CN103133265A - 风力发电机组的增速装置及风力发电机组 - Google Patents

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金宝年
彭作明
万保库
张�成
张芹
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Abstract

本发明提供一种风力发电机组的增速装置及风力发电机组，其中，增速装置包括相互传动连接的平行轴齿轮传动机构和行星齿轮传动机构，所述平行轴齿轮传动机构的主动力输出轴与所述行星齿轮传动机构的从动力输入轴固定连接。上述方案其平行轴齿轮传动机构的主动力输入轴用于与风力发电机组中的叶轮轴连接，并承受叶轮轴传递的载荷，对于风力发电机组的增速装置来说，其承载能力由与叶轮轴相连的部分决定，在本发明中是平行轴齿轮传动机构与叶轮轴相连，由于平行轴齿轮传动机构的承载能力强于行星齿轮传动机构的承载，因此，提高了增速装置的承载能力，满足了风力发电机组向大型化、大功率方向发展的要求。

Description

风力发电机组的增速装置及风力发电机组
技术领域
本发明涉及风力发电设备结构技术，尤其涉及一种风力发电机组的增速装置及风力发电机组。
背景技术
风能作为一种清洁无污染的可再生能源，对其利用已越来越受到人们的重视。其中，将风能转化为电能便是风能利用的一种重要形式。风力发电机组是将风能转化为电能的发电设备。
海上是风能蕴藏较为充沛的地点，由于海上工况的特殊性，海上风力发电机组单机功率越来越大的趋势非常明显。
在风力发电机组中，在叶轮与发电机之间设置有齿轮增速装置，用以将叶轮输入的转速提高至发电机发电所需的转速。目前的齿轮增速装置一般为两级行星一级平行轴形式的增速箱或一级行星两级平行轴形式的增速箱。上述两种形式的增速箱均是采用行星齿轮传动机构在前，平行轴齿轮传动机构在后，即，行星齿轮传动机构的动力输入轴与叶轮轴连接、动力输出轴与平行轴齿轮传动机构的动力输入轴相连接，而平行轴齿轮传动机构的动力输出轴用于与发电机轴相连接。齿轮增速装置采用上述形式，随着发电机组单机功率的增大，叶轮叶片的增长，则齿轮增速装置所需承受的载荷也随之的急剧增加，但是，受齿圈加工能力的限制，上述结构形式的增速箱限制了风力发电机组向大型化、大功率方向发展。
发明内容
本发明提供一种风力发电机组的增速装置及风力发电机组，用以解决现有的增速箱限制风力发电机组向大型化、大功率方向发展的问题。
本发明提供的风力发电机组的增速装置，包括相互传动连接的平行轴齿轮传动机构和行星齿轮传动机构，所述平行轴齿轮传动机构的主动力输出轴与所述行星齿轮传动机构的从动力输入轴固定连接。
本发明还提供一种风力发电机组，包括叶轮、与叶轮固定连接的叶轮轴及发电机，还具有本发明实施例所提供的风力发电机组的增速装置，其中，风力发电机组的增速装置中的平行轴齿轮传动机构的主动力输入轴与所述叶轮轴连接、行星齿轮传动机构的从动力输出轴与所述发电机的转动轴连接。
本发明提供的风力发电机组的增速装置及风力发电机组，其平行轴齿轮传动机构的主动力输入轴用于与风力发电机组中的叶轮轴连接，并承受叶轮轴传递的载荷，因为，平行轴齿轮传动机构的承载能力更强、且加工难度小，因此，叶轮轴传递的转动首先通过平行轴齿轮传动机构提高转速、降低扭矩，以满足行星齿轮传动机构的承载要求后，再经行星齿轮传动机构继续增速，并使输出的转速满足高速发电机的发电要求。对于风力发电机组的增速装置来说，其承载能力由与叶轮轴相连的部分决定，在本发明中是平行轴齿轮传动机构与叶轮轴相连，由于平行轴齿轮传动机构的承载能力强于行星齿轮传动机构的承载，因此，提高了增速装置的承载能力，满足了风力发电机组向大型化、大功率方向发展的要求。
附图说明
图1为本发明风力发电机组的增速装置实施例的原理图。
具体实施方式
图1为本发明风力发电机组的增速装置实施例的原理图，如图1所示，本发明风力发电机组的增速装置的实施例，包括相互传动连接的平行轴齿轮传动机构1和行星齿轮传动机构2，平行轴齿轮传动机构1的主动力输出轴4与行星齿轮传动机构2的从动力输入轴11固定连接。
采用上述结构，其平行轴齿轮传动机构的主动力输入轴用于与风力发电机组中的叶轮轴连接，并承受叶轮轴传递的载荷，因为，平行轴齿轮传动机构的承载能力更强、且加工难度小，因此，叶轮轴传递的转动首先通过平行轴齿轮传动机构提高转速、降低扭矩，以满足行星齿轮传动机构的承载要求后，再经行星齿轮传动机构继续增速，并使输出的转速满足高速发电机的发电要求。对于风力发电机组的增速装置来说，其承载能力由与叶轮轴相连的部分决定，在本方案中是平行轴齿轮传动机构与叶轮轴相连，由于平行轴齿轮传动机构的承载能力强于行星齿轮传动机构的承载，因此，提高了增速装置的承载能力，满足了风力发电机组向大型化、大功率方向发展的要求。
