CN101395368A - 风轮机转子，用于控制风轮机转子的至少一个叶片的旋转控制机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风轮机转子，该风轮机转子包括至少一个叶片和至少一个俯仰机构，该俯仰机构包括用于控制所述叶片的环形马达。该风轮机转子的特征在于，环形马达通过行星型齿轮装置控制叶片。本发明还涉及一种旋转控制机构，它包括至少一个环形马达，以用于控制至少一个第一部分相对于至少一个第二部分的旋转。该旋转控制机构的特征在于，环形马达通过行星型齿轮装置控制该相对旋转。本发明还涉及一种用于控制风轮机转子的至少一个叶片的方法。

Description

风轮机转子，用于控制风轮机转子的至少一个叶片的旋转控制机构及方法

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序所述的风轮机转子，一种如权利要求11的前序所述的旋转控制机构以及一种用于风轮机转子的至少一个叶片的方法。

背景技术

现有技术已知的风轮机包含锥形风轮机塔架和安置在该塔架顶部的风轮机引擎舱。具有多个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接到该引擎舱，如图1所示该低速轴从该引擎舱的正面伸出。

风轮机叶片的俯仰通常利用液压系统实现，该液压系统基于电动油泵、比例阀和作用在叶片上的液压缸。更直接的方法是使电动马达直接作用于叶片。俯仰系统已经通过机电致动实现。一种已知方式是利用齿轮马达使叶片旋转，该齿轮马达通过开式齿轮使叶片旋转。另一种已知方式是利用线性致动器(心轴和马达)代替液压缸的功能。这两种解决方案都存在固有的缺点，即齿轮或处理中的活动接触动作。这意味着可能限制元件寿命的磨损的风险。

无接触的俯仰马达是有利的。这种可以想象。可考虑电动马达，其凸缘连接到轮毂，并且叶片安装在转子上。如果转子主要为盘形，并且结合进叶片轴承，也就是说马达具有几乎与叶片轴承相同的直径，从而形成机动化的旋转单元。

用于这种设计的马达具有大的直径并且自然地无中心。马达看起来象旋转环，其中一个环是转子，另一个环是定子。国际专利申请WO2005/019642A1公开了这种设计的一个示例，其中直接驱动式马达的转子基本直接地附装在风轮机叶片上，而定子连接在轮毂上。

在这种设计中，直接驱动式马达必须直接处理全部叶片转矩力矩。这要求马达具有非常高的转矩和非常低的速度，从而马达大而且昂贵。

WO 2005/019642A1还公开，直接驱动式马达可通过大齿轮作用在叶片上。但这种解决方案意味着小齿轮作用于其上的大齿轮环的力矩必须尽可能地减小，而这限制了用于与小齿轮同心的直接驱动式马达的空间。

如果大齿轮是叶片轴承的内圈的齿状突起并且几乎与叶片和轮毂的内部处于同一平面，则马达不能大于小齿轮。在这种情况下，使用直接式马达是无意义的。减少大齿轮直径可以为较大的直接式马达留出空间，但降低了齿轮传动比，因此直接式马达必须具有较大的转矩能力。利用小齿轮和大齿轮的方案与所宣称的关于直接式马达的优点相抵触。

小齿轮的使用还要求用于小齿轮和直接式马达二者的独立轴承。最不利的是存在使一个大的小齿轮和大齿轮啮合的问题。以主要的末端角啮合齿将经常承受载荷，这会引起磨损和疲劳方面的问题。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于控制风轮机转子的叶片的有利技术，该技术没有上述缺点。

发明内容

本发明提供了一种风轮机转子，包括至少一个叶片以及至少一个俯仰(pitch)机构，该俯仰机构包括用于控制叶片的环形马达。该风轮机转子的特征在于，所述环形马达通过行星型齿轮装置控制所述叶片。

使用环形马达是有利的，因为环形马达具有自由中心，即，该马达形成为圆环，从而能通过其中心自由接近叶片内侧。

此外，有利的是通过齿轮传动马达转矩/力矩，因为由此可减少控制叶片所需的马达转矩。将行星齿轮组用于此目的是有利的，因为行星齿轮组是最紧凑的齿轮传动装置，在使尺寸和重量最小的应用中，例如对于用于控制风轮机叶片的俯仰机构，使用行星齿轮组是非常有利的。

