專利名稱：一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳動系統(tǒng)，特別是風(fēng)力發(fā)電機(jī)用傳動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要包括永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)和雙饋式風(fēng)機(jī)兩種。兩者主要區(qū)別在于有無齒輪箱的使用。
在發(fā)電能力方面，永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)沒有齒輪箱，減少了傳動部件，因此機(jī)械效率提升，在額定的低轉(zhuǎn)速下輸出功率較大，但由于永磁直驅(qū)機(jī)組采用全功率變流器，其容量約為雙饋機(jī)組的3倍，因此電氣損耗大大增加，同時變流器的冷卻系統(tǒng)能耗也相應(yīng)增加，為了減少永磁體退磁現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)更加復(fù)雜，能耗也會增加。
整機(jī)可靠性方面，風(fēng)電機(jī)組的年故障率統(tǒng)計中，出現(xiàn)故障率較高的部件依次是電網(wǎng)，電控系統(tǒng)，葉片，發(fā)電機(jī)，液壓系統(tǒng)，齒輪箱，偏航系統(tǒng)，變獎驅(qū)動，氣動制動，機(jī)械制動以及主軸。直驅(qū)式發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)數(shù)低，且磁極數(shù)很多，通常在90極以上，而且體積和重量相比雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也大很多，對軸承等轉(zhuǎn)動部件要求極高，永磁直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組運行溫度范圍窄，適應(yīng)環(huán)境能力一般，直驅(qū)式機(jī)組的發(fā)電機(jī)非常龐大，且一般位于輪轂和機(jī)艙的連接處，其中心位于塔筒中心線的前端，增加了機(jī)頭載荷，容易使機(jī)艙、輪轂的連接處磨損。
運輸與吊 裝方面:永磁直驅(qū)機(jī)組的發(fā)電機(jī)重量和尺寸較大，吊裝和運輸困難，安裝過程中發(fā)電機(jī)的校正也很困難。
可維護(hù)性方面:雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)因為有齒輪箱，因此增加了機(jī)械系統(tǒng)的維護(hù)量，由于長時間的運行，齒輪箱高速傳動部件機(jī)械故障問題日益突出。現(xiàn)在全世界風(fēng)電機(jī)組中，85%以上是帶齒輪箱的機(jī)型。現(xiàn)有的兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要都是帶齒輪箱的，且增速器采用三級傳動，兩級行星輪系加一級平行軸系，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求加工精度高，傳動比高，故障率高，體積大，占用空間大，振動大，成本較高，發(fā)電機(jī)采用異步電機(jī)，齒輪箱與發(fā)電機(jī)同時安裝在機(jī)艙底盤上，齒輪箱輸入軸與輸出軸不在一個中心線上，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)與齒輪箱的安裝對中性很差，且占用空間大。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)，使發(fā)電機(jī)的重量傳遞到齒輪箱上，集中作用在機(jī)艙底盤的前端，平穩(wěn)機(jī)頭載荷，減少機(jī)艙、輪轂處的磨損，本系統(tǒng)對中性高，不僅有效地節(jié)省了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝空間，而且減少了振動效應(yīng)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于拆卸和安裝，適用性強，性能優(yōu)越。
與此同時，變速箱減少了高速級，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，降低了齒輪箱占用空間，降低了齒輪箱的故障率，與發(fā)電機(jī)裝配時，增加了對中性，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大、運行噪聲小、效率高及壽命長等優(yōu)點。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)，其包括輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊、齒輪箱裝配模塊、發(fā)電機(jī)裝配模塊、機(jī)艙底座、輪轂以及葉片，機(jī)艙底座安裝在架塔上，機(jī)艙底座從前至后依次安裝輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊、齒輪箱裝配模塊、發(fā)電機(jī)裝配模塊，輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊前端安裝輪轂，輪轂上安裝葉片，所述齒輪箱裝配模塊和發(fā)電機(jī)裝配模塊一體安裝，齒輪箱裝配模塊輸出端連接發(fā)電機(jī)裝配模塊輸入端，齒輪箱裝配模塊輸出端和發(fā)電機(jī)裝配模塊輸入端在同一軸線上。
