旋轉(zhuǎn)傳遞裝置以及設(shè)置有該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的方面涉及一種旋轉(zhuǎn)傳遞裝置以及配備有該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]按照常規(guī)，已知一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，在該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，葉片在接受風(fēng)力時(shí)使連接至葉片的主軸旋轉(zhuǎn)，并且增速器將主軸的旋轉(zhuǎn)增速，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。另外，還已知一種技術(shù)，在該技術(shù)中，在增速器的輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸之間設(shè)置有單向離合器，以抑制發(fā)電機(jī)的由于風(fēng)力等的變化所造成的慣性轉(zhuǎn)矩的變化并且以減小施加至增速器的負(fù)載(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003]該單向離合器配備有內(nèi)圈、外圈和滾子，其中，該內(nèi)圈設(shè)置在輸入軸和輸出軸中的一者側(cè)，該外圈設(shè)置在輸入軸和輸出軸中的另一者側(cè)，滾子設(shè)置在形成在內(nèi)圈與外圈之間的楔形空間中，該單向離合器構(gòu)造成使得滾子在輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度高于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的情況下移動(dòng)至楔形空間中的較窄區(qū)域并且與內(nèi)圈和外圈接合，從而將輸出軸以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接至輸入軸，并且該單向離合器構(gòu)造成使得滾子在輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度低于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的情況下移動(dòng)至楔形空間的較寬區(qū)域并且被解除接合，從而切斷輸出軸與輸入軸之間的連接。
[0004]相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)l:JP-A-2013-60825

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的問題
[0008]然而，即使單向離合器設(shè)置在增速器與發(fā)電機(jī)之間，由于施加至增速器的負(fù)載仍然較大，因此增速器是裝置中的很可能引起問題的一個(gè)裝置。此外，如果大的負(fù)載施加至增速器，則大的負(fù)載同樣地也施加至單向離合器，由此發(fā)生問題的可能性很高。因此，期望的是，應(yīng)該掌握施加至增速器和單向離合器的負(fù)載的狀態(tài)來防止問題的發(fā)生。
[0009]此外，如果外圈的內(nèi)周面和內(nèi)圈的外周面(該內(nèi)周面和外周面在下文中被稱為“接合面”)一一滾子與該內(nèi)周面和外周面接合一一由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的長期使用而被磨損，則在楔形空間中由內(nèi)圈和外圈的接合面形成的角度(楔角)逐漸地變大并且在外圈與內(nèi)圈之間易于發(fā)生“滑動(dòng)”。這種“滑動(dòng)”可能造成不適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞和發(fā)電效率的劣化。為此，重要的是，掌握接合面的磨損狀態(tài)并防止發(fā)電效率方面的劣化。
[0010]本發(fā)明的方面意在提供一種旋轉(zhuǎn)傳遞裝置，該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置能夠掌握施加至增速器和單向離合器的負(fù)載以用于例如防止問題的發(fā)生并用于提早檢測問題，并且本發(fā)明的方面意在提供一種配備有該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
[0011]本發(fā)明的另一方面意在提供一種旋轉(zhuǎn)傳遞裝置，該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置能夠掌握單向離合器的內(nèi)圈和外圈的接合面的磨損狀態(tài)，并且本發(fā)明的另一方面意在提供一種配備有該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
[0012]解決問題的方式
[0013](1)本發(fā)明的第一方面包括旋轉(zhuǎn)傳遞裝置，該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置包括:單向離合器，該單向離合器設(shè)置在增速器的輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸之間，其中，該增速器在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中將主軸的旋轉(zhuǎn)增速，輸出軸的旋轉(zhuǎn)被輸入至該發(fā)電機(jī)的輸入軸以產(chǎn)生電力，在輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度高于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的狀態(tài)下，該單向離合器使輸出軸與輸入軸之間以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接，并且在輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度低于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的狀態(tài)下，該單向離合器切斷輸出軸與輸入軸之間的連接;測量部，該測量部測量單向離合器的狀態(tài)，該狀態(tài)根據(jù)施加至單向離合器的負(fù)載而變化；以及獲取部，該獲取部基于測量部的測量結(jié)果來獲取施加至單向離合器的負(fù)載。
