CN102483039B - 能量获取设备用的差速传动装置及运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能量获取设备用、尤其是风力发电设备用的差速传动装置，该差速传动装置具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中，一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与发电机(8)相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置(6)的电机相连接，其中，差速传动装置(3)的传动比可利用制动器(20)设定为1，并且所述发电机(8)能与电网(10)断开，当发电机(8)与电网(10)断开时，差速驱动装置(6)作为发电机运行。

Description

能量获取设备用的差速传动装置及运行方法
技术领域
本发明涉及一种能量获取设备用、尤其是风力发电设备用的差速传动装置，所述差速传动装置具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中，一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与一个能与电网相连接的发电机相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置的电机相连接。
本发明还涉及一种使能量获取设备用、尤其是风力发电设备用的差速传动装置运行的方法，所述差速传动装置具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中，一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与一个能与电网相连接的发电机相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置的电机相连接。
背景技术
风力发电站作为发电设备的重要性日益增大。由此，通过风来发电所占的百分比连续上升。这一方面也决定了新的电力质量标准，另一方面决定了采用还要更大的风力发电设备的趋势。同时也可看到朝向要求装机功率至少为5MW的设备尺寸的海上风力发电设备的趋势。由于用于海上范围内的风力发电设备的基础设施和保养或者说维护成本很高，因此设备的效率以及可用率特别重要。
所有设备均迫切需要可变的转子转速，一方面是为了提高部分负荷范围内的空气动力效率，另一方面是为了调节风力发电设备的传动系中的转矩。后者目的是结合转子叶片调整装置来调节转子的转速。目前投入使用的大部分风力发电设备通过采用与变频器相结合的所谓的双馈交流电机或同步发电机形式的可变转速发电机解决方案来满足这个要求。但是这些解决方案的缺点在于：(a)如果出现电网故障，风力发电设备的电性能仅有条件地满足电力供应企业的要求；(b)风力发电设备仅可利用变电站连接到中压电网上；以及(c)对于可变转速必需的变频器功率很大，并且因此是效率损失的原因。
这些问题可以通过采用他励式中压同步发电机来解决。但在这里需要采用替代解决方案来满足对风力发电设备传动系中的可变转子转速或转矩调节的要求。一种可能性是使用在恒定发电机转速下通过改变传动比而允许风力发电设备的可变转子转速的差速传动装置。
WO2004/109157A1阐述了一种复杂的、流体静力的“多路”方案，具有多个并行的差速级和多个能切换的离合器，因此可以在各个通路之间进行转换。采用所述的技术方案可以减小流体静力系统的功率以及损失。但是主要缺点是整个单元构造复杂。此外，在各个级之间进行转换也是在风力发电设备调节过程中的问题。
EP1283359A1阐述了一种具有电差速驱动装置的单级的差速传动装置，包括一个围绕输入轴同轴定位的且额定转速低和额定功率大(与可实现的转速范围相比)的专用交流电机。
已知实施方式的缺点一方面是差速驱动装置中的损失高，另一方面是在解决该问题的方案中机械构造或者专用电机构造复杂并且因此成本高。此外，在流体静力解决方案中，所采用的泵的使用寿命也是一个问题或者说在匹配极限环境条件时的高额花费是必需的。总之可确定，所选的额定转速范围要么对于极限负荷的调节而言太小，或者对于风力发电设备的最佳发电量而言太大。
