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

用于风力发电机的齿轮传动系统 Download PDF

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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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generator
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
Original Assignee
Shanghai Institute of Technology
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed 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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind 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
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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)