而且，环形马达和用于控制叶片的行星齿轮组的组合是有利的，因为这种组合非常适合于以最小的成本进行叶片的主动控制。磨损部件可基本上减少制动垫、制动梁和备用电源。所有替换部件的尺寸都是能够在无大的操作成本的情况下被更换。

在本发明的一个方面中，所述环形马达控制所述叶片的相对于所述转子的轮毂的俯仰角。

由此，实现了本发明的一个种优选实施方式。

在本发明的一个方面中，所述齿轮装置的环形齿轮(齿圈)刚性地直接或间接安装到所述转子的轮毂上。

将行星齿轮组的环形齿轮刚性连接到轮毂是有利的，因为由此可增加这两个部件彼此的刚性。

在本发明的一个方面中，所述齿轮装置包括多个行星齿轮，例如三个以上的行星齿轮。

行星齿轮组包括的行星齿轮越多，从环形马达到叶片的转矩分布就越均匀。如果例如通过单个齿轮—就像常规俯仰齿轮马达和小齿轮系统那样—传递所有转矩，则所有转矩基本上通过一个点传递。当基本通过一个点传递巨大的载荷时，将要求非常大模块的齿轮，并且整个系统(叶片、轮毂、齿轮等)将必须具有很大的刚性以便不扭曲、变形或损坏，而且还会导致轮毂重量增大以及制造成本大大增加的缺点。

使行星齿轮组包括多个行星齿轮因此是有利的，因为由此可更均匀且平缓地向叶片传递转矩。

此外，通过使用多个行星齿轮，行星齿轮和环形马达及太阳轮之间的间隙减小，这将降低齿轮倒转的可能性，因为不精确度将彼此拉平。当使用多个行星齿轮时，单个齿轮必须传递的转矩减小，这意味着可减小行星齿轮的模块。模块越小，齿轮部件就越精致且精确，这也将有助于减少间隙并由此减少或消除齿轮的倒转。

在本发明的一个方面中，所述多个行星齿轮直接或间接安装在所述至少一个叶片上。

使叶片直接或间接用作行星齿轮组中的行星架是有利的，因为由此可实现简单而有利的行星齿轮组的设计。

在本发明的一个方面中，所述多个行星齿轮柔性安装。

如果行星齿轮组包括三个以上的行星齿轮，该设计将变得静态不确定，并且如果行星齿轮组包括例如十二个行星齿轮，则将几乎不可能确保所有齿轮总是同等地与太阳轮和环形齿轮啮合。

行星齿轮组的部件以及它们附装在其上的部件将必须具有非常大的刚性，并且它们将必须被以非常高的精度制造以确保例如所有十二个行星齿轮总是理想地与太阳轮和环形齿轮啮合。这种系统是既重又贵的。

通过例如利用柔性轴承安装行星齿轮轴，这些轴承可补偿任何固有的不对齐或者角度误差或者大转矩传递期间的部件的任何扭曲。这将极大地减少齿轮部件和相关转子部件的重量和制造成本。

此外，通过例如将行星齿轮轴安装在柔性轴承中实现的行星齿轮的柔性悬挂将减少齿轮振动向转子的其它部件的传递，由此减少风轮机的噪声。

在本发明的一个方面中，所述多个行星齿轮中的至少一个包括至少两个不同的齿轮级，以用于改变所述行星型齿轮装置的变速比。

具有大太阳轮和大环形齿轮直径的行星齿轮组不只具有仅高于1:2的变速比。为增加变速比并仍维持行星齿轮组的优点，可有利地使用具有至少两个用于不同齿轮直径的齿轮级。具有大直径的行星齿轮级可例如与太阳轮啮合，而具有小直径的行星齿轮级可例如与环形齿轮啮合。由此，行星齿轮变速比可改变并且增加到例如1:4或1:5。这是有利的，因为可相应减少控制叶片所需的马大转矩，由此减少环形马达的尺寸、重量和成本。

