風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)鏈及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)鏈及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械。現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)鏈條為:葉輪(包括葉片和輪轂)一主軸一增速箱一發(fā)電機(jī)。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(guò)軸承及軸承座固定在機(jī)艙底架上。增速箱將主軸傳來(lái)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(jī)連接，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。
[0003]風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪產(chǎn)生的扭矩過(guò)大，如果直接作用在增速箱上，增速箱難以承受會(huì)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(jìn)一步減小傳遞至增速箱的扭矩，一般盡量增加主軸的長(zhǎng)度，因此其重量和體積過(guò)大，導(dǎo)致制造成本較高，拆裝和起吊困難，造成安裝維護(hù)不便等問(wèn)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(duì)于采用高轉(zhuǎn)速發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，為達(dá)到發(fā)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，必須通過(guò)具有較高傳動(dòng)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(dòng)鏈條中通常采用實(shí)心主軸+ —級(jí)行星傳動(dòng)+兩級(jí)平行軸的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式，使得傳動(dòng)鏈條自身通常較長(zhǎng)，占用空間較大，導(dǎo)致成本增加、安裝維護(hù)困難。在這種情況下，一方面，需要盡可能要增加主軸長(zhǎng)度，增加增速箱體積，以減小扭矩傳遞和提高傳動(dòng)比；另一方面，為了控制成本和便于安裝維護(hù)，需要控制傳動(dòng)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(jī)的性能和效率。
[0006]面對(duì)上述問(wèn)題，如何對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的包括主軸、增速箱在內(nèi)的傳動(dòng)鏈條提出改進(jìn)，是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，為了簡(jiǎn)化風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)鏈及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0008]一方面，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，包括設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙底架上的主軸和增速箱，所述增速箱包括第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0009]所述第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一級(jí)齒圈、第一級(jí)行星架、第一級(jí)行星輪、第一級(jí)太陽(yáng)輪和第一級(jí)太陽(yáng)軸；所述第二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二級(jí)齒圈、第二級(jí)行星架、第二級(jí)行星輪、第二級(jí)太陽(yáng)輪和第二級(jí)太陽(yáng)軸；
[0010]所述主軸與所述第一級(jí)齒圈驅(qū)動(dòng)連接，所述第一級(jí)行星架與所述機(jī)艙底架固定連接；所述第一級(jí)太陽(yáng)軸與所述第二級(jí)行星架驅(qū)動(dòng)連接，所述第二級(jí)太陽(yáng)軸與所述平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端驅(qū)動(dòng)連接。
[0011]進(jìn)一步地，還包括固定設(shè)置于所述機(jī)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(jī)艙底架上，所述第一級(jí)行星架與所述外圈連接，并通過(guò)所述外圈與所述機(jī)艙底架固定連接；
[0013]所述主軸與所述第一級(jí)回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈連接，所述內(nèi)圈與所述第一級(jí)齒圈的連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述主軸為中空筒狀結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jí)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(jí)齒圈為一體式結(jié)構(gòu)。
[0019]進(jìn)一步地，所述主軸的筒壁上開(kāi)設(shè)有維修孔。
[0020]進(jìn)一步地，所述第一級(jí)行星架上設(shè)置有與所述第一級(jí)太陽(yáng)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(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)還包括固定設(shè)置于所述機(jī)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(jī)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(jī)的葉輪。
[0022]進(jìn)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(rùn)滑油的潤(rùn)滑油箱和用于為所述增速箱的潤(rùn)滑油降溫的散熱器。
[0023]本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，增速箱采用兩級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一級(jí)平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)采用主軸驅(qū)動(dòng)第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一級(jí)齒圈的傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)主軸帶動(dòng)增速箱轉(zhuǎn)動(dòng)而傳遞扭矩，并使第一級(jí)行星架與機(jī)艙底架固定連接，因而，得益于這種結(jié)構(gòu)布置和傳動(dòng)方式，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更緊湊，更有利于傳動(dòng)系統(tǒng)的拆裝，提高吊裝便利性和效率，同時(shí)該傳動(dòng)系統(tǒng)為進(jìn)一步對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)提供了基礎(chǔ)。
[0024]另一方面，本發(fā)明還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)鏈，包括葉輪、傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)為上述任意一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)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(jī)連接。
[0025]又一方面，本發(fā)明還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其設(shè)置有上述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)鏈。
[0026]本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)鏈和風(fēng)力發(fā)電機(jī)均設(shè)置有本發(fā)明上述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，因此，也具有與風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的技術(shù)效果，不再贅述。
