專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其變槳系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)。 本發(fā)明還涉及一種包括上述變槳軸承的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種環(huán)保能源，在發(fā)電領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，風(fēng)力發(fā)電越來越受到人 們的重視。風(fēng)力發(fā)電就是把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方 式，現(xiàn)有技術(shù)中，通常利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實現(xiàn)風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)換。請參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)輪13、發(fā)電機(jī)12和塔筒11，工作過程中，風(fēng)作用 在風(fēng)輪13的葉片131上，產(chǎn)生氣動扭矩，葉片131的根部將扭矩傳遞給輪轂，進(jìn)而帶動主 軸、變速箱內(nèi)的齒輪以及發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能，而塔筒11主要用于支撐風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的風(fēng)輪13和發(fā)電機(jī)12。由于自然界的風(fēng)的風(fēng)速是不斷地變化的，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片131的狀態(tài)始 終不變，必然會使輸入的轉(zhuǎn)速不斷變化，影響所發(fā)電能的質(zhì)量，為了使風(fēng)作用到葉片131上 的作用力基本保持不變，進(jìn)而保證輸入的轉(zhuǎn)速基本恒定，就需要根據(jù)風(fēng)速的大小不斷改變 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片131的迎風(fēng)角，變漿控制系統(tǒng)就是為了實現(xiàn)上述目標(biāo)而設(shè)置的；當(dāng)風(fēng) 速發(fā)生變化時，變漿控制系統(tǒng)的變漿軸承132的軸承內(nèi)圈22在變漿控制系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)的 作用下轉(zhuǎn)動，帶動葉片131轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)葉片131的迎風(fēng)角的改變，保證轉(zhuǎn)速的恒定輸入，提高 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所發(fā)電能的穩(wěn)定性。另一方面，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速過高或者遇到其他需要緊急停車的情況時，變槳控制系 統(tǒng)控制葉片131處于大體平行于風(fēng)的方向，配合機(jī)械剎車進(jìn)行順槳剎車，如果變槳控制系 統(tǒng)出現(xiàn)故障不能順槳剎車時，很有可能會出現(xiàn)風(fēng)機(jī)的葉片折斷、飛車、起火甚至倒塌的危險。因此，保證變槳控制系統(tǒng)的可靠性就顯得尤為重要。而在工作過程中，變槳控制系統(tǒng)的變槳軸承主要承受徑向力、軸向力和傾覆力矩， 受力大小隨著風(fēng)速、葉片位置以及葉片迎風(fēng)角度的變化而不斷變化，因此變槳軸承的受力 比較復(fù)雜；另一方面，安裝于變槳軸承的葉片通常為彈性結(jié)構(gòu)，這就造成了無論葉片處于工 作狀態(tài)還是非工作狀態(tài)，葉片都會承受交變性、隨機(jī)性的載荷而發(fā)生顫振，由于葉片與變槳 軸承的內(nèi)圈連接，因此，葉片的顫振會通過變槳軸承的內(nèi)圈、滾珠、外圈傳遞至與變槳軸承 的外圈連接的輪轂，在此過程中，變槳軸承的各部件之間相互磨損，并且還承受振動載荷、 沖擊載荷等疲勞載荷，使得變槳軸承的受力更加復(fù)雜，在實際運(yùn)行中會發(fā)生因變槳軸承損 壞卡死的現(xiàn)象。因此，保證變槳控制系統(tǒng)的可靠性，首先應(yīng)當(dāng)保證變槳軸承的可靠性。因此，如何改善變槳軸承的受力狀態(tài)，延長變槳軸承的使用壽命，降低變槳軸承卡 死的可能性，就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變槳系統(tǒng)，該變槳系統(tǒng)改善了變槳軸承的工作環(huán)境和受 力狀態(tài)，能夠延長變槳軸承的使用壽命，降低變槳軸承卡死的可能性，進(jìn)而提高變槳系統(tǒng)的 可靠性。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述變槳系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，包括變槳 軸承，還包括相互配合的第一鎖定件和第二鎖定件，所述第一鎖定件與所述變槳軸承的軸 承內(nèi)圈固定連接，所述第二鎖定件與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂固定連接，所述第一鎖定件 和所述第二鎖定件可選擇地在鎖定動力部件的作用下鎖緊。