发明内容
本发明的目的在于，尽可能避免上述缺点并且提供一种差速驱动装置，该差速驱动装置成本尽可能小、不仅保证最大能量收益、而且也保证风力发电设备的最佳调节。
该目的采用一种具有如下所述特征的差速传动装置解决。能量获取设备用、尤其是风力发电设备用的差速传动装置，具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中，一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与一个能与电网相连接的发电机相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置的电机相连接，其特征在于，所述差速传动装置的传动比能设定为1，并且所述发电机能与电网断开，当发电机与电网断开时，差速驱动装置作为发电机运行。
该目的还采用一种具有如下所述特征的方法解决。使能量获取设备用、尤其是风力发电设备用的差速传动装置运行的方法，所述差速传动装置具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与一个能与电网相连接的发电机相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置的电机相连接，其特征在于，从不仅发电机而且差速驱动装置与电网相连接的一个运行模式这样地切换到发电机与电网断开而差速驱动装置与电网相连接的另一个运行模式，即，首先将能量获取设备的功率调节到零，接着将发电机与电网断开，然后使差速驱动装置的转速达到发电机的转子轴的转速，接着将差速传动装置的传动比设定为1并且最终重新提高能量获取设备的功率。或者，使能量获取设备用、尤其是风力发电设备用的差速传动装置运行的方法，所述差速传动装置具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与一个能与电网相连接的发电机相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置的电机相连接，其特征在于，从发电机与电网断开、差速驱动装置与电网相连接并且差速传动装置的传动比设定为1的一个运行模式这样地切换到不仅发电机而且差速驱动装置与电网相连接的另一种运行模式，即，首先将能量获取设备的功率调节到零，接着取消将差速传动装置的传动比设定为1，然后利用差速驱动装置使发电机与电网同步，接着将发电机与电网相连接，并且最终重新提高能量获取设备的功率。
优选地，一个驱动装置能与另一个驱动装置或与从动装置以不可相对转动的方式相连接。
优选地，所述差速传动装置的小齿轮能与所述差速传动装置的行星架以不可相对转动的方式相连接。
优选地，所述差速传动装置的小齿轮能与所述差速传动装置的齿圈以不可相对转动的方式相连接。
优选地，所述差速传动装置的齿圈能与所述差速传动装置的行星架以不可相对转动的方式相连接。
优选地，不可相对转动的连接结构具有制动器或离合器。
优选地，不可相对转动的连接结构作为用来防止差速驱动装置和/或差速传动装置超速的装置。
优选地，行星架的行星齿轮能利用锁定装置锁定。
优选地，所述锁定装置是制动器或离合器。
优选地，所述锁定装置作为用来防止差速驱动装置和/或差速传动装置超速的装置。
优选地，所述差速传动装置是一个单级的行星齿轮传动装置。
优选地，所述差速传动装置是一个多级的传动装置。
优选地，主制动器作用于第一驱动装置。
优选地，电机能在去磁范围内运行，并且电机至少有时在至少为50％的去磁范围内运行。
通过设定差速传动装置的传动比，对于低的流动速度向下显著地扩大能量获取设备的转子的转速范围，因为差速驱动装置作为单独的发电机保持连接在电网上(主发电机与电网断开)，以便允许较低的转子转速并且因此相应地提高能量获取设备的年能量收益。
附图说明
以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。
图1对于按现有技术的一台5MW风力发电设备示出功率曲线、转子转速以及因此而得出的特性值，如叶尖速比和功率系数，
图2示出按现有技术的具有电差速驱动装置的差速传动装置的原理，
