專利名稱：一種有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪主要有定槳距、變槳距兩種形式，由于變槳距形式的風(fēng)輪風(fēng)能利用率較高，可控性較好，目前國內(nèi)外大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組常采用三葉片獨(dú)立變槳距的形式，常用的三葉片獨(dú)立變槳距系統(tǒng)包括葉片、變距軸承、變距減速機(jī)、變距驅(qū)動電機(jī)、變距電控系統(tǒng)和變距電控系統(tǒng)后備電源，葉片變槳距時由電控系統(tǒng)控制變距電機(jī)通過變距減速機(jī)和變距軸承完成。在風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行時，如遇突發(fā)情況，風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)電網(wǎng)失電和備用電源失效 (在無維護(hù)保養(yǎng)的情況下，備用電源的有效使用周期一般為1 3年)時或當(dāng)風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)和備用電源同時失效時，變槳距系統(tǒng)在失去動力電源的情況下無法執(zhí)行收槳動作，風(fēng)電機(jī)組葉片不能達(dá)到正常停機(jī)時的順槳狀態(tài)，風(fēng)輪會繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，瞬時就會達(dá)到“飛車”失控狀態(tài)，隨著“飛車”失控狀態(tài)的延續(xù)，將可能造成塔倒機(jī)毀的嚴(yán)重后果。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)，以解決機(jī)組失電、電控系統(tǒng)故障、后備電源失效等情況下無法完成收槳的問題。本發(fā)明提供的有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)，包括變距驅(qū)動電機(jī)、變距減速機(jī)、變距軸承和葉片，變距驅(qū)動電機(jī)連接電控系統(tǒng)，變距減速機(jī)與變距驅(qū)動電機(jī)相連，變距減速機(jī)動力輸出端連接一個變距減速齒輪，變距軸承與變距減速齒輪嚙合，葉片通過變距軸承安裝在輪轂上，所述變距減速機(jī)設(shè)有兩個動力輸入端，其中一個動力輸入端連接變距驅(qū)動電機(jī)且與變距驅(qū)動電機(jī)之間設(shè)置有一個電磁離合器，另一動力輸入端通過電磁離合器連接一個齒輪副，齒輪副的主動齒輪安裝在一伸入輪轂內(nèi)的固定軸端部， 輪轂內(nèi)固定安裝有一固定軸支架，固定軸通過軸承與固定軸支架相對滑動連接，固定軸支架連同輪轂可繞固定軸旋轉(zhuǎn)，固定軸貫穿風(fēng)機(jī)空心主軸和增速機(jī)，另一端固定在增速機(jī)的外殼上，增速機(jī)輸出端連接發(fā)電機(jī)。所述變距減速機(jī)與變距驅(qū)動電機(jī)之間的電磁離合器為常開牙嵌式電磁離合器，變距減速機(jī)與齒輪副之間的電磁離合器為常閉牙嵌式電磁離合器。所述齒輪副為傘齒輪副，由安裝在固定軸上的主動齒輪和安裝在變距減速機(jī)動力輸入端的從動齒輪構(gòu)成。系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下變槳距調(diào)節(jié)的驅(qū)動鏈條為電控系統(tǒng)-變距驅(qū)動電機(jī)-常開牙嵌式電磁離合器(閉合狀態(tài))-變距減速機(jī)-變距減速齒輪-變距軸承-葉片，同時常閉牙嵌式電磁離合器處于斷開狀態(tài)，傘齒輪副空載嚙合運(yùn)行，與變距驅(qū)動系統(tǒng)不產(chǎn)生任何干