優(yōu)選地，所述第一鎖定件和所述第二鎖定件二者中的一者設(shè)置有夾持部，另一者 設(shè)置有被夾持部，所述被夾持部位于所述夾持部的內(nèi)部，在所述鎖定動力部件的作用下，所 述夾持部可選擇地夾緊所述被夾持部。優(yōu)選地，所述夾持部包括上夾持片和下夾持片，二者相對的一側(cè)均設(shè)置有摩擦片。優(yōu)選地，所述鎖定動力部件為液壓制動器。優(yōu)選地，所述鎖定動力部件為電磁制動器。優(yōu)選地，所述鎖定動力部件的數(shù)目為多個，且各所述鎖定動力部件沿所述變槳軸 承的周向均勻分布。優(yōu)選地，所述鎖定動力部件的數(shù)目為4個。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括葉片和與所述葉片 的根部固定連接的變槳系統(tǒng)，所述變槳系統(tǒng)為如上述任一項所述的變槳系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，包括變槳軸承，還包括相互配合 的第一鎖定件和第二鎖定件，第一鎖定件與變槳軸承的軸承內(nèi)圈固定連接，第二鎖定件與 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂固定連接，第一鎖定件和第二鎖定件可選擇地在鎖定動力部件的作用 下鎖緊。這樣，在工作過程中，當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化需要變槳或者風(fēng)速過大需要變槳進(jìn)行順槳制 動時，鎖定動力部件撤銷鎖緊力，使第一鎖定件和第二鎖定件解除鎖定關(guān)系，從而，變槳軸 承的軸承內(nèi)圈就可以在變槳系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)的作用下帶動與其固定連接的葉片旋轉(zhuǎn)，改變 葉片的迎風(fēng)角，達(dá)到保證輸入風(fēng)速穩(wěn)定，以及輔助剎車的作用；當(dāng)風(fēng)速比較穩(wěn)定不需要進(jìn)行 變槳時，第一鎖定件和第二鎖定件在鎖定動力部件的作用下鎖緊，從而使得葉片顫振運(yùn)動 通過變槳軸承的軸承內(nèi)圈傳遞至第一鎖定件，第一鎖定件再將顫振運(yùn)動經(jīng)過與其鎖緊的第 二鎖定件傳遞至風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂，避免了葉片的顫振運(yùn)動在變槳軸承的軸承內(nèi)圈、滾 珠和軸承外圈之間傳遞，減小了變槳軸承所承受的振動載荷和沖擊載荷等疲勞載荷，改善 了變槳軸承的工作環(huán)境和受力狀態(tài)?？梢钥闯觯谝绘i定件和第二鎖定件的設(shè)置，使得變槳 軸承的軸承內(nèi)圈可以根據(jù)需要直接與輪轂連接，使變槳軸承可以同時發(fā)揮定槳距型軸承和 變槳距型軸承的優(yōu)勢，能夠在保證變槳需要的基礎(chǔ)上，將葉片的顫振運(yùn)動等所引起的沖擊 載荷直接傳遞至輪轂，改善變槳軸承的受力狀態(tài)，延長變槳軸承的使用壽命，降低變槳軸承 卡死的可能性，進(jìn)而提高變槳系統(tǒng)的可靠性在一種優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明所提供的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)的第一鎖 定件和第二鎖定件二者中的一者設(shè)置有夾持部，另一者設(shè)置有被夾持部，被夾持部位于夾 持部的內(nèi)部，在鎖定動力部件的作用下，夾持部可選擇地夾緊被夾持部。這樣，第一鎖定件和第二鎖定件就可以很方便地通過夾緊方式實現(xiàn)二者的鎖定，同時還保證了第一鎖定件和 第二鎖定件具有比較簡單的結(jié)構(gòu)，減小了變槳軸承成本的增加。在另一種優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明所提供的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)的鎖定 動力部件的數(shù)目為多個，且各鎖定動力部件沿變槳軸承的周向均勻分布。這樣，第一鎖定件 和第二鎖定件就可以在變槳軸承的周向多個位置進(jìn)行鎖定，不僅提高了鎖定的可靠性和平 衡性，而且減小了鎖定位置所承受的作用力，延長了第一鎖定件和第二鎖定件的使用壽命。本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的有益效果與變槳系統(tǒng)的有益效果類似，在此不再 贅述。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種具體實施方式
所提供的變槳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示的A部分的放大示意圖；圖4為本發(fā)明一種具體實施方式
所提供的變槳系統(tǒng)的第一鎖定件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種具體實施方式
所提供的變槳系統(tǒng)的第二鎖定件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種變槳系統(tǒng)，該變槳系統(tǒng)改善了變槳軸承的工作環(huán)境和受 力狀態(tài)，能夠延長變槳軸承的使用壽命，降低變槳軸承卡死的可能性，進(jìn)而提高變槳系統(tǒng)的 可靠性。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述變槳系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖2和圖3，圖2為本發(fā)明一種具體實施方式