在本发明的一个方面中，所述环形马达的转子部分包括所述齿轮装置的太阳轮。

由此可实现本发明的优选实施方式。

在本发明的一个方面中，所述齿轮装置的所述太阳轮一体地形成在所述环形马达的所述转子部分中。

用于此目的的环形马达将很可能专用于给定的任务。为环形马达的转子部分设置带齿的边缘(边沿，轮缘)因此是有利的，因为可减少重量、组装时间和制造时间。

在本发明的一个方面中，所述环形马达包括至少一个马达轴承，该马达轴承基本使所述环形马达的转子部分和定子部分之间的间隙(凹口，gab)固定。

环形马达的转子部分和定子部分之间的力很大，这些部件之间的间隙较小(通常为0.5mm)。如果不精确控制转子部分，则转子很容易碰撞定子部分。直径越大，这种问题越可能发生。在轮毂未具有跨越轮毂直径的坚硬的定子部分的情况下，该轮毂也会在负载下发生较大程度的扭曲。因此有利的是使环形马达包括至少一个马达轴承，以用于确保转子和定子之间的间隙。

在本发明的一个方面中，所述行星型齿轮装置降低所述叶片相对于所述环形马达的转子部分的转速。

通过降低叶片俯仰的速度，叶片将容易控制，当使齿轮减少转速时，也可相应增加转矩，由此放大该优势。

本发明还涉及一种旋转控制机构，它包括至少一个环形马达，该环形马达用于控制至少一个第一部分相对于至少一个第二部分的旋转。该旋转控制机构的特征在于，环形马达通过行星型齿轮装置控制所述相对旋转。

使用环形马达(通常称为直接驱动式或转矩马达)与行星齿轮的组合来控制两个部分之间的相对旋转是有利的，因为这样可以以紧凑、轻便并且较廉价的方式控制这种旋转。

此外，本发明涉及一种用于控制风轮机转子的至少一个叶片的方法，所述方法包括下列步骤：

-通过环形马达建立转矩，

-通过行星型齿轮装置增大所述转矩，

-利用所增大的转矩控制所述叶片。

通过利用行星齿轮组增大由马达提供的转矩，可减少环形马达的尺寸、重量和成本。

此外，行星齿轮组是非常紧凑、轻便并且有效的齿轮类型，这对于在这些标准很重要的系统中—例如在用于风轮机叶片的俯仰机构中—的使用是有利的。

在本发明的一个方面中，所述环形马达控制所述叶片相对于所述转子的轮毂的俯仰角。

附图说明

下面将参照附图说明本发明，在附图中：

图1示出现有技术已知的大型现代风轮机的正视图；

图2示出通过现有技术已知的俯仰轴承实施例连接到轮毂的风轮机叶片横截面的侧视图；

图3示出通过行星齿轮组控制叶片俯仰的环形马达横截面的侧视图；

图4示出通过行星齿轮组控制叶片俯仰的环形马达横截面的俯视图；

图5示出包括两级行星齿轮的行星齿轮组的侧视图；

图6示出三圈俯仰轴承、环形马达以及行星齿轮组的侧视图；

图7示出三圈俯仰轴承、环形马达以及包括两级行星齿轮的行星齿轮组的侧视图；以及

图8示出行星齿轮的安装实施例的侧视图。

具体实施方式

图1示出现代风轮机1，该风轮机1包括塔架2和安放在该塔架2顶部上的引擎舱(吊舱)3。风轮机转子4通过低速轴6连接到引擎舱3，该风轮机转子4包含三个风轮机叶片5，该低速轴从该引擎舱3的正面伸出。

图2示出通过俯仰轴承7的实施例连接到轮毂6的风轮机叶片5的横截面。在该实施例中，俯仰轴承7包括直接连接到叶片5的根部的内圈8和直接连接到轮毂6的外圈9。俯仰轴承7在本例中为单列球轴承，但其也可为双列、三列或四列轴承；使内外圈8、9之间能自由相对转动的元件在本例中为滚珠，但其也可为滚柱、滚针等。