图3示出与差速级的输入轴同轴定位的交流电机的原理，
图4示出风力发电设备的转子上的转速比以及由此得出的用于差速驱动装置的最大输入转矩Mmax，
图5示例示出电差速驱动装置关于风速的转速比和功率比，
图6示出去磁范围为80％的电差速驱动装置在不同的年平均风速时对于不同额定转速范围的毛能量收益之差，
图7示出按照本发明的一种解决方案，在差速驱动装置与同步发电机的转子轴之间设有一个制动器，
图8示出用于按照本发明的差速传动装置实施方式的差速驱动装置与驱动轴的转速特性曲线，
图9示出差速传动装置的另一种实施方式，在与能量获取设备的驱动轴相连接的第一驱动装置和差速驱动装置之间设有一个制动器。
具体实施方式
风力发电设备的转子功率根据以下公式算出：
转子功率＝转子面积*功率系数*空气密度/2*风速3
其中，功率系数取决于风力发电设备的转子的叶尖速比(＝叶片尖端速度与风速之比)。风力发电设备的转子对于最佳的功率系数基于在开发过程中待确定的叶尖速比(大多为介于7和9之间的值)设计。出于此原因当风力发电设备在部分负荷范围内运行时必须调整相应小的转速，以便保证最佳的空气动力效率。
图1示出对于转子的规定的最大转速范围或最佳的叶尖速比为8.0至8.5的转子功率、转子转速、叶尖速比和功率系数的关系。从图中可看出，一旦叶尖速比偏离其最佳值8.0至8.5，功率系数就下降，并且根据上述公式转子功率按照转子的空气动力特性而减小。
图2示出风力发电设备的差速系统的可能的原理，该差速系统包括差速级3或11至13、一个适配传动级4和一个差速驱动装置6。风力发电设备的安装于用于主变速器2的驱动轴9上的转子1驱动主变速器2。主变速器2是一个3级的变速器，具有两个行星级和一个正齿轮级。由主变速器2通过差速级3的行星架12驱动的差速级3位于主变速器2和发电机8之间。发电机8(优选是他励式同步发电机，该同步发电机在需要时也可具有大于20kV的额定电压)连接于差速级3的齿圈13并且由该齿圈驱动。差速级3的小齿轮11与差速驱动装置6相连接。调节差速驱动装置6的转速，以便一方面在转子1的转速可变时保证发电机8的转速恒定不变，并且另一方面调节在风力发电设备的整个传动系中的转矩。为了提高差速驱动装置6的输入转速，在所示的情况下选择一种2级的差速传动装置，该差速传动装置在差速级3和差速驱动装置6之间设置一个正齿轮级形式的适配传动级4。差速级3和适配传动级4因此构成2级的差速传动装置。差速驱动装置是一通过变频器7和变压器5连接到电网10上的交流电机。
图3示出差速传动装置的另一种可能的实施方式。转子1驱动主变速器2，然后该主变速器通过行星架12驱动差速级11至13。发电机8与齿圈13相连接，并且小齿轮11与差速驱动装置6相连接。差速传动装置3为单级的，而差速驱动装置6不仅与主变速器2的从动轴同轴布置、而且与发电机8的驱动轴同轴布置。在发电机8中设有一个空心轴，该空心轴允许将差速驱动装置6定位在发电机8的背离差速传动装置的一侧上。因此，差速级优选是一个单独的连接在发电机8上的组件，该组件然后优选通过一离合器14和一主制动器15与主变速器2相连接。小齿轮11和差速驱动装置6之间的连接轴16优选在一种贯性矩特别小的、特别抗扭的实施方案中可以例如利用玻璃纤维和/或碳纤维构造成复合纤维空心轴。
用于差速传动装置的转速方程式为：
转速发电机＝x*转速转子+y*转速差速驱动装置，
其中，发电机转速是恒定的，并且因数x和y可由主变速器和差速传动装置的所选的传动比导出。转子上的转矩由存在的风力和转子的空气动力效率决定。转子轴上的转矩与差速驱动装置上的转矩之比是恒定的，因此可通过差速驱动装置调节传动系中的转矩。用于差速驱动装置的转矩方程式为：
转矩差速驱动装置＝转矩转子*y/x，
其中，大小因数y/x是用于差速驱动装置的所需设计转矩的尺度。
差速驱动装置的功率与转子转速及其基本转速(差速驱动装置的转速等于0时的转子转速)的百分比偏差乘以转子功率得到的积基本上成比例。据此，大的转速范围原则上要求差速驱动装置具有相应大的尺寸。
图4示例地对于不同的转速范围示出此情况。转子的-/+额定转速范围限定其与转子基本转速的百分比转速偏差，其可以在没有场削弱的情况下利用差速驱动装置的额定转速(-...电机模式或+...发电机模式)实现。在交流电机的情况下，差速驱动装置的额定转速(n)限定那个最大转速，在该最大转速时它可以持久地带来额定转矩(Mn)或额定功率(Pn)。
