用于風輪發(fā)電機的傳動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于風輪發(fā)電機的傳動裝置。本發(fā)明進一步設(shè)及一種用于維護運 樣的傳動裝置的方法W及包括運樣的傳動裝置的風輪發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002] 風輪機通常包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有被風驅(qū)動的大型葉片。葉片將風的動能轉(zhuǎn)換為旋 轉(zhuǎn)機械能。機械能通常經(jīng)由傳動裝置傳遞給發(fā)電機，然后發(fā)電機將能量轉(zhuǎn)換為電力。通常 情況下，有必要將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度增加至發(fā)電機所需要的速度。在運些情況下，傳動裝置包 括齒輪箱，齒輪箱將轉(zhuǎn)子的低轉(zhuǎn)速、高扭矩輸入轉(zhuǎn)換為發(fā)電機的低扭矩、高速度輸出。
[0003] 大多數(shù)的風輪機將傳動裝置和發(fā)電機保持在風輪機塔架的頂部的機艙中。替代是 將扭矩穿過塔架傳送；然而，運是很少使用的，因為出于塔架結(jié)構(gòu)中來自旋轉(zhuǎn)軸的反作用扭 矩，運會造成潛在的棘手問題。因此，多數(shù)現(xiàn)有的風輪機在風輪機塔架的頂部包括復(fù)雜而沉 重的傳動裝置。因此，致力于試圖簡化傳動裝置，從而獲得更簡單的維護和/或更低的重 量。
[0004] 一種運樣的嘗試是使用帶將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)傳遞給發(fā)電機，運可W例如在EP2391825 找到。然而，與運樣的解決方案相關(guān)的缺點在于，在風輪發(fā)電機的總壽命期間，在使用期間 受到磨損的帶預(yù)計會需要多次復(fù)雜而耗時的更換。此外，當更換帶的時機已到時可能難W 監(jiān)測，因此就安全方面來說可能有必要比實際需要更頻繁地進行更換。
[0005] 因此，帶式解決方案的傳動裝置需要替代解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明設(shè)及一種用于風輪機的傳動裝置，該傳動裝置包括輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該輸入 旋轉(zhuǎn)構(gòu)件操作地連接到風輪機的轉(zhuǎn)子并且與至少一個副軸旋轉(zhuǎn)連接，該副軸被布置成與所 述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸線平行，其中所述副軸適于與至少一個發(fā)電機的輸出構(gòu)件操作地 連接，其中所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與所述至少一個副軸之間的所述旋轉(zhuǎn)連接由繩索提供，所述 繩索的路線限定了繩索路徑，并且其中所述繩索路徑包括繞所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和所述副軸 的多個圈。
[0007] 利用本發(fā)明，獲得了一種改進的傳動裝置，因此更簡單的監(jiān)測W及維護成為可能。 繩索是主要磨損和疲勞部分；并且因為如本文中描述的繩索比較容易監(jiān)測并維護/更換， 所W相信本發(fā)明提供了一種有吸引力的改進型傳動裝置。
[0008] 在本發(fā)明的一個實施方式中，所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件被布置在風輪機的主軸上。在本 發(fā)明的一個實施方式中，所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件被布置在風輪機的輪穀上。該輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和 該輪穀可直接連接或者可經(jīng)由主軸連接。在本發(fā)明的實施方式中，所述副軸被旋轉(zhuǎn)連接到 所述至少一個發(fā)電機的所述輸出構(gòu)件。
[0009] 在本發(fā)明的一個實施方式中，所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與至少兩個副軸旋轉(zhuǎn)連接，該至 少兩個副軸被布置成與所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸線平行且位于所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的相 對兩側(cè)。認為帶兩個副軸的實施方式提供了有關(guān)旋轉(zhuǎn)連接的合適結(jié)果；因此該實施方式被 選中在本文中進行了說明。然而，帶其它數(shù)量的副軸的實施方式也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0010] 在本發(fā)明的一個實施方式中，所述副軸包括用于引導(dǎo)所述繩索的圓周溝槽。應(yīng)當 指出的是，取決于傳動裝置的期望設(shè)計，所述溝槽可形成在副軸上或者可能形成在安裝在 副軸上的漉上。認為副軸/漉上的圓周溝槽可能是優(yōu)選，運是因為它們可W用于確保合適 的摩擦，但還確保繩索的各個圈在操作期間被保持到位。
[0011] 在本發(fā)明的一個實施方式中，所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件包括用于引導(dǎo)所述繩索的圓周溝 槽。如同副軸，認為輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上的圓周溝槽可能是優(yōu)選的，運是因為它們可W用于確保 合適的摩擦。由于繩索的各個圈的螺旋放置，所述輸入旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的可能圓周溝槽與繩索之 間可能存在小的角度。然而，該角度很小而不會有問題。