图3示出通过行星齿轮控制叶片俯仰的环形马达横截面的侧视图。

在本发明的此实施例内，环形马达10的定子部分11连接轮毂6。在定子部分11内侧安放有转子部分12，转子部分12的上部设有与多个行星齿轮14啮合的齿13，从而转子部分12用作行星齿轮组17中的太阳轮16。行星齿轮14的两侧与一体形成在轮毂6中叶片孔内侧的上边缘的齿15啮合，从而轮毂6用作行星齿轮组17中的环形轮(齿圈)22。行星齿轮14—通过行星齿轮轴18—间接并且刚性地通过俯仰轴承7的内圈8连接到叶片5，从而叶片5用作行星齿轮组17的行星架19。

在本发明的此实施例内，环形马达10是通常称为直流DC力矩马达的马达。直接驱动式马达是伺服致动器，该致动器直接附装到它所驱动的载荷上。该马达具有永磁场和绕线电枢，它们一起起作用以将电能转换为力矩。该力矩则可用于定位或速度控制系统。通常，力矩马达设计用于低速系统的高转矩。直接驱动式马达特别适用于伺服系统应用，在这种应用中，希望使尺寸、重量、功率和响应时间降到最小，并使速率和位置精度达到最大。

可使用各种远离的电动马达。直流、涡流、同步、异步或步进马达都可使用。直流马达不是特别使用，因为电刷在小的转向运动中工作不是很好。涡流马达不是特别适用于低速和高转矩。异步马达在低速时效率不高。剩下的是同步或步进马达。这两种马达的特点是转子严格地跟随定子中的电场的动作。如果电场倒相，则转子移动一个极位移。转子通常具有永磁体20，但也可具有电磁体。电磁体必须被供电，当安放在环形马达10的转子部分12上时，电连接将必须跟随转子12的动作。对于其中旋转限制在90度的俯仰轴承马达10，电连接可通过柔性电缆形成。永磁体20昂贵且难以处理。由于这些原因，可考虑电磁体。几乎市场上的所有环形马达10都具有永磁体20，以便允许转子12自由旋转。同样的绕线转子12不太普遍。马达10必须能在无市电的情况下俯仰的事使得与转子12的电连接存在出故障的危险，并且已有的工业标准是针对永磁体20的，从而在转子部分12上使用永磁体20是优选的。

对于定子部分11的绕线电枢10以及/或者在转子部分设有电磁体的情况下，可能需要考虑冷却。这可例如通过空气冷却、某种冷却剂的冷却管循环、冷却翅片等实现。

当马达为齿轮式时，转矩随着齿轮传动比下降，而速度相应上升。在本发明的此实施例内，行星齿轮组17因此设置在环形马达10和叶片5之间。

环形马达10不必通过其本身确保叶片5停留在所达到的位置。因此，有利的是使俯仰马达10与一制动单元(未示出)结合。

如果这种制动单元中的制动器是摩擦制动器(未示出)—该制动器具有弹簧加载的制动力以及电减轻制动力，则俯仰轴承7可利用或不利用被供电的系统(故障安全系统)保持在期望位置。这种制动系统中可见大量的负载循环和颠倒的负载方向，因此必须设计成可例如通过使制动垫与轮毂6等无间隙来承受这些负载。