【附圖說(shuō)明】
[0027]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)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(jī)的機(jī)艙底架；
[0029]圖2為圖1所示風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)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(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的增速箱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0032]10-主軸；20_增速箱；21_第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；211_第一行級(jí)星架；212_第一級(jí)太陽(yáng)軸；213_第一級(jí)齒圈；214_第一級(jí)行星輪；22_第二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；221_第二級(jí)行星架；222_第二級(jí)太陽(yáng)軸；223_第二級(jí)行星輪；23_平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；30_機(jī)艙底架；40_第一回轉(zhuǎn)支承；50_第二回轉(zhuǎn)支承；60_潤(rùn)滑油箱；70_中央回轉(zhuǎn)體；80_電滑環(huán)；90_維修孔。
【具體實(shí)施方式】
[0033]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合，此外，本部分中對(duì)具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對(duì)具體實(shí)施例的說(shuō)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何限制作用。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0034]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)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(jī)的機(jī)艙底架；圖2為圖1所示風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)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(jī)傳動(dòng)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，本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)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(jī)的機(jī)艙底架30上。該增速箱20包括兩級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(即第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21和第二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)22)和一級(jí)平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23。其中，第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21包括第一級(jí)齒圈213、第一級(jí)行星架211、第一級(jí)行星輪214、第一級(jí)太陽(yáng)輪和第一級(jí)太陽(yáng)軸212 ;第二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二齒圈、第二級(jí)行星架221、第二級(jí)行星輪223、第二級(jí)太陽(yáng)輪和第二級(jí)太陽(yáng)軸222。主軸10與第一級(jí)齒圈213驅(qū)動(dòng)連接，第一級(jí)行星架211與機(jī)艙底架30固定連接；第一級(jí)太陽(yáng)軸212與第二行星架221驅(qū)動(dòng)連接，第二級(jí)太陽(yáng)軸222與平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23的輸入端驅(qū)動(dòng)連接。
[0036]需要說(shuō)明的是，對(duì)于該實(shí)施例的增速箱，本文未描述的兩級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一級(jí)平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部連接傳動(dòng)關(guān)系可參考相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，此處不再過(guò)多描述。進(jìn)一步地需要說(shuō)明的是，本發(fā)明采用的平行軸傳動(dòng)機(jī)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(dòng)力傳遞至平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23的輸入端后，再分別傳遞至兩個(gè)輸出軸輸出動(dòng)力，可以利用兩個(gè)輸出軸同時(shí)連接電機(jī)，更充分的利用風(fēng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)發(fā)電，本發(fā)明對(duì)此不做限定。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，增速箱采用兩級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一級(jí)平行軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)采用主軸驅(qū)動(dòng)第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一級(jí)行星輪的傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)主軸帶動(dòng)增速箱轉(zhuǎn)動(dòng)而傳遞扭矩，并使第一級(jí)行星架與機(jī)艙底架固定連接，因而，得益于這種結(jié)構(gòu)布置和傳動(dòng)方式，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更緊湊，更有利于傳動(dòng)系統(tǒng)的拆裝，提高吊裝便利性和效率，同時(shí)該實(shí)施例的傳動(dòng)系統(tǒng)為進(jìn)一步對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)提供了基礎(chǔ)。
[0038]如上所述，由于該實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸10直接驅(qū)動(dòng)增速箱20的第一級(jí)齒圈，因此，作為該實(shí)施例的優(yōu)選方案，如圖2和圖3所示，該實(shí)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(shí)心主軸結(jié)構(gòu)改為筒狀結(jié)構(gòu)；另一方面，主軸10通過(guò)可以通過(guò)回轉(zhuǎn)支承驅(qū)動(dòng)第一級(jí)齒圈。具體的，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)包括固定設(shè)置于機(jī)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(jī)艙底架30上，第一行星架211與該外圈固定連接，進(jìn)而通過(guò)該外圈與機(jī)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(jí)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(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21之間采用第一級(jí)回轉(zhuǎn)支承40進(jìn)行驅(qū)動(dòng)連接，由于回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)與齒圈類(lèi)似，更容易實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)第