在额定功率范围内，风力发电设备的转子以介于极限nmax和nmin-maxP之间的平均转速nrated旋转，在部分负荷范围内在nrated和nmin之间旋转，在本示例中可以利用80％的去磁范围实现(这相当于为额定转速1.8倍的、差速驱动装置的最大转速)。在不减小负载的情况下可实现的、介于nmax和nmin-maxP之间的调节转速范围选择成相应大的，以便能够调整风暴。该转速范围的大小取决于风力或者风力发电设备的转子的惯性和变所谓的节距系统(转子叶片调整系统)的动态特性，并且通常约为-/+5％。在所示的示例中选用了-/+6％的调节转速范围，以便为了利用差速驱动装置控制极端暴风而具有相应的储备。在该调节转速范围内，风力发电设备必须产生额定功率，这意味着差速驱动装置在此承受最大转矩负荷。也就是说，转子的-/+额定转速范围必须至少大致同样大，因为只有在该范围内差速驱动装置才能提供其额定转矩。
在具有一个差速级的电动的和流体静力的差速驱动装置中，将差速驱动装置的转速等于0时的转子转速称作基本转速。现在由于在小的转子转速范围时基本转速高于nmin-maxP，因此差速驱动装置必须能够在转速等于0时带来额定转矩。但差速驱动装置(无论是电动的还是流体静力的)在转速等于0时只能产生明显低于额定力矩的转矩，这只能通过在设计时的相应的超尺寸来补偿。据此，就本实施例而言得到在此意义上最佳的约为-/+14％的最小额定转速范围。
在图5中示例地看到用于具有-/+14％额定转速范围的差速级的转速或功率关系。发电机(优选他励式中压同步发电机)的转速由于连接在频率固定的电网上而是恒定的。为了能够相应良好地充分利用差速驱动装置，可使该驱动装置在基本转速小的范围内以电动机模式工作，而在基本转速大的范围内以发电机模式工作。这导致在电动机范围内将功率馈入到差速级中，而在发电机范围内从差速级获取功率。在电差速驱动装置的情况下，该功率优选从电网获取或者馈入该电网中。在液压式差速驱动装置的情况下，功率优选从发电机驱动轴获取或者提供给该发电机驱动轴。发电机功率与差速驱动装置功率之和得到为电差速驱动装置输入到电网之中的总功率。
图6示出具有电差速驱动装置的风力发电设备在不同的年均风速下的毛能量收益之差与风力发电设备转子额定转速范围相关的关系。毛能量收益基于风力发电设备转子的输出功率减去差速驱动装置(包括变频器)和差速传动装置的损失。
年均风速在此是在毂高度(相当于转子中心点)测得的风速的年平均值。10.0m/s、8.5m/s、7.5m/s和6.0m/s的最大年均风速相当于所谓的IEC类型等级1、2、3和4。按照标准，假设将雷利(Rayleigh)分布作为统计频率分布。
-/+6％的额定转速范围是基于本示例的基础，其在配有差速驱动装置的风力发电设备的额定转速范围内由于最小所需的调节转速范围而是必需的，其中，额定转速范围指的是那个可以利用差速驱动装置的额定转速实现的转子转速范围。此外，假设去磁范围比差速驱动装置的额定转速高出达80％。从图中不难看出，对于低的年均风速可在大约为-/+20％的额定转速范围时达到最佳值，并且扩大额定转速范围此外不再带来任何好处，因为较大的差速驱动装置抵消或者说超过较高的效率损失，较大的转速范围抵消或超过效率增益。该最佳值对于较高的年均风速朝向-/+15％额定转速范围移动。
图7示出差速传动装置的按照本发明的一种实施方式。给如在图3中描述的系统添加了一个旋转的制动器17，一旦该制动器被激活，该制动器就将差速驱动装置6的连接轴16以不可相对旋转的方式与同步发电机8的转子轴18连接。在所示的实施方案中，制动器17包括一个或多个与同步发电机8的转子轴18相连接的制动钳以及一个或多个与连接轴16相连接的制动盘。但制动钳同样也可以与连接轴16相连接，和制动盘可以与转子轴18相连接。
风力发电设备的转子例如具有-/+14％的额定转速范围，因此当差速传动装置3的固定传动比大约为-5时对于所示差速驱动装置得到额定转速为1075转/分。这在风力发电设备的典型运行(也就是说制动器17没有激活)并且差速驱动装置6以达80％的去磁范围运行时允许风力发电设备的转子的最小转速为8.3转/分(参考图4)。在接通风速为3m/s时，转子的叶尖速比由此约为19，功率系数约为0.12。但这意味着能量收益大大恶化——与大约为0.49的可能的最大功率系数相比。
