CN102562452B - 一种有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统 - Google Patents

一种有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统 Download PDF

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Abstract

一种有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统，包括叶片、轮毂内的变距摇杆机构、变距推杆和电动推杆，叶片与变距摇杆机构固定，变距摇杆机构动力输入端安装在变距推杆端部，电动推杆设有支架支撑，变距推杆与电动推杆固定，驱动电机连接变距电控系统，电动推杆设有输出轴，变距推杆外套装风机主轴，风机主轴套装有齿轮箱空心低速轴，风机主轴前端与轮毂固定，后端与齿轮箱空心低速轴胀紧，齿轮箱空心低速轴安装在增速齿轮箱内，增速齿轮箱输出轴与发电机相连，电动推杆输出轴端安装一齿轮副，齿轮副的输入齿轮固定在一辅助轴端部，辅助轴另一端安装有齿轮A，辅助轴中部设有电磁离合器，齿轮箱空心低速轴上固定有与齿轮A啮合的齿轮B。

Description

一种有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统
技术领域
本发明属于风力发电机组技术领域，特别涉及一种有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统。
背景技术
风力发电机的风轮主要有定桨距、变桨距两种形式，由于变桨距形式的风轮风能利用率较高，可控性较好，目前国内外大中型风力发电机组常采用三叶片同步变桨距的形式，常用的三叶片同步变桨距系统包括叶片、变距轴承、轮毂内的摇杆机构、电动或液压推杆、变距电控系统和变距电控系统后备电源，叶片变桨距时由变距电动推杆带动轮毂内的摇杆使三叶片同步变距。
在风电机组正常运行时，如遇突发情况，风电机组并网电网失电和备用电源失效（在无维护保养的情况下，备用电源的有效使用周期一般为1～3年）时或当风电机组控制系统和备用电源同时失效时，变桨距系统在失去动力电源的情况下无法执行收桨动作，风电机组叶片不能达到正常停机时的顺桨状态，风轮会继续运转，瞬时就会达到“飞车”失控状态，随着“飞车”失控状态的延续，将可能造成塔倒机毁的严重后果。
发明内容
为克服现有风电机组变桨距系统的缺陷与不足，本发明提供一种有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统，以解决机组失电、电控系统故障、后备电源失效等情况下无法完成收桨的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统，包括叶片、轮毂内的变距摇杆机构、变距推杆和电动推杆，叶片与变距摇杆机构固定连接，变距摇杆机构动力输入端安装在变距推杆端部，电动推杆由电动推杆支架固定支撑，电动推杆的驱动电机与推杆部分为一体式结构，变距推杆与电动推杆的推杆部分固定连接，驱动电机连接变距电控系统，驱动电机输出端连接一个涡轮蜗杆机构，涡轮蜗杆机构外侧连接一输出轴，变距推杆外套装风机主轴，风机主轴一侧外部套装有齿轮箱空心低速轴，风机主轴前端与轮毂固定连接，后端通过锁紧盘与齿轮箱空心低速轴胀紧，齿轮箱空心低速轴安装在一增速齿轮箱内，增速齿轮箱设有一高速输出轴，高速输出轴与发电机相连，所述电动推杆的输出轴轴端安装有有一个齿轮副，齿轮副的动力输入齿轮固定安装在一辅助轴端部，辅助轴另一端安装有齿轮A，辅助轴中部设有电磁离合器，齿轮箱空心低速轴对应位置固定安装有与齿轮A啮合的齿轮B。
所述齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ为伞齿轮，齿轮A、齿轮B为直齿轮。
所述电磁离合器为常闭牙嵌式电磁离合器。
系统正常工作时，常闭牙嵌式电磁离合器为断开状态，驱动电机驱动电动推杆旋转，电动推杆通过变距推杆带动轮毂内的变距摇杆机构动作，变距摇杆机构驱动叶片实现变桨距动作；当电网掉电后备电源不足时，常闭牙嵌式离合器掉电恢复至闭合状态，风轮旋转的惯性力通过风机主轴、齿轮箱空心低速轴传递给齿轮A，通过齿轮B与齿轮A的啮合传动后经常闭牙嵌式电磁离合器带动伞齿轮副运动，从而带动掉电的电动推杆实现收桨动作。
本发明的有益效果：该变桨距系统通过在推杆上设置离合式保护装置，变桨距电气控制系统失灵或后备电源失效时，可利用风轮旋转的惯性力经离合器带动变桨电动推杆使风轮叶片完成收桨动作，保障机组的安全，防止损坏故障。
附图说明
图1是本发明实施例的系统整体结构示意图；            
图中：1电动推杆，2变距推杆，3锁紧盘，4齿轮B，5增速齿轮箱，6变距摇杆机构，7齿轮A，8常闭牙嵌式电磁离合器，9伞齿轮副，10电动推杆支架，11叶片，12风机主轴，13齿轮箱空心低速轴，14辅助轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统，包括叶片11、轮毂内的变距摇杆机构6、变距推杆2和电动推杆1，变距摇杆机构6采用常规同步式风力发电机组变桨距系统的变距摇杆机构6，叶片11与变距摇杆机构6固定连接，变距摇杆机构6动力输入端安装在变距推杆2端部，电动推杆1由电动推杆支架10固定支撑，电动推杆1的驱动电机与推杆部分为一体式结构，变距推杆2与电动推杆1的推杆部分固定连接，驱动电机连接变距电控系统，驱动电机输出端连接一个涡轮蜗杆机构，涡轮蜗杆机构外侧连接一输出轴，变距推杆2外套装风机主轴12，风机主轴12一侧外部套装有齿轮箱空心低速轴13，风机主轴12前端与轮毂固定连接，后端通过锁紧盘3与齿轮箱空心低速轴13胀紧，齿轮箱空心低速轴13安装在一增速齿轮箱5内，增速齿轮箱5设有一高速输出轴，高速输出轴与发电机相连，所述电动推杆1的输出轴轴端安装有一个齿轮副，齿轮副的动力输入齿轮固定安装在一辅助轴14端部，辅助轴14另一端安装有齿轮A7，辅助轴14中部设有常闭牙嵌式电磁离合器8，齿轮箱空心低速轴13对应位置固定安装有与齿轮A7啮合的齿轮B4。
所述齿轮副9为伞齿轮副，齿轮A7、齿轮B4为直齿轮。
本发明的变桨距系统正常工作时，常闭牙嵌式电磁离合器8为断开状态，驱动电机驱动电动推杆1旋转，电动推杆1通过变距推杆2带动轮毂内的变距摇杆机构6动作，变距摇杆机构6驱动叶片11实现变桨距动作；当电网掉电后备电源不足时，常闭牙嵌式离合器掉电恢复至闭合状态，风轮旋转的惯性力通过风机主轴12、齿轮箱空心低速轴13传递给齿轮A7，通过齿轮B4与齿轮A7的啮合传动后经常闭牙嵌式电磁离合器8带动伞齿轮副9运动，从而带动掉电的电动推杆1继续运转，通过系统正常工作时的电动推杆1-变距推杆2-变距摇杆机构6-叶片11驱动链条实现收桨动作，保障机组的安全，防止损坏故障。 

