風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)、傳動鏈及風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機傳動鏈及風(fēng)力發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能的動力機械?，F(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機的傳動鏈條為:葉輪(包括葉片和輪轂)一主軸一增速箱一發(fā)電機。葉輪的輪轂安裝在主軸的一端，另一端與增速箱的輸入端相連，主軸通過軸承及軸承座固定在機艙底架上。增速箱將主軸傳來的低速大扭矩轉(zhuǎn)變輸出為高速低扭矩，增速箱的輸出端與發(fā)電機連接，從而實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。
[0003]風(fēng)力發(fā)電機的葉輪產(chǎn)生的扭矩過大，如果直接作用在增速箱上，增速箱難以承受會導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，因此，需要在葉輪與增速箱之間設(shè)置一根主軸，以減小傳遞至增速箱上的扭矩；為了進一步減小傳遞至增速箱的扭矩，一般盡量增加主軸的長度，因此其重量和體積過大，導(dǎo)致制造成本較高，拆裝和起吊困難，造成安裝維護不便等問題。
[0004]為了捕獲理想的風(fēng)能，葉輪轉(zhuǎn)速與風(fēng)速之間必須保持一定的葉尖速比，因此，葉輪轉(zhuǎn)速往往控制在25r/min以下。但是，對于采用高轉(zhuǎn)速發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機，為達到發(fā)電機的工作轉(zhuǎn)速，必須通過具有較高傳動比的增速箱，將低轉(zhuǎn)速提升至高工作轉(zhuǎn)速。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的傳動鏈條中通常采用實心主軸+ —級行星傳動+兩級平行軸的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)和傳動方式，使得傳動鏈條自身通常較長，占用空間較大，導(dǎo)致成本增加、安裝維護困難。在這種情況下，一方面，需要盡可能要增加主軸長度，增加增速箱體積，以減小扭矩傳遞和提高傳動比；另一方面，為了控制成本和便于安裝維護，需要控制傳動鏈條的體積和占用空間，因此，在一定程度上限制了風(fēng)力發(fā)電機的性能和效率。
[0006]面對上述問題，如何對風(fēng)力發(fā)電機的包括主軸、增速箱在內(nèi)的傳動鏈條提出改進，是本領(lǐng)域亟待解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]有鑒于此，為了簡化風(fēng)力發(fā)電機的傳動結(jié)構(gòu)，本實用新型提出一種風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機傳動鏈及風(fēng)力發(fā)電機。
[0008]一方面，本實用新型提供了一種風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)，包括設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機的機艙底架上的主軸和增速箱，所述增速箱包括第一級行星傳動機構(gòu)、第二級行星傳動機構(gòu)和平行軸傳動機構(gòu)；
[0009]所述第一級行星傳動機構(gòu)包括第一級齒圈、第一級行星架、第一級行星輪、第一級太陽輪和第一級太陽軸；所述第二級行星傳動機構(gòu)包括第二級齒圈、第二級行星架、第二級行星輪、第二級太陽輪和第二級太陽軸；
[0010]所述主軸與所述第一級齒圈驅(qū)動連接，所述第一級行星架與所述機艙底架固定連接；所述第一級太陽軸與所述第二級行星架驅(qū)動連接，所述第二級太陽軸與所述平行軸傳動機構(gòu)的輸入端驅(qū)動連接。
[0011]進一步地，還包括固定設(shè)置于所述機艙底架上的第一回轉(zhuǎn)支承；
[0012]并且，所述第一回轉(zhuǎn)支承的外圈固定設(shè)置于所述機艙底架上，所述第一級行星架與所述外圈連接，并通過所述外圈與所述機艙底架固定連接；
[0013]所述主軸與所述第一級回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈連接，所述內(nèi)圈與所述第一級齒圈的連接。
[0014]進一步地，所述主軸為中空筒狀結(jié)構(gòu)。
[0015]進一步地，所述主軸包括支撐筒和扭力筒，所述支撐筒套設(shè)于所述扭力筒的外部，并且，所述支撐筒與所述機艙底架以及所述第一回轉(zhuǎn)支承的外圈連接，所述扭力筒與所述第一回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈連接。
[0016]進一步地，所述扭力筒與所述第一回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈為一體式結(jié)構(gòu)；