此外，俯仰系统可设有机械俯仰锁，以防故障制动并且用于驻车锁止。

为了总是能获知末端角(顶锥角)，可在该系统中设置传感器例如编码器或电线。传感器的反馈可告知计算机叶片5的位置以及可用于控制力和俯仰马达10中电场的动作的信息。

俯仰运动系列可包括下列步骤：

·风轮机控制器检测能量增长高于设定水平。

·使环形马达10俯仰到较高的末端角(朝向90度)。

·给转子磁体(如果是电的)和制动器供电，减轻制动力。

·定子11应用到绕线电枢12中向前运动的电磁场。

·转子12和定子11中的磁体20之间的磁通量形成部分11、12之间的切向力，该切向力拉动转子12旋转(俯仰力矩)。

·测量转子12和定子11间的极相角，并控制电流调节器以设定磁通量的正确强度。

·活动磁场的速度取决于相对于实际末端角(转子位置)和期望位置的偏差。

·当已经达到期望位置并且没有预期新位置时，使系统断电并且制动器弹簧将叶片5保持就位。当主动俯仰时—其中几乎没有休止，连续地对转子磁体(如果是电的)和制动器供电。

·通过翻转定子11的电磁场的动作方向来翻转俯仰方向。

由于机械传动装置间的间隙以及由于利用作用在轮毂边缘上的反作用将力直接传递到叶片，该系统没有后冲问题。

环形马达10的转子部分12和定子部分11之间的力很大，而这些部分11、12之间的间隙23很小(通常为0.5mm)。如果转子部分12未精确控制，则该转子12很容易碰撞定子部分11。直径越大，发生的可能越大。轮毂6也会在负载下扭曲到这样的程度，即，不能保证具有横跨轮毂6的直径的坚硬的转子部分12。因此，最佳马达为在定子11和转子12之间具有自身轴承24的薄区段/剖面马达10，但在本发明的范围内，也可使用现有的俯仰轴承7，以维持环形马达10的转子和定子部分11、12之间的间隙23。

在轮毂6中具有环形马达10的俯仰系统的重量约为每个叶片5是300kg，加上100kg的用于马达10的控制器。也就是说，轮毂6中的俯仰系统具有1吨的重量。在此之上，必须在引擎舱3中应用旋转变换器。

现有技术中已知的液力俯仰系统的重量为2吨，其中一半的重量来自轮毂6中的部件。

用于常规的三叶片5式风轮机1的电动俯仰系统需要下列部件：

-三个环形俯仰马达10

-三个行星齿轮单元17

-三个制动器卡钳(brake caliber)/制动盘

-三个备用电池组

-一个旋转电源连接器

-一个旋转通信连接器

-一个轮毂6控制器柜

-一组电缆

-三个位置编码器

俯仰马达10的需求如下：

-环形马达10在俯仰轴承7下方或紧邻俯仰轴承安放在轮毂6中

-环形马达10通过行星齿轮组17作用在叶片5上，该行星齿轮组的减速比在1:1至1:50之间，优选为1:1.5至1:20，最优选为1:2至1:10，例如为1:4或1:5

-最大叶片5速度为12度/秒

-常规2-3MW的三叶片风轮机上的最大叶片5转矩为60-100kNm

图4示出通过行星齿轮组17控制叶片5俯仰的环形马达10的横截面的俯视图。

在本发明的此实施例内，环形马达10的转子部分12的带齿部分13作为行星齿轮组17中的太阳轮16。转子部分12的齿与围绕太阳轮16均匀分布的十五个行星齿轮14啮合。在其它实施例内，行星齿轮组17可设有2-50个，优选3-30个，最优选4-25个行星齿轮14，例如8、12、16或24个。

行星齿轮14通过它们的行星齿轮轴18直接安装在叶片5(图4中未示出)上，行星齿轮14还与轮毂6的带齿部分15啮合。在其它实施例中，环形齿轮22也可以是刚性地附装到轮毂6的带有内齿的独立齿圈，同样，太阳轮16也可以是刚性地附装到环形马达10的转子部分12上的带有外齿的独立齿圈。

在本发明的优选实施例中，环形马达10与俯仰轴承7和叶片5的根部同心地安放，但在本发明的其它实施例中，环形马达10可以与俯仰轴承7、叶片5的根部之一或者二者同心地定位，以便例如有效地利用轮毂6内的有限空间。

所述系统还可用在其中需要使大直径负载旋转的其它连接中。这可例如为风轮机1的偏航机构、用于构造升降设备的旋转机构、用于轮船推进器的叶片的俯仰机构或者其它必须在较大的直径上传递较高力矩的场合。

图5示出包括两级行星齿轮14的行星齿轮组17的侧视图。

具有大的太阳轮16和环形齿轮22直径的行星齿轮组17不只具有仅高于2的减速比。为提高减速比并且仍然保持行星齿轮组17的优点，可使用具有两个不同齿轮直径D1、D2的行星齿轮14。行星齿轮14的较大直径D1与太阳轮16啮合，而行星齿轮的较小直径D2与环形齿轮22啮合。