现在如果仔细观察图5，则可看出当风速低于7m/s时，驱动轴16上的转速达到最大约为1000转/分，这大约是差速驱动装置的额定转速。这就是说，当驱动轴16和同步发电机8的转子轴18通过拉紧的制动器17以不可相对转动的方式连接时，就可以将差速驱动装置6作为发电机使用，该发电机借助变频器7和变压器5连接到电网10上，同时借助例如开关19将同步电机8与电网断开。
差速驱动装置优选是一种能结合变频器7实现对于应用特定大的转速范围(即从等于零的转速直至最大去磁范围——例如1.8倍的额定转速)的交流电机(例如典型的异步电机或者贯性特别小的永磁激励的同步电机)。因此这样地调整差速驱动装置的转速，使得能在风力发电设备的转子上实现最佳的叶尖速比。
图8示例示出两种运行模式的特性曲线，这些特性曲线在4.5m/s和5.5m/s的平均风速之间相互重叠(以两条垂直线表征的区域)。由于风速呈随机分布，该滞后是必需的，以便避免在两种运行模式之间持续地来回切换。这就是说，该滞后越大，就越不必频繁地从一种运行模式切换到另一运行模式。在此，通过差速驱动装置6的额定功率来限制“差速驱动装置6作为发电机”的运行模式。在“同步发电机8连在电网上”的运行模式时，通过所选的-/+额定转速范围或者通过差速驱动装置6的所选的去磁范围来限制转速范围。另一个优点是：在功率输出小的范围内差速驱动装置6的效率明显好于大多倍的同步发电机8的效率。
通过这种扩大风力发电设备的转子的转速范围，可以将风力发电设备的年能量收益提高了高达1.5％。此外，可以将风力发电设备的转子的-/+额定转速范围减小到在调节技术上必需的最小值，因为在“差速驱动装置6作为发电机”的运行模式下、在风速低时可以任意降低差速驱动装置6的转速，而基本不受限制。因此按最优成本减小差速驱动装置的尺寸。
在两种运行模式之间的切换过程可以按照以下所述进行。如果处于“差速驱动装置6作为发电机”的运行模式下并且由于平均风速升高而要切换到“同步发电机8连在电网上”的运行模式，则首先利用转子叶片调整装置将风力发电设备的功率调节到大约为零，并且在下一步骤中松开制动器17。接着利用差速驱动装置6使同步发电机8与电网同步。一旦完成该操作，就可以闭合开关19，由此同步发电机8连在电网上，随后风力发电设备可以重新进入生产运行模式。该过程仅持续几秒钟，并且因此不对风力发电设备的能量收益产生明显的损失。
如果处于“同步发电机8连在电网上”的运行模式下并且由于平均风速下降而要切换到第二个运行模式“差速驱动装置6作为发电机”，则同样首先利用转子叶片调整装置将风力发电设备的功率调节到大约为零。接着通过打开开关19将同步发电机8简单地与电网断开，然后使差速驱动装置6的转速大约达到同步发电机8的转子轴18的转速，接着激活制动器17。随后风力发电设备可以重新进入生产运行模式。或者，差速驱动装置6的简单的制动同样是可能的，但造成制动器17承受较高的负荷。
图9示出差速传动装置的一种可选的实施方式，其具有可松开的、不可相对转动的连接。给基本上与图2所述一样的系统完成一个制动器20，该制动器在小齿轮轴21与主变速器2的正齿轮级的和差速传动装置3的行星架12相连接的齿轮22之间。制动器20在所示的实施方案中包括一个或多个与齿轮22相连接的制动钳以及一个或多个与小齿轮轴21相连接的制动盘。这样产生与图7所示的用于在驱动轴16和同步发电机8的转子轴18之间的制动器17一样的效应。
也就是说，一旦一个差速传动装置的三个驱动装置和从动装置中的任意两个轴以不可相对转动的方式相互连接，该原理就发挥作用，从而差速传动装置3的传动比等于1。当然也可以想到各种其它的解决方案，利用该解决方案能锁止差速传动装置3，从而可以将其传动比设定为1，例如利用行星架12的至少一个锁定的行星齿轮。
代替上述的用于以不可转动方式将一个差速传动装置的三个驱动装置和从动装置的任意两个轴相连接的制动器，例如也可以使用各种类型的离合器(例如膜片离合器或牙嵌离合器)，其中当例如使用牙嵌离合器时要以不可相对转动的方式连接的轴的同步比利用例如制动器或膜片离合器时比较复杂。