[0014]在這種構(gòu)型的情況下，測量部測量單向離合器的狀態(tài)，并且獲取部基于測量部的測量結(jié)果來獲取施加至單向離合器的負(fù)載，由此能夠掌握施加至單向離合器和增速器的負(fù)載的狀態(tài)。因此，在獲取部獲取過大的負(fù)載的情況下，可以采取用于防止在單向離合器和增速器中發(fā)生問題的措施。
[0015](2)單向離合器可以包括:內(nèi)圈和外圈；以及多個(gè)接合元件，所述多個(gè)接合元件設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間，接合元件可以與內(nèi)圈和外圈接合以使輸出軸與輸入軸之間以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接，并且接合元件可以被解除接合以切斷該連接，并且測量部可以測量通過接合元件的接合而在內(nèi)圈或外圈中產(chǎn)生的形變。
[0016]沿周向方向施加至單向離合器的負(fù)載(轉(zhuǎn)矩負(fù)載)與在內(nèi)圈或外圈中產(chǎn)生的形變相關(guān)。因此，施加至單向離合器的負(fù)載能夠通過利用測量部測量形變來獲取。
[0017](3)單向離合器可以包括:內(nèi)圈和外圈；以及多個(gè)接合元件，所述多個(gè)接合元件設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間，接合元件可以與內(nèi)圈和外圈接合以使輸出軸與輸入軸之間以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接，并且接合元件可以被解除接合以切斷該連接，并且測量部可以測量接合元件在接合元件與內(nèi)圈和外圈接合時(shí)沿軸向方向的移動(dòng)量。
[0018]沿周向方向施加至單向離合器的負(fù)載(轉(zhuǎn)矩負(fù)載)與在接合元件與內(nèi)圈和外圈接合時(shí)接合元件沿軸向方向的移動(dòng)量相關(guān)。因此，施加至單向離合器的負(fù)載能夠通過測量所述移動(dòng)量來獲取。
[0019](4)單向離合器可以在外圈的內(nèi)周面或內(nèi)圈的外周面上形成凸輪面以在內(nèi)圈與外圈之間形成楔形空間。
[0020]在這種情況下，當(dāng)接合元件與凸輪面接合時(shí)，負(fù)載沿法向方向被施加至凸輪面，并且由于該負(fù)載而在形成有凸輪面的外圈或內(nèi)圈中發(fā)生形變。負(fù)載和形變隨著沿周向方向施加至單向離合器的負(fù)載變大而變大。因此，沿周向方向施加至單向離合器的負(fù)載能夠通過測量該形變來獲取。
[0021]此外，接合元件在與凸輪面接合的過程中沿周向方向移動(dòng)。移動(dòng)量隨著沿周向方向施加至單向離合器的負(fù)載變大而變大。因此，沿周向方向施加至單向離合器的負(fù)載能夠通過測量該移動(dòng)量來獲取。
[0022](5)單向離合器可以包括用作接合元件的楔塊。
[0023]在這種情況下，每個(gè)楔塊在與凸輪面接合的過程中沿周向方向移動(dòng)。移動(dòng)量隨著沿周向方向施加至單向離合器的負(fù)載變大而變大。因此，沿周向方向施加至單向離合器的負(fù)載能夠通過該測量移動(dòng)量來獲取。
[0024](6)本發(fā)明的第二方面包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括:增速器，該增速器將通過風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)的主軸的旋轉(zhuǎn)增速，并且該增速器將該旋轉(zhuǎn)從輸出軸輸出；發(fā)電機(jī)，輸出軸的旋轉(zhuǎn)通過發(fā)電機(jī)的輸入軸輸入至發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生電力；以上提到的旋轉(zhuǎn)傳遞裝置；以及測量部，該測量部根據(jù)旋轉(zhuǎn)傳遞裝置的獲取部所獲取的負(fù)載來測量發(fā)電機(jī)的電力負(fù)載。
[0025]在這種構(gòu)型的情況下，例如，在施加至單向離合器的負(fù)載較大的情況下，減小發(fā)電機(jī)中的電力負(fù)載，由此能夠減小施加至單向離合器的負(fù)載并且能夠防止在單向離合器和增速器中發(fā)生問題。
[0026](7)以上提到的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備優(yōu)選地包括傳輸部，該傳輸部將指示單向離合器的狀態(tài)的信息或指示施加至單向離合器的負(fù)載的信息傳輸至風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的外部。
[0027]在這種構(gòu)型的情況下，例如，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備配備有用于從外部監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的操作監(jiān)測裝置的情況下，施加至單向離合器和增速器的負(fù)載的狀態(tài)、電力負(fù)載的調(diào)節(jié)狀態(tài)等能夠通過將單向離合器的狀態(tài)以及施加至單向離合器的負(fù)載傳輸至操作監(jiān)測裝置來遠(yuǎn)程掌握。