[0017]或者，第一回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈與所述第一級齒圈為一體式結(jié)構(gòu)；
[0018]或者，所述扭力筒與所述第一回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈、所述第一級齒圈為一體式結(jié)構(gòu)。
[0019]進一步地，所述主軸的筒壁上開設(shè)有維修孔。
[0020]進一步地，所述第一級行星架上設(shè)置有與所述第一級太陽軸同軸的中央回轉(zhuǎn)體，所述中央回轉(zhuǎn)體上設(shè)置有電滑環(huán)；并且所述中央回轉(zhuǎn)體與所述電滑環(huán)為所述主軸內(nèi)部。
[0021]進一步地，所述風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)還包括固定設(shè)置于所述機艙底架上的第二回轉(zhuǎn)支承，所述第二回轉(zhuǎn)支承的外圈固定設(shè)置于所述機艙底架，所述第二回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈設(shè)置于所述主軸的輸入端，并用于連接所述主軸與風(fēng)力發(fā)電機的葉輪。
[0022]進一步地，所述增速箱外部設(shè)置有用于向所述增速箱提供潤滑油的潤滑油箱和用于為所述增速箱的潤滑油降溫的散熱器。
[0023]本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)中，增速箱采用兩級行星傳動機構(gòu)和一級平行軸傳動機構(gòu)，同時采用主軸驅(qū)動第一級行星傳動機構(gòu)的第一級齒圈的傳動方式，實現(xiàn)主軸帶動增速箱轉(zhuǎn)動而傳遞扭矩，并使第一級行星架與機艙底架固定連接，因而，得益于這種結(jié)構(gòu)布置和傳動方式，本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更緊湊，更有利于傳動系統(tǒng)的拆裝，提高吊裝便利性和效率，同時該傳動系統(tǒng)為進一步對其結(jié)構(gòu)進行改進提供了基礎(chǔ)。
[0024]另一方面，本實用新型還提供一種風(fēng)力發(fā)電機傳動鏈，包括葉輪、傳動系統(tǒng)和發(fā)電機，所述傳動系統(tǒng)為上述任意一項所述的風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)，所述葉輪與所述主軸連接，所述增速箱與所述發(fā)電機連接。
[0025]又一方面，本實用新型還提供一種風(fēng)力發(fā)電機，其設(shè)置有上述的風(fēng)力發(fā)電機傳動鏈。
[0026]本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機傳動鏈和風(fēng)力發(fā)電機均設(shè)置有本實用新型上述的風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)，因此，也具有與風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)對應(yīng)的技術(shù)效果，不再贅述。
【附圖說明】
[0027]構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0028]圖1為本實用新型實施例提供的一種風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于理解，圖中還示出了風(fēng)力發(fā)電機的機艙底架；
[0029]圖2為圖1所示風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于描繪，該圖僅示出了部分結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0030]圖3為圖1所示風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的增速箱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]附圖標(biāo)記說明
[0032]10-主軸；20_增速箱；21_第一級行星傳動機構(gòu)；211_第一行級星架；212_第一級太陽軸；213_第一級齒圈；214_第一級行星輪；22_第二級行星傳動機構(gòu)；221_第二級行星架；222_第二級太陽軸；223_第二級行星輪；23_平行軸傳動機構(gòu)；30_機艙底架；40_第一回轉(zhuǎn)支承；50_第二回轉(zhuǎn)支承；60_潤滑油箱；70_中央回轉(zhuǎn)體；80_電滑環(huán)；90_維修孔。
【具體實施方式】
