征在于，所述差速器殼體(23)的外齒與差動(dòng)輪系齒圈(11)的外齒哨合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)；其特征在于，所述平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱(30)內(nèi)以中齒輪(32)為中心，通過分流傳動(dòng)軸(33)對(duì)稱固定上齒輪(6)和下齒輪(29)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)；其特征在于，所述同步發(fā)電機(jī)(17)的電源線連接到輸電線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)；其特征在于，所述差速器將平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱輔輸出軸(28)的時(shí)變轉(zhuǎn)速與小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置(18)的預(yù)設(shè)恒定輸入轉(zhuǎn)速合成為自動(dòng)適應(yīng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速變化的時(shí)變調(diào)速轉(zhuǎn)速；該時(shí)變調(diào)速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)差動(dòng)輪系太陽輪(13)的輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到恒定；從而驅(qū)動(dòng)同步發(fā)電機(jī)(17)以恒定轉(zhuǎn)速工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于可再生、清潔能源的風(fēng)電開發(fā)設(shè)備領(lǐng)域的一種基于差速機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)速復(fù)合傳動(dòng)的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)輪、固定速比增速箱、平行軸齒輪分流傳動(dòng)箱、差速器變速箱和一個(gè)小功率恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)裝置以及同步發(fā)電機(jī)；本發(fā)明利用差速器將風(fēng)輪時(shí)變調(diào)速轉(zhuǎn)速和小功率恒轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)置提供的恒定轉(zhuǎn)速耦合形成轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)使輸出轉(zhuǎn)速恒定；所述系統(tǒng)無需變速驅(qū)動(dòng)裝置和實(shí)時(shí)控制調(diào)速策略即可自動(dòng)適應(yīng)風(fēng)輪的時(shí)變轉(zhuǎn)速，將風(fēng)輪時(shí)變轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為恒定轉(zhuǎn)速輸入同步發(fā)電機(jī)，從而使同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速。大大降低了控制難度和成本，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制策略，提高了調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的效率和運(yùn)行可靠性。
文檔編號(hào)F03D11/02GK102852726SQ201210313409
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者芮曉明, 蘇睿, 武鑫, 鄭輝, 張穆永 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)