可有利地使环形马达10处于最大的可能直径。马达转矩为直径的平方，并且与长度成比例。价格与长度和直径成比例。大直径是这种马达的优选特征。

最佳方案为，环形马达10的直径基本等于轮毂6或俯仰轴承7的内轮缘。该马达10必须连接齿轮以减小转矩以及马达10的横截面。具有大的环形齿轮22和太阳轮16直径的行星齿轮组17可具有行星齿轮14。如果行星齿轮14小并且数量多—例如为12个或更多，则每个行星齿轮上的负载小，并且包括太阳轮16、环形齿轮22和行星齿轮14的齿轮模块也可较小。具有小行星齿轮14的传统行星齿轮组17具有刚超过2的减速比。为提高减速比并且仍然保持行星齿轮组17的优点，可在行星齿轮14中结合两个不同的齿轮直径D1、D2，这种行星齿轮14可将行星齿轮组17的减速比分级以达到四或更大。

这种设计使马达转矩减小到叶片转矩的20％或25％。这也使环形马达10的成本降低三到四个数量级。行星齿轮17的成本与环形马达的成本相关联，这也是证明将行星齿轮组与环形马达结合用于使风轮机叶片俯仰的优点的一个参数。此外，也可使用开式齿轮解决方案。

图6示出包括两个行的俯仰轴承7的横截面，每行包括两列轴承滚珠。在轴承外圈9和轴承中心圈25之间设有两列相同直径的滚珠。在轴承中心圈25和轴承内圈8之间设有另外两列具有另外的共同直径的轴承滚珠。轴承内、外圈8、9刚性连接到轮毂6，而中心圈5刚性连接到叶片5的根部。

在本发明的此实施例内，行星齿轮14不是连接到俯仰轴承7，而是经由所连接的叶片凸缘26间接插入叶片5。在轴承内圈8的内表面上连接有内部带齿的环形齿轮，该环形齿轮用作行星齿轮组17中的环形齿轮22。

在本发明的其它实施例内，行星齿轮14可以—经由它们的行星齿轮轴18—直接连接到叶片5，或者，行星齿轮14可以以比较间接的方式刚性连接到叶片5，例如如图6所示的方式，或者通过连接到叶片5并覆盖叶片5的根部的所有孔的板(在此情况下可用作行星齿轮组17的行星架19)，通过连接到叶片5上或连接到俯仰轴承7的与叶片5相连的轴承圈8、9、25上的固定设备或配件。因此，行星齿轮14可以以多种方式连接到叶片5，例如在叶片用作行星齿轮组17的行星架的情况下直接连接，或者在行星齿轮14和叶片之间的其它部件用作行星架19的情况下比较间接地连接，或者以其它方式连接—只要确保行星齿轮14和叶片5基本刚性地连接即可。

图7示出三圈俯仰轴承7、环形马达10以及包括两级行星齿轮14的行星齿轮组17的侧视图。

图8示出行星齿轮14的安装实施例的侧视图。

在本发明的此实施例内，行星齿轮14通过柔性轴承27安装。在该实施例内，这些柔性轴承27不能使轴18旋转，而是只能用作允许行星齿轮14的角度和/或旋转轴线较小地移位的柔性装置。在本实施例中，行星齿轮14的旋转通过安放在行星齿轮14和轴18之间的行星齿轮轴承28实现。这些行星齿轮轴承28可优选为滑动轴承，但在其它实施例中，它们也可以是滚珠轴承、滚针轴承、滚柱轴承或其组合。

在本发明的另一实施例内，悬挂行星齿轮轴18的柔性轴承27可以与行星齿轮14中的球面轴承相结合，以确保行星齿轮14总是位于正确的位置和角度。也可通过利用球面轴承安装轴18、通过将柔性轴承27结合在行星齿轮14内或通过这两种方法进行误差补偿。

