CN101435413A - 用于风力发电机的齿轮传动系统 - Google Patents

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CN101435413A CNA2008102023962A CN200810202396A CN101435413A CN 101435413 A CN101435413 A CN 101435413A CN A2008102023962 A CNA2008102023962 A CN A2008102023962A CN 200810202396 A CN200810202396 A CN 200810202396A CN 101435413 A CN101435413 A CN 101435413A
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CN
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drive
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CNA2008102023962A
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张锁怀
张长友
陈舜青
张珂
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Shanghai Institute of Technology
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Shanghai Institute of Technology
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

本发明涉及一种用于风力发电机的齿轮传动系统，包括绕固定轴线旋转的太阳齿轮、由三个曲轴支撑后做平面运动的内齿轮、曲轴，构成少齿差行星齿轮传动。与传统少齿差行星齿轮传动不同的是，在该传动机构中，内齿轮为行星齿轮。风轮主轴与太阳齿轮的传动轴相连，发电机转子与支撑内齿轮的三个曲轴中的任意一个相连，构成偏置式风力发电机组增速传动装置。三个曲轴的输出端分别安装一个相同的外齿轮，三个外齿轮与另一个外齿轮同时啮合，结合点的相位差为120°，外齿轮通过传动轴、联轴器与发电机转子连接，构成同轴式风力发电机组增速传动装置。该系统可以缩短现有风力发电机组中传动链长度、简化齿轮箱结构，简化齿轮箱安装方式，降低成本。