所述齒輪箱裝配模塊由齒輪箱構(gòu)成，所述齒輪箱包括齒輪箱體，輸入軸通過鎖緊盤與第一級行星架相連，第一級行星架通過圓錐滾子軸承支撐在箱體上，行星架與行星齒輪軸為過盈配合，第一級行星輪通過雙列圓柱滾子軸承支撐在第一級行星齒輪軸上，第一級行星輪與第一級內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合，第一級內(nèi)齒圈固定在箱體固定在箱體內(nèi)，第一級行星輪與第一級太陽輪軸外嚙合，第二級行星架與第一級太陽輪軸通過花鍵相嚙合，第二級行星架通過圓錐滾子軸承支撐在箱體上，與第二級行星輪軸為過盈配合，第二級行星輪通過圓柱滾子軸承支撐在第二級行星輪軸上，第二級行星輪與第二級內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合，第二級內(nèi)齒圈通過螺釘固定在箱體上，第二級行星輪與第二級太陽輪軸外嚙合，第二級太陽輪軸連接發(fā)電機(jī)輸入軸。
所述第一級行星輪有三個或四個，第一級行星輪圓周均布。
所述第二級行星輪有三個或四個，第二級行星輪圓周均布。
使用本發(fā)明效果顯著:齒輪箱安裝在機(jī)艙底盤上的結(jié)構(gòu)，重心居中，減小了機(jī)頭載荷，避免了使機(jī)艙、輪轂的連接處磨損的缺點。齒輪箱裝配模塊和發(fā)電機(jī)裝配模塊一體安裝并且齒輪箱裝配模塊輸出端和發(fā)電機(jī)裝配模塊輸入端在同一軸線上，發(fā)電機(jī)與齒輪箱占用空間小并且安裝對中性很好，結(jié)構(gòu)緊湊，降低機(jī)艙底座的振動，可在地面完成齒輪箱與發(fā)電機(jī)的安裝，便于吊裝。
本發(fā)明變速箱采用NGW行星輪系具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大、運行噪聲小、效率高及壽命長等優(yōu)點。本發(fā)明采用兩級NGW行星輪系的中速傳動，減少了高速級，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，降低了齒輪箱占用空間，降低了齒輪箱的故障率，使齒輪箱的輸入軸和輸出軸在一個中心線上，與發(fā)電機(jī)裝配時，增加了對中性。


圖1為一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)齒輪箱結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3為一種 半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)增速器原理示意圖。
圖中I一葉片，2—輪轂，3—輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊，4一齒輪箱裝配模塊，5—發(fā)電機(jī)裝配模塊，6—機(jī)艙底座，7—塔架，8—鎖緊盤，9一第一級行星架，10—圓錐滾子軸承，11 一第一級行星輪軸，12—第一級行星輪，13—第一級內(nèi)齒圈，14 一雙列圓柱滾子軸承，15—第一級太陽輪軸，16一齒輪箱箱體，17一第二級內(nèi)齒圈，18一圓柱滾子軸承，19一第二級行星輪軸,20—第二級行星輪，21—第二級行星架，22一第二級太陽輪軸，23—長套,24一聯(lián)軸器。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
實施例1如圖1所示，整機(jī)主要分為3大模塊，輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊3，齒輪箱裝配模塊4以及發(fā)電機(jī)裝配模塊5，其它的結(jié)構(gòu)還包括葉片1，輪轂2，機(jī)艙底座6和塔架7。輪轂2通過螺栓與葉片I相連接，將作用在葉片I上的能量傳遞到輪轂2上，在輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊3內(nèi)部，輪轂2通過螺栓與主軸連接；發(fā)電機(jī)模塊5直接裝配在齒輪箱裝配模塊4上，齒輪箱固定在機(jī)艙底座6上。齒輪箱裝配模塊4和發(fā)電機(jī)裝配模塊5 —體安裝，齒輪箱裝配模塊4輸出端連接發(fā)電機(jī)裝配模塊5輸入端，齒輪箱裝配模塊4輸出端和發(fā)電機(jī)裝配模塊5輸入端在同一軸線上，齒輪箱裝配模塊4和發(fā)電機(jī)裝配模塊5連接后中心位于塔架上。
實施例2 如圖2所示，增速器采用兩級NGW行星輪系，主軸通過鎖緊盤8與齒輪箱內(nèi)部第一級行星架9相連，進(jìn)而將能量傳遞到第一級行星架9上；第一級行星架9作為增速器的輸入，通過圓錐滾子軸承10支撐在箱體16上， 行星架與行星齒輪軸為過盈配合，因此能量傳遞至第一級行星輪軸11 ;圓周均布的三個第一級行星輪12通過雙列圓柱滾子軸承14支撐在第一級行星齒輪軸11上，與第一級內(nèi)齒圈13內(nèi)嚙合，第一級內(nèi)齒圈13通過螺釘固定在箱體16上，在第一級行星輪軸11的作用下，實現(xiàn)第一級行星輪12的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)；第一級行星輪12與第一級太陽輪軸15外嚙合，進(jìn)而將動力傳遞至第一級太陽輪軸15，作為第一級行星輪系的輸出。