[0033]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合，此外，本部分中對具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對具體實施例的說明，不應(yīng)視為對本實用新型的保護范圍有任何限制作用。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。
[0034]圖1為本實用新型實施例提供的一種風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于理解，圖中還示出了風(fēng)力發(fā)電機的機艙底架；圖2為圖1所示風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于描繪，該圖僅示出了部分結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3為圖1所示風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的增速箱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]結(jié)合圖1至圖3所示，本實用新型實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)包括主軸10和增速箱20，主軸10和增速箱20設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機的機艙底架30上。該增速箱20包括兩級行星傳動機構(gòu)(即第一級行星傳動機構(gòu)21和第二級行星傳動機構(gòu)22)和一級平行軸傳動機構(gòu)23。其中，第一級行星傳動機構(gòu)21包括第一級齒圈213、第一級行星架211、第一級行星輪214、第一級太陽輪和第一級太陽軸212 ;第二級行星傳動機構(gòu)包括第二齒圈、第二級行星架221、第二級行星輪223、第二級太陽輪和第二級太陽軸222。主軸10與第一級齒圈213驅(qū)動連接，第一級行星架211與機艙底架30固定連接；第一級太陽軸212與第二行星架221驅(qū)動連接，第二級太陽軸222與平行軸傳動機構(gòu)23的輸入端驅(qū)動連接。
[0036]需要說明的是，對于該實施例的增速箱，本文未描述的兩級行星傳動機構(gòu)和一級平行軸傳動機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部連接傳動關(guān)系可參考相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，此處不再過多描述。進一步地需要說明的是，本實用新型采用的平行軸傳動機構(gòu)23可以采用一根輸出軸，不多贅述；也可以采用兩根平行的輸出軸，動力傳遞至平行軸傳動機構(gòu)23的輸入端后，再分別傳遞至兩個輸出軸輸出動力，可以利用兩個輸出軸同時連接電機，更充分的利用風(fēng)機的動力來發(fā)電，本實用新型對此不做限定。
[0037]本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)中，增速箱采用兩級行星傳動機構(gòu)和一級平行軸傳動機構(gòu)，同時采用主軸驅(qū)動第一級行星傳動機構(gòu)的第一級行星輪的傳動方式，實現(xiàn)主軸帶動增速箱轉(zhuǎn)動而傳遞扭矩，并使第一級行星架與機艙底架固定連接，因而，得益于這種結(jié)構(gòu)布置和傳動方式，本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更緊湊，更有利于傳動系統(tǒng)的拆裝，提高吊裝便利性和效率，同時該實施例的傳動系統(tǒng)為進一步對其結(jié)構(gòu)進行改進提供了基礎(chǔ)。
[0038]如上所述，由于該實施例的風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)中主軸10直接驅(qū)動增速箱20的第一級齒圈，因此，作為該實施例的優(yōu)選方案，如圖2和圖3所示，該實施例的一方面，將主軸10配置為中空筒狀結(jié)構(gòu)，即將原有的實心主軸結(jié)構(gòu)改為筒狀結(jié)構(gòu)；另一方面，主軸10通過可以通過回轉(zhuǎn)支承驅(qū)動第一級齒圈。具體的，該風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)包括固定設(shè)置于機艙底架30上的第一回轉(zhuǎn)支承40，優(yōu)選第一回轉(zhuǎn)支承40的外圈固定設(shè)置于該機艙底架30上，第一行星架211與該外圈固定連接，進而通過該外圈與機艙底架30固定連接；主軸10配置為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，其輸出端(即圖2所示主軸10的右端)與第一回轉(zhuǎn)支承40的內(nèi)圈連接，該內(nèi)圈與第一級齒圈213連接。
[0039]在該優(yōu)選方案中，主軸10與增速箱20的第一級行星傳動機構(gòu)21之間采用第一級回轉(zhuǎn)支承40進行驅(qū)動連接，由于回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)