[0012] 此外，本發(fā)明設(shè)及一種用第二繩索更換如本文描述的傳動裝置的第一繩索的方 法，其中所述方法包括W下步驟:A)將包括第二繩索的更換套件放置在相對于所述傳動裝 置來說合適的位置；B)打開所述第一繩索的接頭，從而暴露出兩個第一繩索端部；C)在所 述第一繩索端部的一個端部與所述第二繩索的一個端部之間建立接頭；D)啟動所述傳動 裝置，從而隨著時間用所述第二繩索更換所述第一繩索；E)當所述傳動裝置中的所述第一 繩索已被更換時停止所述傳動裝置；W及巧使所述第二繩索的所述一個端部與所述第二 繩索的另一端部結(jié)合。
[0013] 此外，本發(fā)明設(shè)及一種風輪發(fā)電機，該風輪發(fā)電機包括：塔架；機艙，該機艙被設(shè) 置成鄰近該塔架的頂部；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括輪穀W及從該輪穀延伸的至少一個風輪機葉片； 發(fā)電機；W及傳動裝置，該傳動裝置設(shè)置在該機艙中。
【附圖說明】
[0014] 現(xiàn)在將進一步詳細地參考附圖來描述本發(fā)明，其中：
[0015] 圖1是常規(guī)風輪發(fā)電機的部分剖開立體圖；
[0016] 圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的用于風輪機的帶驅(qū)動式傳動裝置；
[0017] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的傳動裝置；
[0018] 圖4a和圖4b示出了供根據(jù)本發(fā)明的實施方式的傳動裝置使用的副軸的各部分； W及
[0019] 圖5示出了供根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的傳動裝置使用的更換套件。
【具體實施方式】
[0020] 圖1中公開了常規(guī)風輪機。風輪機10包括塔架12、設(shè)置在塔架12的頂端處的機 艙14并包括轉(zhuǎn)子16,轉(zhuǎn)子16操作聯(lián)接到容納在機艙14內(nèi)的發(fā)電機18。除了發(fā)電機18,機 艙14容納著將風能轉(zhuǎn)換為電能所需要的各種部件W及操作、控制并優(yōu)化風輪機10的性能 所需要的各種部件。塔架12支撐著由機艙14、轉(zhuǎn)子16、發(fā)電機18和容納在機艙14內(nèi)的風 輪機10的其它部件提供的負載。風輪機10的塔架12還操作成將機艙14和轉(zhuǎn)子16提升 至高于地面或海平面的高度，運些位置通常發(fā)現(xiàn)低素流的的快速移動氣流。
[0021] 表示為水平軸風輪機的風輪機10的轉(zhuǎn)子16作為機電系統(tǒng)的原動機。超過最低水 平的風將激活轉(zhuǎn)子16,并且導(dǎo)致在基本上垂直于風向的方向上旋轉(zhuǎn)。風輪機10的轉(zhuǎn)子16 包括中央輪穀20W及從中央輪穀20向外伸出的至少一個葉片22。在代表性的實施方式 中，轉(zhuǎn)子16包括在其周圍沿圓周分布的地點處的=個葉片22,但數(shù)量可變化。葉片22被配 置成與通過的空氣流相互作用而產(chǎn)生升力，運導(dǎo)致中央輪穀20圍繞縱向軸線24旋轉(zhuǎn)。葉 片22的設(shè)計和構(gòu)造為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟悉，不進一步描述。例如，葉片22均可經(jīng)由 變獎機構(gòu)（未示出）連接到中央輪穀20,變獎機構(gòu)允許葉片在變獎控制器的控制下變獎。
[0022] 轉(zhuǎn)子16可安裝在主軸26的端部上，主軸26延伸到機艙14中并由主軸承組件28 W可旋轉(zhuǎn)的方式支撐在機艙內(nèi)，主軸承組件28聯(lián)接到機艙14的框架。主軸26操作地聯(lián)接 到可采取齒輪箱30的形式的一個或多個齒輪級，W向位于機艙14中的發(fā)電機18產(chǎn)生更合 適的機械輸入。齒輪箱30依靠各種齒輪布置提供從轉(zhuǎn)子和主軸26的旋轉(zhuǎn)到副驅(qū)動軸（未 示出）的旋轉(zhuǎn)（操作為發(fā)電機18的輸入）的速度和扭矩轉(zhuǎn)換。
[0023] 圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的用于風輪機的帶驅(qū)動式傳動裝置的分解圖。該傳動裝置包 括大直徑漉101，大直徑漉101安裝在聯(lián)接到轉(zhuǎn)子（未示出）的主軸102上。兩個副軸103 和104被安裝成與大直徑漉101和主軸102平行。運些均裝配有小帶漉105、106。一組帶 107繞著大直徑漉101和小帶漉105、106延伸，W將旋轉(zhuǎn)扭矩從大漉101傳送到副軸103、 104。提供了發(fā)電機108,經(jīng)由成組的帶IlOUll使發(fā)電機軸109與小帶漉105、106中的每 個旋轉(zhuǎn)連接。
[0024] 在本質(zhì)上，連接到風輪機的主軸102的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生大直徑漉101、副軸103、 104W及最終發(fā)電機軸109的旋轉(zhuǎn)。因為大直徑漉101的直徑比副軸103、104的直徑大得 多，同樣小帶漉105、106的直徑比發(fā)電機軸109的直徑大得多，如在此示出的主軸102與發(fā) 電機軸109之間的扭矩的兩步傳遞產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)速度的顯著增加。就諸如大小和重量的參數(shù) 來說，運種示出的現(xiàn)有技術(shù)可提供優(yōu)于常規(guī)齒輪箱類型的優(yōu)點。然而，特別是設(shè)及更換驅(qū)動 帶時，仍存在潛在的困難。
[00巧]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的傳動裝置。大直徑漉201被安裝在風輪 發(fā)電機的主軸202上，并且具有副漉203、204的兩個副軸223、224被安裝成與大漉201