Claims (1)

1.一种有保护功能的同步式变桨距风力发电机组变桨距系统，包括叶片、轮毂内的变距摇杆机构、变距推杆和电动推杆，叶片与变距摇杆机构固定连接，变距摇杆机构动力输入端安装在变距推杆端部，电动推杆由电动推杆支架固定支撑，电动推杆的驱动电机与推杆部分为一体式结构，变距推杆与电动推杆的推杆部分固定连接，驱动电机连接变距电控系统，驱动电机输出端连接一个涡轮蜗杆机构，涡轮蜗杆机构外侧连接一输出轴，变距推杆外套装风机主轴，风机主轴一侧外部套装有齿轮箱空心低速轴，风机主轴前端与轮毂固定连接，后端通过锁紧盘与齿轮箱空心低速轴胀紧，齿轮箱空心低速轴安装在一增速齿轮箱内，增速齿轮箱设有一高速输出轴，高速输出轴与发电机相连，其特征在于：所述电动推杆的输出轴轴端安装有一个齿轮副，齿轮副的动力输入齿轮固定安装在一辅助轴端部，辅助轴另一端安装有齿轮A，辅助轴中部设有电磁离合器，齿轮箱空心低速轴对应位置固定安装有与齿轮A啮合的齿轮B；所述齿轮副为伞齿轮副，齿轮A、齿轮B为直齿轮；所述电磁离合器为常闭牙嵌式电磁离合器。
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