Description

用于风力发电机的齿轮传动系统
技术领域
本发明涉及一种齿轮传动系统，尤其是一种风力发机上用的齿轮 传动系统。 背景技术
为了达到比较理想的叶尖速比，获取较大的风能，风力发电机组 的风轮转速相对较低。但是，为了满足发电机转速的要求，必须通过 一定的增速方式将叶轮的转速升高到发电机的工作转速。为了达到高
达30〜100的传动比要求，现有的风力发电机组一般采用齿轮箱、或 者齿轮升速装置。现有风力发电机组的齿轮箱多采用三级定轴齿轮传 动、或一级行星齿轮传动与二级定轴齿轮传动组合、或二级行星齿轮 传动与一级定轴齿轮传动组合的方式，导致齿轮箱结构复杂、质量大、 成本高、维护困难。 发明内容
本发明是要提供一种用于风力发电机的齿轮传动系统，该系统可 以縮短现有风力发电机组中传动链长度、简化齿轮箱结构，简化齿轮 箱安装方式，降低成本。
为实现上述目的，本发明的技术方案是： 一种用于风力发电机 的齿轮传动系统，包括绕固定轴线旋转的太阳齿轮、由三个曲轴支撑 后做平面运动的内齿轮、曲轴，构成少齿差行星齿轮传动机构，其特点是：内齿轮作为行星齿轮，风轮主轴与太阳齿轮的传动轴相连，发 电机转子与支撑内齿轮的三个曲轴中的任意一个相连，构成偏置式风 力发电机组增速传动装置。
内齿轮由三个按120。布置的曲轴支撑，其中，任意两个曲轴5与
内齿轮构成双曲柄机构。 三个曲轴的输出端分别安装一个相同的外齿轮，三个外齿轮与另
一个外齿轮同时啮合，结合点的相位差为120°，外齿轮通过传动轴、 联轴器与发电机转子连接，构成同轴式风力发电机组增速传动装置。
本发明的有益效果是：该结构布局方式具有功率分流的特点，三
个曲轴5所传递的功率是风力发电机功率的三分之一。因此，该系统
可以縮短现有风力发电机组中传动链长度、简化齿轮箱结构，简化齿
轮箱安装方式，降低成本。
附图说明
图1是本发明的传动装置示意图；
图2是内齿轮结构及其支撑方式示意图；
图3是发电机与主轴同轴布置方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。 如图1所示，绕固定轴线旋转的太阳齿轮3、由三个曲轴支撑后 做平面运动的内齿轮4、曲轴5构成少齿差行星齿轮传动。但是，行 星齿轮不是太阳齿轮3，而是内齿轮4。将风力发电机的叶轮1直接 安装在支撑太阳齿轮3的传动轴上，或者将叶轮1安装在独立的主轴上，然后，再通过联轴器2与太阳齿轮3的传动轴连接。曲轴5作为 输出轴，通过联轴器6与发电机7的转子连接。
如图2所示，内齿轮4采用三个按120。布置的曲轴5支撑，任意 两个曲轴5与内齿轮4构成双曲柄机构，在太阳齿轮3的驱动下，做 行星运动、或平面运动。三个曲轴5中的任意一个，都可以作为输出 轴，与发电机7的转子相连，传递动力。上述结构为一种偏置布局方 式，发电机转子轴线与风轮回转轴线不同轴，这种结构径向尺寸较大。
如图3所示，在三个曲轴5的输出端分别安装一个相同的外齿轮 9，三个外齿轮9与另一个外齿轮8同时保持啮合，啮合点的相位差 为120°,外齿轮8通过传动轴、联轴器6与发电机转子连接。安装外 齿轮8的传动轴与风轮回转轴线同轴，从而保证了发电机转子回转轴 线与风轮回转轴线同轴，这种结构径向尺寸较小。
与图l、图2所示的结构布局方式不同，图3所示的结构布局方
式不但使发电机转子的回转轴线与叶轮的回转轴线同轴，而且，桨叶 1获得的风能通过三个曲轴5分别传递到外齿轮9，再通过三个相位 差为120。的啮合点传递到外齿轮8、联轴器6，最终传递到发电机7， 因此，该结构布局方式具有功率分流的特点，三个曲轴5所传递的功 率是风力发电机功率的三分之一，而图1和图2所示的结构布局方式， 只有一个曲轴5传递功率，其他二个曲轴只起到支撑作用，没有传递 功率的功能， 一个曲轴5传递的功率等于风力发电机的功率，这将导 致曲轴5的结构尺寸增加。图3所示的结构布局方式，径向尺寸更紧 凑。根据风力发电机组的功率大小和结构要求，外齿轮8和外齿轮9
的传动比可以等于l，也可以不等于l，从而构成不同的传动比关系，
以补偿不同风力发电机组传动系统对传动比的要求。
设太阳齿轮3的齿数为a，内齿轮4的齿数为^，外齿轮8的齿
数为A，外齿轮9的齿1[为29， ^为发电机转子（高速端）的转速，
«£为风轮（低速端）的转速，则图l、图2所示齿轮传动装置具有如
下传动比关系-
图3所示的齿轮传动装置具有如下传动比关系-
—"// — Z3 29 W丄 z3 z8
就是风轮与发电机转子之间的速比。根据不同的风力发电机组
的性能要求，该传动比可以在几十到几百范围内变化。

Claims (3)

1. 一种用于风力发电机的齿轮传动系统，包括绕固定轴线旋转的太阳齿轮(3)、由三个曲轴支撑后做平面运动的内齿轮(4)、曲轴(5)，构成少齿差行星齿轮传动，其特征在于：所述内齿轮(4)作为行星齿轮，风轮主轴与太阳齿轮(3)的传动轴相连，发电机转子与支撑内齿轮(4)的三个曲轴(5)中的任意一个相连，构成偏置式风力发电机组传动装置。
2. 根据权利要求1所述的用于风力发电机的齿轮传动系统，其特征 在于：所述内齿轮（4)由三个按120。布置的曲轴（5)支撑，其中， 任意两个曲轴（5)与内齿轮（4)构成双曲柄机构。
3. 根据权利要求1所述的用于风力发电机的齿轮传动系统，其特征 在于：所述三个曲轴（5)的输出端分别安装一个相同的外齿轮（9)， 三个外齿轮（9)与另一个外齿轮（8)同时啮合，结合点的相位差为 120°，外齿轮（8)通过传动轴、联轴器（6)与发电机转子连接，构 成同轴式风力发电机组增速传动装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102013762A (zh) * 2010-12-23 2011-04-13 东方电气集团东方汽轮机有限公司 风力发电机组的变速恒频装置
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CN109059468A (zh) * 2018-06-14 2018-12-21 陈伟 一种利用空气能对物料烘干的设备

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C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090520

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)