所提供的變槳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖3為圖2所示的A部分的放大示意圖。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)包括變槳 軸承23、第一鎖定件24和第二鎖定件25，第一鎖定件24和第二鎖定件25相互配合，變槳 軸承包括軸承內(nèi)圈232、軸承外圈231和滾珠233，第一鎖定件24與變槳軸承23的軸承內(nèi) 圈232固定連接，軸承內(nèi)圈232還與葉片21固定連接，第二鎖定件25與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪 轂22固定連接，第一鎖定件24和第二鎖定件25根據(jù)需要能夠選擇地在鎖定動力部件的作 用下鎖緊。其中，如圖3所示，第一鎖定件24、軸承內(nèi)圈232和葉片21三者可以通過同一連接 螺栓連接，軸承外圈231還通過連接螺栓與輪轂22固定連接；另外，變槳軸承23通常采用 內(nèi)齒圈或無齒圈的雙列四點(diǎn)軸承。工作過程中，當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化需要變槳或者風(fēng)速過大需要變槳進(jìn)行順槳制動時， 鎖定動力部件撤銷鎖緊力，使第一鎖定件24和第二鎖定件25解除鎖定關(guān)系，從而，變槳軸 承23的軸承內(nèi)圈232就可以在變槳系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)的作用下帶動與其固定連接的葉片21 旋轉(zhuǎn)，改變?nèi)~片21的迎風(fēng)角，達(dá)到保證輸入風(fēng)速穩(wěn)定，或者輔助剎車的作用，此時，葉片21 的動能依次通過軸承內(nèi)圈232、滾珠233和軸承外圈231傳遞至輪轂22，帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)；當(dāng)風(fēng)速比較穩(wěn)定不需要進(jìn)行變槳時，第一鎖定件24和第二鎖定件25在鎖定動力部件的作用下鎖緊，從而使得葉片21顫振運(yùn)動以及葉片21所吸收的風(fēng)能通過變槳軸承23的軸 承內(nèi)圈232傳遞至第一鎖定件24，第一鎖定件24再將顫振運(yùn)動經(jīng)過與其鎖緊的第二鎖定件 25直接傳遞至風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂22，避免了葉片21的顫振運(yùn)動在變槳軸承23的軸承內(nèi) 圈232、滾珠233和軸承外圈231之間傳遞，減小了變槳軸承23所承受的振動載荷和沖擊載 荷等疲勞載荷，改善了變槳軸承23的工作環(huán)境和受力狀態(tài)?？梢钥闯?，第一鎖定件24和第二鎖定件25的設(shè)置，使得變槳軸承23的軸承內(nèi)圈 232可以根據(jù)需要直接與輪轂22連接，使變槳軸承可以同時發(fā)揮定槳距型軸承和變槳距型 軸承的優(yōu)勢，能夠在保證變槳需要的基礎(chǔ)上，將葉片212的顫振運(yùn)動等所引起的沖擊載荷 直接傳遞至輪轂22，改善變槳軸承23的受力狀態(tài)，延長變槳軸承23的使用壽命，降低變槳 軸承卡死的可能性，進(jìn)而提高變槳系統(tǒng)的可靠性。請參考圖4和圖5，圖4為本發(fā)明一種具體實施方式
所提供的變槳系統(tǒng)的第一鎖定 件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種具體實施方式
所提供的變槳系統(tǒng)的第二鎖定件的結(jié)構(gòu) 示意圖。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)的第一鎖 定件24包括第一連接部241和被夾持部243，第一連接部241開設(shè)有第一連接孔242，第一 鎖定件24通過穿過第一連接孔242的連接螺栓與軸承內(nèi)圈232連接，被夾持部243固定于 第一連接部241的一側(cè)；第二鎖定件25包括第二連接部252和夾持部251，第二連接部252 開設(shè)有第二連接孔253，第二鎖定件25通過穿過第二連接孔253的連接螺栓與輪轂22連 接，夾持部251位于第二連接部252的上方，被夾持部243始終處于夾持部251的內(nèi)部，在 鎖定動力部件的作用下，夾持部251能夠選擇地夾緊被夾持部243，實現(xiàn)第一鎖定件24和第 二鎖定件25的連接。當(dāng)然，夾持部也可以屬于第一鎖定件24，此時，被夾持部就屬于第二鎖定件；另一 方面，夾持部與連接部的位置關(guān)系也并不限于以上所述的情況，其他能夠?qū)崿F(xiàn)夾持部夾緊 被夾持部的方式都是可以的。這樣，第一鎖定件24和第二鎖定件25就可以很方便地通過夾緊方式實現(xiàn)二者的 鎖定，同時，第一鎖定件24和第二鎖定件25均具有比較簡單的結(jié)構(gòu)，減小了變槳軸承23以 及變槳系統(tǒng)成本的增加。具體地，夾持部253可以包括上夾持片2511和下夾持片2512，二者相對的一側(cè)均 設(shè)置有摩擦片2513。本文所述的上下為將第二鎖定件25按照圖5中所示的位置放置時的上方和下方； 摩擦片2513具體可以為其他具有一定彈性同時能夠增大摩擦系數(shù)的其它裝置。摩擦片2513的設(shè)置，增大了夾持部253與被夾持部243之間的摩擦系數(shù)，使在鎖 定動力部件的作用下，夾持部253與被夾持部243之間的摩擦力增大，從而提高了第一鎖定 件24和第二鎖定件25之間的鎖緊效果；另一方面，摩擦片2513具有一定的彈性，從而避免 了鎖定動力部件由非工作狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)時所造成的夾持部253與被夾持部243之間的 碰撞，延長了第一鎖定件24和第二鎖定件25的使用壽命。