第二級行星架21與第一級太陽輪軸15通過花鍵相嚙合，實現(xiàn)第一級星輪輪系的動力傳遞至第二級行星輪系，其中第二級行星架21作為第二級行星輪系的輸入；第二級行星架21通過圓錐滾子軸承10支撐在箱體16上，與第二級行星輪軸19為過盈配合，因此能量傳遞至第二級行星輪軸12 ;圓周均布的三個第二級行星輪20通過圓柱滾子軸承18支撐在第二級行星輪軸19上，與第二級內(nèi)齒圈17內(nèi)嚙合，第二級內(nèi)齒圈17通過螺釘固定在箱體16上，在第二級行星輪軸19的作用下，實現(xiàn)第二級行星輪20的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)；第二級行星輪20與第二級太陽輪軸22外嚙合，進(jìn)而將動力傳遞至第二級太陽輪軸22，作為齒輪箱的輸出。
本發(fā)明采用發(fā)電機(jī)直接安裝在齒輪箱上，齒輪箱安裝在機(jī)艙底盤上的結(jié)構(gòu)。這樣可避免直驅(qū)式發(fā)電機(jī)非常龐大，且一般位于輪轂2和機(jī)艙底座6的連接處，其中心位于塔架7中心線的前端，增加了機(jī)頭載荷，容易使輪轂2和機(jī)艙底座6的連接處磨損的缺點，同時也避免了雙饋式齒輪箱與發(fā)電機(jī)同時安裝在機(jī)艙底座6上，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)與齒輪箱的安裝對中性很差，且占用空間大的缺點。這樣的設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，降低機(jī)艙底座6的振動，可在地面完成齒輪箱與發(fā)電機(jī)的安裝，便于吊裝。
權(quán)利要求
1.一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)，其包括輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊、齒輪箱裝配模塊、發(fā)電機(jī)裝配模塊、機(jī)艙底座、輪轂以及葉片，機(jī)艙底座安裝在架塔上，機(jī)艙底座從前至后依次安裝輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊、齒輪箱裝配模塊、發(fā)電機(jī)裝配模塊，輪轂轉(zhuǎn)子裝配模塊前端安裝輪轂，輪轂上安裝葉片，其特征在于:所述齒輪箱裝配模塊和發(fā)電機(jī)裝配模塊一體安裝，齒輪箱裝配模塊輸出端連接發(fā)電機(jī)裝配模塊輸入端，齒輪箱裝配模塊輸出端和發(fā)電機(jī)裝配模塊輸入端在同一軸線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述齒輪箱裝配模塊由齒輪箱構(gòu)成，所述齒輪箱包括齒輪箱體，輸入軸通過鎖緊盤與第一級行星架相連，第一級行星架通過圓錐滾子軸承支撐在箱體上，行星架與行星齒輪軸為過盈配合，第一級行星輪通過雙列圓柱滾子軸承支撐在第一級行星齒輪軸上，第一級行星輪與第一級內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合，第一級內(nèi)齒圈固定在箱體固定在箱體內(nèi)，第一級行星輪與第一級太陽輪軸外嚙合，第二級行星架與第一級太陽輪軸通過花鍵相嚙合，第二級行星架通過圓錐滾子軸承支撐在箱體上，與第二級行星輪軸為過盈配合，第二級行星輪通過圓柱滾子軸承支撐在第二級行星輪軸上，第二級行星輪與第二級內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合，第二級內(nèi)齒圈通過螺釘固定在箱體上，第二級行星輪與第二級太陽輪軸外嚙合，第二級太陽輪軸連接發(fā)電機(jī)輸入軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述第一級行星輪有三個或四個，第一級行星輪圓周均布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述第二級行星輪有三個或四個，第二級行星輪圓 周均布。
全文摘要
本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用傳動系統(tǒng)的一種半直驅(qū)風(fēng)電傳動系統(tǒng)，齒輪箱裝配模塊和發(fā)電機(jī)裝配模塊一體安裝，齒輪箱裝配模塊輸出端連接發(fā)電機(jī)裝配模塊輸入端，齒輪箱裝配模塊輸出端和發(fā)電機(jī)裝配模塊輸入端在同一軸線上，齒輪箱裝配模塊和發(fā)電機(jī)裝配模塊連接后中心位于塔架上。齒輪箱安裝在機(jī)艙底盤上的結(jié)構(gòu)，重心居中，減小了機(jī)頭載荷，避免了使機(jī)艙、輪轂的連接處磨損的缺點，降低機(jī)艙底座的振動，可在地面完成齒輪箱與發(fā)電機(jī)的安裝，便于吊裝。變速箱采用NGW行星輪系具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大、運行噪聲小、效率高及壽命長等優(yōu)點，減少了高速級，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，降低了齒輪箱占用空間，降低了齒輪箱的故障率。
文檔編號F03D11/02GK103216400SQ201310144268
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者魏靜, 孫偉, 王洋 申請人:大連理工大學(xué)