3涉；系統(tǒng)失電或電控系統(tǒng)失靈狀態(tài)時，常閉牙嵌式電磁離合器閉合，常開牙嵌式電磁離合器瞬時復(fù)位到打開狀態(tài)，變距減速機(jī)與變距驅(qū)動電機(jī)處于斷開狀態(tài)，這時變距驅(qū)動電機(jī)的制動器不對變距減速機(jī)起制動作用，電控系統(tǒng)切出驅(qū)動鏈條，同時將傘齒輪副引入變槳距調(diào)節(jié)驅(qū)動鏈條，利用風(fēng)輪回轉(zhuǎn)的慣性力使葉片收槳，此時的變漿驅(qū)動鏈條為固定軸-傘齒輪副-常閉牙嵌式電磁離合器(閉合狀態(tài))-變距減速機(jī)-變距減速齒輪-變槳軸承-葉片； 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，協(xié)調(diào)傘齒輪副的速比與變距減速機(jī)總速比，使收槳速度與機(jī)組正常停機(jī)時的收槳速度一致，并合理設(shè)置葉片安裝角，使利用風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的慣性力作收槳動力時，變距減速齒輪的旋轉(zhuǎn)方向與機(jī)組正常停機(jī)時的變距減速齒輪旋轉(zhuǎn)方向協(xié)調(diào)一致。本發(fā)明變槳距系統(tǒng)的有益效果為
⑴機(jī)械式變槳距保護(hù)系統(tǒng)傳動均為機(jī)械傳動，系統(tǒng)安全可靠； (2)變槳距保護(hù)系統(tǒng)傳動鏈結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝維護(hù)方便，成本低； ⑶變槳距保護(hù)系統(tǒng)收槳速度由快逐漸減慢，對機(jī)組沖擊??；
⑷該系統(tǒng)可保障機(jī)組并網(wǎng)電網(wǎng)失電和備用電源失效或當(dāng)風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)和備用電源同時失效時風(fēng)電機(jī)組的安全收槳停機(jī)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖中1常開牙嵌式電磁離合器，2主動齒輪，3從動齒輪，4變距驅(qū)動電機(jī)，5常閉牙嵌式電磁離合器，6變距減速機(jī)，7變距減速機(jī)架設(shè)盤，8變距減速齒輪，9變距軸承，10葉片，11 固定軸，12固定軸支架，13輪轂，14風(fēng)機(jī)空心主軸，15增速機(jī)，16發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。本發(fā)明提供的有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)，包括變距驅(qū)動電機(jī)4、變距減速機(jī)6、變距軸承9和葉片10，變距驅(qū)動電機(jī)4連接電控系統(tǒng)，變距減速機(jī) 6通過變距減速機(jī)架設(shè)盤7固定支撐，變距減速機(jī)6與變距驅(qū)動電機(jī)4相連，變距減速機(jī)6 動力輸出端連接一個變距減速齒輪8，變距軸承9與變距減速齒輪8嚙合，葉片10通過變距軸承9安裝在輪轂13上，所述變距減速機(jī)6設(shè)有兩個動力輸入端，其中一個動力輸入端連接變距驅(qū)動電機(jī)4且與變距驅(qū)動電機(jī)4之間設(shè)置有一個常開牙嵌式電磁離合器1，另一動力輸入端通過一個常閉牙嵌式電磁離合器5連接一個傘齒輪副，傘齒輪副的主動齒輪2安裝在一伸入輪轂13內(nèi)的固定軸11端部，輪轂13內(nèi)固定安裝有一固定軸支架12，固定軸11 通過軸承與固定軸支架12相對滑動連接，固定軸支架12連同輪轂13可繞固定軸11旋轉(zhuǎn)， 固定軸11貫穿風(fēng)機(jī)空心主軸14和增速機(jī)15，另一端固定在增速機(jī)15的外殼上，增速機(jī)15 輸出端連接發(fā)電機(jī)16。在風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行時，在網(wǎng)電或備用電源作用下，變槳距保護(hù)系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下變槳距調(diào)節(jié)的驅(qū)動鏈條為電控系統(tǒng)-變距驅(qū)動電機(jī)4-常開牙嵌式電磁離合器1 (閉合狀態(tài))_變距減速機(jī)6-變距減速齒輪8-變距軸承9-葉片10，葉片10在電控系統(tǒng)的控制下，按控制程序正常進(jìn)行開槳和收槳，同時常閉牙嵌式電磁離合器5處于斷開狀態(tài)，傘齒輪副空載嚙合運(yùn)行，與變距驅(qū)動系統(tǒng)不產(chǎn)生任何干涉；系統(tǒng)失電或電控系統(tǒng)失靈狀態(tài)時，風(fēng)電CN 102536653 A