其中，鎖定動力部件具體可以為液壓制動器，通過液壓作用使第一鎖定件24和第 二鎖定件25鎖緊；當(dāng)然，鎖定動力部件還可以為電磁制動器，在電磁力的作用下實現(xiàn)第一 鎖定件24和第二鎖定件25的鎖緊；鎖定動力部件還可以為其他能夠?qū)崿F(xiàn)按照需要使第一鎖定件24和第二鎖定件25鎖緊的裝置，比如彈簧。為了提高第一鎖定件24和第二鎖定件25之間所定的可靠性，本發(fā)明所提供的用 于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)的鎖定動力部件的數(shù)目可以為多個，且各鎖定動力部件沿變槳 軸承23的周向均勻分布。這樣，就可以實現(xiàn)第一鎖定件24和第二鎖定件25在變槳軸承的周向多個位置的 鎖定，不僅提高了鎖定的可靠性和平衡性，而且減小了鎖定位置所承受的作用力，延長了第 一鎖定件和第二鎖定件的使用壽命。具體地，鎖定動力部件的數(shù)目可以為4個，4個鎖定動力部件不僅可以滿足鎖定可 靠性和穩(wěn)定性的要求，而且可以避免由于設(shè)置多個鎖定動力部件而造成的安裝復(fù)雜度的提 高和成本的增加。除了上述變槳系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括葉片和與葉片的根部 固定連接的變槳系統(tǒng)，變槳系統(tǒng)為上述的變槳系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的其他各部分結(jié)構(gòu)請參 考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其變槳系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用 了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解 本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本 發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明 權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，包括變槳軸承(23)，其特征在于，還包括相互配合的第一鎖定件(24)和第二鎖定件(25)，所述第一鎖定件(24)與所述變槳軸承(23)的軸承內(nèi)圈(232)固定連接，所述第二鎖定件(25)與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂(22)固定連接，所述第一鎖定件(24)和所述第二鎖定件(25)能夠選擇地在鎖定動力部件的作用下鎖緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，其特征在于，所述第一鎖定 件(24)和所述第二鎖定件(25) 二者中的一者設(shè)置有夾持部(251)，另一者設(shè)置有被夾持部 (243)，所述被夾持部(243)位于所述夾持部(251)的內(nèi)部，在所述鎖定動力部件的作用下， 所述夾持部(251)能夠選擇地夾緊所述被夾持部(243)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，其特征在于，所述夾持部 (251)包括上夾持片(2511)和下夾持片(2512)，二者相對的一側(cè)均設(shè)置有摩擦片(2513)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖定動力 部件為液壓制動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖定動力 部件為電磁制動器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖定動力 部件的數(shù)目為多個，且各所述鎖定動力部件沿所述變槳軸承(23)的周向均勻分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖定動力 部件的數(shù)目為4個。
8.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括葉片(21)和與所述葉片(21)的根部固定連接的變槳系統(tǒng)， 其特征在于，所述變槳系統(tǒng)為如權(quán)利要求1至7任一項所述的變槳系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)，包括變槳軸承(23)，還包括相互配合的第一鎖定件(24)和第二鎖定件(25)，所述第一鎖定件(24)與所述變槳軸承(23)的軸承內(nèi)圈(232)固定連接，所述第二鎖定件(25)與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂(22)固定連接，所述第一鎖定件(24)和所述第二鎖定件(25)可選擇地在鎖定動力部件的作用下鎖緊。本發(fā)明所提供的變槳系統(tǒng)改善了變槳軸承的工作環(huán)境和受力狀態(tài)，延長了變槳軸承的使用壽命，降低了變槳軸承卡死可能性，進(jìn)而提高了變槳系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明還公開了一種包括上述變槳系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
文檔編號F03D7/04GK101915211SQ20101025852
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者丁濤, 王千 申請人:三一電氣有限責(zé)任公司