此外，在设计差速驱动装置时还要考虑其它一些重要的特殊情况。例如通过转子转速与在差速驱动装置上的转速之比恒定不变，差速驱动装置的失灵可能引起严重的损坏。一个例子是差速驱动装置在风力发电设备的额定运行时失灵。同时传动系上的可传递的转矩变为零。在这种情况下，风力发电设备转子的转速例如由于转子叶片调整装置的快速调整而骤然减小并且发电机与电网断开。由于发电机的惯性比较大，该发电机仅缓慢地改变其转速。因此如果差速驱动装置不能在没有减速的情况下至少部分维持其转矩，则差速驱动装置的超速由此将不可避免。
鉴于这一原因，例如当使用流体静力式差速驱动装置时设有一种机械式制动器，当差速驱动装置失灵时，该制动器可防止有害于传动系的超速转速。为此目的，WO2004/109157A1公开了一种具有固定于壳体上的制动钳的机械式制动器，该制动器直接作用于发电机轴并且从而能相应地制动发电机。
同样也可以使用制动器17或20来避免有害的超速。差速驱动装置的这时所出现的最大转速便相当于风力发电设备转子的最大转速乘以主变速器2的传动比——这例如在按照图7所描述的示例中约为1500转/分。为了安全起见，制动器17或20可以构造成所谓的安全制动器(所谓的防故障的制动器)，也就是说它可以克服弹簧力打开并且由此在电力供应中断时自动激活。
但按照图7和图9的实施方案的区别主要在于利用主制动器15对风力发电设备的所谓紧急制动的作用。出发点在于，当激活主制动器15时通常高达2.5倍额定力矩的制动力矩起作用，该制动力矩将按照其减小的贯性矩分布地作用于转子、发电机和差速驱动装置上。这些当然与所构造的风力发电设备的质量比有关。作为真实的示例，假设在5MW风力发电设备以额定工况运时关于主制动器15将大约1900kgm2分配给转子1、将大约200kgm2分配给同步发电机8并将大约10kgm2分配给差速驱动装置6。也就是说，制动力矩的大部分(大约90％或者说2.2倍的转子额定力矩)作用于风力发电设备的转子轴。因为在按照图9所示的实施方案中差速驱动装置6位于主制动器15和转子1之间的转矩流中，所以按照转子1和差速驱动装置6之间恒定的转矩比，该差速驱动装置同样必须保持大约2.2倍的额定力矩。同理也适用于制动器20的设计力矩。
按照图7的实施方案的一个主要优点是：当主制动器15落入时，其制动力矩并不通过差速传动装置3作用于决定贯性矩的转子1。在这种情况下，只有大约9.5％的制动力矩作用于发电机8或者大约0.5％作用于差速驱动装置6。因此，通过按照图7所示的方式布置主制动器15、转子1和差速传动装置3，不需要通过差速驱动装置6的在运行中存在的转矩来产生制动器17的设计力矩。
由于用来限制差速驱动装置6的出现的最大转速的装置是必不可少的，因此通过所述的装置明显扩大转速范围并且从而显著提高年能量收益，而不引起附加费用。
上述的实施方式同样可以在类似的技术应用中实现。这主要涉及利用河流和洋流的水电站。对于该应用适用与对于风力发电设备相同的基本前提条件，即变化的流动速度。在这些情况下，驱动轴被由流动介质例如水所驱动的装置直接或间接驱动。驱动轴随后直接或间接驱动差速传动装置。

Claims (19)

1.能量获取设备用的差速传动装置，具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中，一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与一个能与电网(10)相连接的发电机(8)相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置(6)的电机相连接，其特征在于，所述差速传动装置(3)的传动比能设定为1，并且所述发电机(8)能与电网(10)断开，当发电机(8)与电网(10)断开时，差速驱动装置(6)作为发电机运行。
2.根据权利要求1所述的差速传动装置，其特征在于，一个驱动装置能与另一个驱动装置或与从动装置以不可相对转动的方式相连接。
3.根据权利要求2所述的差速传动装置，其特征在于，所述差速传动装置(3)的小齿轮(11)能与所述差速传动装置(3)的行星架(12)以不可相对转动的方式相连接。
4.根据权利要求2所述的差速传动装置，其特征在于，所述差速传动装置(3)的小齿轮(11)能与所述差速传动装置(3)的齿圈(13)以不可相对转动的方式相连接。