機(jī)組的風(fēng)輪繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，常閉牙嵌式電磁離合器5閉合，增速機(jī)15與傘齒輪副處于閉合接通狀態(tài)，傘齒輪副處于帶載嚙合狀態(tài)，常開牙嵌式電磁離合器1瞬時復(fù)位到打開狀態(tài)，變距減速機(jī)6與變距驅(qū)動電機(jī)4處于斷開狀態(tài)，這時變距驅(qū)動電機(jī)4的制動器不對變距減速機(jī)6 起制動作用，電控系統(tǒng)切出驅(qū)動鏈條，同時將傘齒輪副引入變槳距調(diào)節(jié)驅(qū)動鏈條，利用風(fēng)輪回轉(zhuǎn)的慣性力使葉片10收槳，此時的變漿驅(qū)動鏈條為固定軸11-傘齒輪副-常閉牙嵌式電磁離合器5 (閉合狀態(tài))-變距減速機(jī)6-變距減速齒輪8-變距軸承9-葉片10 ；系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，協(xié)調(diào)傘齒輪副的速比與變距減速機(jī)6總速比，使收槳速度與機(jī)組正常停機(jī)時的收槳速度一致，并合理設(shè)置葉片10安裝角，使利用風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的慣性力作收槳動力時，變距減速齒輪8的旋轉(zhuǎn)方向與機(jī)組正常停機(jī)時的變距減速齒輪旋轉(zhuǎn)方向協(xié)調(diào)一致。
權(quán)利要求
1.一種有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)，包括變距驅(qū)動電機(jī)、變距減速機(jī)、變距軸承和葉片，變距驅(qū)動電機(jī)連接電控系統(tǒng)，變距減速機(jī)與變距驅(qū)動電機(jī)相連，變距減速機(jī)動力輸出端連接一個變距減速齒輪，變距軸承與變距減速齒輪嚙合，葉片通過變距軸承安裝在輪轂上，其特征在于所述變距減速機(jī)設(shè)有兩個動力輸入端，其中一個動力輸入端連接變距驅(qū)動電機(jī)且與變距驅(qū)動電機(jī)之間設(shè)置有一個電磁離合器，另一動力輸入端通過電磁離合器連接一個齒輪副，齒輪副的主動齒輪安裝在一伸入輪轂內(nèi)的固定軸端部，輪轂內(nèi)固定安裝有一固定軸支架，固定軸通過軸承與固定軸支架相對滑動連接，固定軸支架連同輪轂可繞固定軸旋轉(zhuǎn)，固定軸貫穿風(fēng)機(jī)空心主軸和增速機(jī)，另一端固定在增速機(jī)的外殼上，增速機(jī)輸出端連接發(fā)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)，其特征在于所述變距減速機(jī)與變距驅(qū)動電機(jī)之間的電磁離合器為常開牙嵌式電磁離合器，變距減速機(jī)與齒輪副之間的電磁離合器為常閉牙嵌式電磁離合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)，其特征在于所述齒輪副為傘齒輪副，由安裝在固定軸上的主動齒輪和安裝在變距減速機(jī)動力輸入端的從動齒輪構(gòu)成。
全文摘要
一種有保護(hù)功能的獨(dú)立式變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)，包括變距驅(qū)動電機(jī)、變距減速機(jī)、變距軸承和葉片，變距驅(qū)動電機(jī)連接電控系統(tǒng)，變距減速機(jī)動力輸出端連接一個變距減速齒輪，變距軸承與變距減速齒輪嚙合，葉片通過變距軸承安裝在輪轂上，所述變距減速機(jī)設(shè)有兩個動力輸入端，其中一個動力輸入端通過電磁離合器連接變距驅(qū)動電機(jī)，另一動力輸入端通過電磁離合器連接一個齒輪副，齒輪副的主動齒輪安裝在一伸入輪轂內(nèi)的固定軸端部，輪轂內(nèi)固定安裝有一固定軸支架，固定軸通過軸承與固定軸支架相對滑動連接，固定軸支架連同輪轂可繞固定軸旋轉(zhuǎn)，固定軸貫穿風(fēng)機(jī)空心主軸和增速機(jī)，另一端固定在增速機(jī)的外殼上，增速機(jī)輸出端連接發(fā)電機(jī)。
文檔編號F03D7/00GK102536653SQ20121001845
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者佘宇威, 張寶山, 王湘明, 董磊書, 郭成廣, 魯鵬飛 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)自控技術(shù)研究所