在本发明的范围内，也可通过多种其它方式使行星齿轮具有小的柔性度。行星齿轮14、环形齿轮22、太阳轮16、行星架19以及/或者行星齿轮轴28可由略具柔性的材料制成，太阳轮16和/或环形齿轮22可分成多个单独地并且柔性地安装的带齿的段，该系统可以以其它方式设置补偿装置，以补偿部件5、6、13、14、15、16、18、19、22的任何误差，补偿部件5、6、13、14、15、16、18、19、22之间的任何误差，或者补偿部件5、6、13、14、15、16、18、19、22的微小扭曲。

上面已经参照环形马达10、行星齿轮组17及其使用的特定示例举例说明了本发明。但是，应当理解，本发明并不局限于上文所述的具体示例，而是可在权利要求限定的本发明的范围内进行各种变型和修改。

附图标记列表

1       风轮机

2       塔架

3       引擎舱

4       转子

5       叶片

6       塔架区段

7       俯仰轴承

8       轴承内圈

9       轴承外圈

10      环形马达

11      环形马达的定子部分

12      环形马达的转子部分

13      转子齿

14      行星齿轮

15      轮毂齿

16      太阳轮

17      行星齿轮组

18      行星齿轮轴

19      行星架

20      永磁体

21      绕线电枢

22      环形齿轮

23      间隙

24      马达轴承

25      轴承中心圈

26      叶片凸缘

27      柔性轴承

28     行星齿轮

D1     第一行星齿轮直径

D2     第二行星齿轮直径

Claims (14)

1.一种风轮机转子(4)，包括

至少一个叶片(5)，以及

至少一个俯仰机构，该俯仰机构包括环形马达(10)，以用于控制所述至少一个叶片(5)，

其特征在于，

所述环形马达(10)通过行星型齿轮装置(17)控制所述叶片(5)。

2.根据权利要求1的风轮机转子(4)，其特征在于，所述环形马达(10)相对于所述转子(4)的轮毂(6)控制所述叶片(5)的俯仰角。

3.根据权利要求1或2的风轮机转子(4)，其特征在于，所述齿轮装置(17)的环形齿轮(22)刚性地直接或间接安装到所述转子(4)的轮毂(6)。

4.根据前述权利要求之一的风轮机转子(4)，其特征在于，所述齿轮装置(17)包括多个行星齿轮(14)，例如八个以上的行星齿轮(14)。

5.根据权利要求4的风轮机转子(4)，其特征在于，所述多个行星齿轮(14)直接或间接安装在所述至少一个叶片(5)上。

6.根据权利要求4或5的风轮机转子(4)，其特征在于，所述多个行星齿轮(14)柔性安装。

7.根据权利要求4-6之一的风轮机转子(4)，其特征在于，所述多个行星齿轮(14)中的至少一个包括至少两个不同的齿轮级(D1，D2)，以用于改变所述行星型齿轮装置(17)的变速比。

8.根据前述权利要求之一的风轮机转子(4)，其特征在于，所述环形马达(10)的转子部分(12)包括所述齿轮装置(17)的太阳轮(16)。

9.根据权利要求8的风轮机转子(4)，其特征在于，所述齿轮装置(17)的所述太阳轮(16)一体地形成在所述环形马达(10)的所述转子部分(12)中。

10.根据前述权利要求之一的风轮机转子(4)，其特征在于，所述环形马达(10)包括至少一个马达轴承(24)，该马达轴承基本使所述环形马达(10)的转子部分(12)和定子部分(11)之间的间隙(23)固定。

11.根据前述权利要求之一的风轮机转子(4)，其特征在于，所述行星型齿轮装置(17)降低所述叶片(5)相对于所述环形马达(10)的转子部分(12)的转速。

12.一种旋转控制机构，包括

至少一个环形马达(10)，该环形马达用于控制至少一个第一部分相对于至少一个第二部分的旋转，

其特征在于，

所述环形马达(10)通过行星型齿轮装置(17)控制所述相对旋转。

13.一种用于控制风轮机转子(4)的至少一个叶片(5)的方法，所述方法包括下列步骤：

-通过环形马达(10)建立转矩，

-通过行星型齿轮装置(17)增大所述转矩，

-利用所述增大的转矩控制所述叶片(5)。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于，所述环形马达(10)控制所述叶片(5)相对于所述转子(4)的轮毂(6)的俯仰角。

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