5.根据权利要求2所述的差速传动装置，其特征在于，所述差速传动装置(3)的齿圈(13)能与所述差速传动装置(3)的行星架(12)以不可相对转动的方式相连接。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的差速传动装置，其特征在于，不可相对转动的连接结构具有制动器(17，20)或离合器。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的差速传动装置，其特征在于，不可相对转动的连接结构作为用来防止差速驱动装置(6)和/或差速传动装置(3)超速的装置。
8.根据权利要求1所述的差速传动装置，其特征在于，行星架(12)的行星齿轮能利用锁定装置锁定。
9.根据权利要求8所述的差速传动装置，其特征在于，所述锁定装置是制动器或离合器。
10.根据权利要求8或9所述的差速传动装置，其特征在于，所述锁定装置作为用来防止差速驱动装置(6)和/或差速传动装置(3)超速的装置。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的差速传动装置，其特征在于，所述差速传动装置(3)是一个单级的行星齿轮传动装置。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的差速传动装置，其特征在于，所述差速传动装置(3)是一个多级的传动装置。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的差速传动装置，其特征在于，主制动器(15)作用于第一驱动装置。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的差速传动装置，其特征在于，所述差速传动装置用于风力发电设备。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的差速传动装置，其特征在于，电机能在去磁范围内运行，并且电机至少有时在至少为50％的去磁范围内运行。
16.使能量获取设备用的差速传动装置运行的方法，所述差速传动装置具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与一个能与电网(10)相连接的发电机(8)相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置(6)的电机相连接，其特征在于，从不仅发电机(8)而且差速驱动装置(6)与电网(10)相连接的一个运行模式这样地切换到发电机(8)与电网(10)断开而差速驱动装置(6)与电网(10)相连接的另一个运行模式，即，首先将能量获取设备的功率调节到零，接着将发电机(8)与电网断开，然后使差速驱动装置(6)的转速达到发电机(8)的转子轴(18)的转速，接着将差速传动装置(3)的传动比设定为1并且最终重新提高能量获取设备的功率。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述差速传动装置用于风力发电设备。
18.使能量获取设备用的差速传动装置运行的方法，所述差速传动装置具有驱动装置和从动装置，所述驱动装置和从动装置共三个，其中一个第一驱动装置与能量获取设备的驱动轴相连接，一个从动装置与一个能与电网(10)相连接的发电机(8)相连接，并且一个第二驱动装置与一个作为差速驱动装置(6)的电机相连接，其特征在于，从发电机(8)与电网(10)断开、差速驱动装置(6)与电网(10)相连接并且差速传动装置(3)的传动比设定为1的一个运行模式这样地切换到不仅发电机(8)而且差速驱动装置(6)与电网(10)相连接的另一种运行模式，即，首先将能量获取设备的功率调节到零，接着取消将差速传动装置(3)的传动比设定为1，然后利用差速驱动装置(6)使发电机(8)与电网同步，接着将发电机(8)与电网(10)相连接，并且最终重新提高能量获取设备的功率。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述差速传动装置用于风力发电设备。
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