基于上述实施例，具体地，该风力发电机组的增速装置包括固定连接于一体的一个平行轴齿轮箱7和两个行星齿轮箱8，其中，行星齿轮箱8的个数不仅仅限于两个，根据实际需要也可以设置多个。在平行轴齿轮箱7内转动安装有一根主动力输入轴6和两根主动力输出轴4，且主动力输入轴6与主动力输出轴4的轴线相互平行，此处平行轴齿轮箱7采用的是一级齿轮增速机构，当然，采用多级齿轮增速机构应同样归于本发明的保护范围之内。在主动力输入轴6上通过平键或过盈连接的方式固定安装有一个主动齿轮5，在主动力输出轴4上通过平键或过盈连接的方式固定连接有与主动齿轮5啮合的从动齿轮3，且主动齿轮5的节圆直径大于从动齿轮3的节圆直径，以实现增速降扭的作用，当然，主动力输出轴4与从动齿轮3也可以一体制作成齿轮轴。
在行星齿轮箱8内设置有行星齿轮传动机构2，行星齿轮传动机构2包括与行星齿轮箱8固定连接的齿圈10及与齿圈10同轴设置的从动力输入轴11和太阳轮13，从动力输入轴11及太阳轮13分别与行星齿轮箱8转动连接。从动力输入轴11的一端固定连接行星齿轮架9，在行星齿轮架9上转动连接行星轮12，行星轮12与齿圈10及太阳轮13啮合，且行星轮12的节圆直径大于太阳轮13的节圆直径，以进一步的增速降扭。其中，从动力输入轴11与主动力输出轴4同轴固定连接，当然，从动力输入轴11与主动力输出轴4也可以一体设置。
另外，还包括第二级行星齿轮传动机构，第二级行星齿轮传动机构包括与行星齿轮箱8固定连接的第二级齿圈14及与第二级齿圈14同轴设置的第二级从动力输入轴15和第二级太阳轮16，第二级从动力输入轴15及第二级太阳轮16分别与行星齿轮箱8转动连接。第二级从动力输入轴15的一端固定连接第二级行星齿轮架17，第二级行星齿轮架17上转动连接第二级行星轮18，第二级行星轮18与第二级齿圈14及第二级太阳轮16啮合，且，第二级行星轮18的节圆直径大于第二级太阳轮16的节圆直径，第二级从动力输入轴15与上述太阳轮13同轴设置，且与上述太阳轮13通过花键、鼓形齿等形式进行止旋配合。需要指出的是，上述结构是设置了两级行星齿轮传动机构，当然根据需要也可以设置多级行星齿轮传动机构，其中，此多级行星齿轮传动机构顺次串联，这里指的串联为前一级的行星齿轮传动机构的第二级从动力输出轴与后一级行星齿轮传动机构的第二级从动力输入轴同轴止旋连接。其中，每一级的行星齿轮传动机构的结构形式均可与第二级行星齿轮传动机构相同，另外，它们的传动比可以相同也可以不同，具体的传动比可根据实际需要确定。
另外，上述的齿圈10、主动齿轮5、从动齿轮3、太阳轮13、行星轮12、第二级太阳轮16和第二级行星轮18的齿为直齿、斜齿、人字齿和弧齿中的任一种。
基于上述实施例，本发明还提供一种风力发电机组，包括叶轮、与叶轮固定连接的叶轮轴及发电机，还具有上述实施例的风力发电机组的增速装置，该风力发电机组的增速装置的具体结构参见上述实施例，这里不再赘述。其中，风力发电机组的增速装置中的平行轴齿轮传动机构的主动力输入轴与所述叶轮轴连接、行星齿轮传动机构的从动力输出轴与所述发电机的转动轴连接。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种风力发电机组的增速装置，包括相互传动连接的平行轴齿轮传动机构和行星齿轮传动机构，其特征在于，所述平行轴齿轮传动机构的主动力输出轴与所述行星齿轮传动机构的从动力输入轴固定连接。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的增速装置，其特征在于，所述平行轴齿轮传动机构包括平行设置的主动力输入轴和所述主动力输出轴，所述主动力输入轴上固定连接有主动齿轮，所述主动力输出轴上固定连接有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮，所述主动齿轮的节圆直径大于所述从动齿轮的节圆直径。
3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组的增速装置，其特征在于，所述行星齿轮传动机构包括齿圈及与所述齿圈同轴设置的从动力输入轴和太阳轮，所述从动力输入轴的一端固定连接行星齿轮架，所述行星齿轮架上转动连接行星轮，所述行星轮与所述齿圈及所述太阳轮啮合，所述行星轮的节圆直径大于所述太阳轮的节圆直径。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组的增速装置，其特征在于，还包括第二级行星齿轮传动机构，所述第二级行星齿轮传动机构包括第二级齿圈及与所述第二级齿圈同轴设置的第二级从动力输入轴和第二级太阳轮，所述第二级从动力输入轴的一端固定连接第二级行星齿轮架，所述第二级行星齿轮架上转动连接第二级行星轮，所述第二级行星轮与所述第二级齿圈及所述第二级太阳轮啮合，所述第二级行星轮的节圆直径大于所述第二级太阳轮的节圆直径，所述第二级从动力输入轴与所述太阳轮同轴设置，且与所述太阳轮止旋配合。
5.一种风力发电机组，包括叶轮、与叶轮固定连接的叶轮轴及发电机，其特征在于，还具有权利要求1-4任一所述的风力发电机组的增速装置，所述风力发电机组的增速装置中的平行轴齿轮传动机构的主动力输入轴与所述叶轮轴连接、行星齿轮传动机构的从动力输出轴与所述发电机的转动轴连接。
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