[0028](8)本發(fā)明的第三方面包括旋轉(zhuǎn)傳遞裝置，該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置包括單向離合器，該單向離合器設(shè)置在增速器的輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸之間，其中，該增速器將通過風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)的主軸的旋轉(zhuǎn)增速并且該增速器將該旋轉(zhuǎn)從輸出軸輸出，輸出軸的旋轉(zhuǎn)被輸入至發(fā)電機(jī)的輸入軸以產(chǎn)生電力，其中，該單向離合器包括:內(nèi)圈，該內(nèi)圈設(shè)置在輸出軸和輸入軸中的一者上；外圈，該外圈設(shè)置在輸出軸和輸入軸中的另一者上；以及滾子，滾子設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間的楔形空間中，其中，在輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度高于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的情況下，該單向離合器通過將滾子與內(nèi)圈和外圈接合而使輸出軸與輸入軸之間以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接，并且在輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度低于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的情況下，該單向離合器通過解除接合而切斷該連接，并且其中，該旋轉(zhuǎn)傳遞裝置還包括檢測機(jī)構(gòu)，該檢測機(jī)構(gòu)檢測內(nèi)圈與外圈之間的由發(fā)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化所引起的扭轉(zhuǎn)角。
[0029]當(dāng)輸出軸的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由單向離合器傳遞至輸入軸并且發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子被旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電力時(shí)，如果用于使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，則單向離合器的滾子移動(dòng)至楔形空間的較窄區(qū)域并且在運(yùn)動(dòng)期間于內(nèi)圈與外圈之間發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)。隨著楔角由于內(nèi)圈和外圈的接合面的磨損而增大，用作相對運(yùn)動(dòng)的角度的“扭轉(zhuǎn)角”變得越來越大。因此，內(nèi)圈和外圈的接合面的磨損狀態(tài)能夠通過檢測扭轉(zhuǎn)角來掌握，由此能夠在單向離合器效率變低之前實(shí)施諸如單向離合器的更換、維修等之類的措施。
[0030](9)旋轉(zhuǎn)傳遞裝置還可以包括判定部，該判定部基于根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化量而定的扭轉(zhuǎn)角來判定單向離合器的內(nèi)圈和外圈的磨損狀態(tài)。
[0031]在這種構(gòu)型的情況下，能夠基于判定部的判定結(jié)果實(shí)施單向離合器的諸如更換、維修等之類的措施。
[0032](10)檢測機(jī)構(gòu)可以包括:第一檢測部，第一檢測部檢測內(nèi)圈的絕對角度;第二檢測部，第二檢測部檢測外圈的絕對角度；以及計(jì)算部，該計(jì)算部獲得第一檢測部和第二部的檢測值之間的差。
[0033]在這種構(gòu)型的情況下，能夠檢測內(nèi)圈與外圈之間的扭轉(zhuǎn)角。
[0034](11)此外，檢測機(jī)構(gòu)可以包括檢測部，該檢測部直接檢測由于內(nèi)圈與外圈之間的相對旋轉(zhuǎn)所造成的角度的變化。
[0035]在這種構(gòu)型的情況下，也能夠檢測到內(nèi)圈與外圈之間的扭轉(zhuǎn)角。另外，能夠減少由于檢測部的數(shù)量，因此檢測機(jī)構(gòu)能夠以廉價(jià)的方式構(gòu)造。
[0036](12)旋轉(zhuǎn)傳遞裝置可以包括傳輸部，該傳輸部將判定部的判定結(jié)果傳輸至風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的外部。
[0037]在這種構(gòu)型的情況下，例如，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備配備有用于從外部監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的操作監(jiān)測裝置的情況下，例如內(nèi)圈和外圈的磨損狀態(tài)能夠通過將判定部的判定結(jié)果傳輸至操作監(jiān)測裝置而被遠(yuǎn)程掌握。
[0038](13)本發(fā)明的第四方面包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括:增速器，該增速器將通過風(fēng)力而旋轉(zhuǎn)的主軸的旋轉(zhuǎn)增速，并且該增速器將該旋轉(zhuǎn)從增速器的輸出軸輸出；發(fā)電機(jī)，輸出軸的旋轉(zhuǎn)通過發(fā)電機(jī)的輸入軸被輸入至發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生電力；以及以上提到的旋轉(zhuǎn)傳遞裝置。
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