CN105889451B - 导叶可调式变矩器调节的变速输入恒速输出发电调速系统 - Google Patents

导叶可调式变矩器调节的变速输入恒速输出发电调速系统 Download PDF

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Abstract

一种导叶可调式液力变矩器调节的变速输入恒速输出发电调速系统,能源收集装置输出轴经单向轴承与变速输入恒速输出装置输入轴连接;与系杆固定的行星轮系Ⅱ的中心轮Ⅱ连接的调速轴经联轴器Ⅰ与导叶可调式液力变矩器的涡轮轴输出法兰连接,与行星轮系Ⅰ的中心轮Ⅰ连接的输出轴经联轴器Ⅱ与泵轮轴左端连接;28片导轮叶片圆周向均布插入导轮腔内,根据能源收集装置输出转速调节步进电机转动依此带动小齿轮、大齿轮、齿轮轴带动导轮叶片摆动倾斜,改变流道内液体流量从而改变涡轮轴转速,保证泵轮转速恒定;泵轮右端通过联轴器Ⅲ与恒速发电机连接。本发明具有调节稳固,自动控制,变速输入恒速输出发电的优点。

Description

导叶可调式变矩器调节的变速输入恒速输出发电调速系统
技术领域
[0001] 本发明技术主要涉及液力传动和发电技术领域,尤其是涉及一种导叶可调式变矩 器调节的变速输入恒速输出发电调速系统。
背景技术
[0002] 风力发电机组输出转速、输出功率恒定,这是目前大功率并网型风力发电机组的 重要技术保障之一。随着风电产业的飞速发展,风电机组正向大容量、高效率、高可靠性方 向发展,风电机组单机容量不断增大,体积也将越来越大,为了能让机组的反应速度及时跟 上风速的变化,引入了变频器来控制发电机转子电流以调节转速。这就使得风电机组的制 造成本增加,继而出现了可靠性降低、寿命变短的问题。目前,主要通过两种途径解决变速 输入、恒速输出这一问题。一是调节风轮叶片,有变桨矩和调节风轮叶片角度的方法,这一 方法主要应用于水平轴风力机,通过偏航装置控制桨矩的变化来实现。二是改变运动的传 动品质,可采用行星齿轮调速和液力变矩器调速两种途径,保证风轮转速随着风速的变化 使发电机转速恒定。其中,行星齿轮调速存在以下问题:行星齿轮调速传动链较长,使整个 传动系统的传动效率降低;行星齿轮调速在高转矩情况下,价格昂贵;行星齿轮调速因其运 动存在产生较大离心力的行星轮,在大、中功率风电机组中,其应用受到限制,不被行业认 可。利用液力变矩器与行星齿轮传动相配合的方式进行调速可以实现恒速输出,并且液力 变矩器具有噪声小、寿命长、有较宽的工作转速调节范围等特点。
[0003] 以液力机械调速装置为创新的新型传动方案,是满足并网型发电机组技术要求的 新型调速装置。实现了发电机组变速输入恒定转速输出的重要作用,弥补了当前国内风力 发电技术在该领域的空白,使我国风力发电技术向国际先进水平迈出了坚实的一步。
[0004]这一新型调速装置的液力传动部分由三部分组成:泵轮、涡轮、导轮,导轮叶片可 以通过控制系统来调节叶片的开度,改变液力变矩器循环圆中液流的运动状态,从而改变 液力变矩器的涡轮转速,通过调节恒速输入变速输出装置的定轴轮系的中心轮转速,保证 泵轮转速恒定,从而实现发电机组传动系统的变速输入恒速输出。
[0005]另外汽车重力发电,潮汐发电等也需要像风力发电一样的恒速调节装置。
发明内容
[0006]本发明的提出,目的是开发一种导叶可调式变矩器调节的变速输入恒速输出发电 调速系统,填补前国空白。
[0007]本发明的技术解决方案是这样现实的:
[0008] 一种导叶可调式液力变矩器调节的变速输入恒速输出发电调速系统,包括能源收 集装置、单向轴承、变速输入恒速输出装置、联轴器〗、联轴器n、导叶可调式液力变矩器、联 轴器m、恒速发电机,所述的能源收集装置的能源收集装置输出轴与单向轴承的内环键连 接,单向轴承的外环与联轴节大环键连接,联轴节小环与输入轴键连接;中心轮〖行星轮K 双内齿圈左端内齿圈组成行星轮系I,输入轴为系杆,双内齿圈右端内齿圈、中心轮n、行星 轮n组成行星轮系n,系杆固定,与中心轮n紧配合的调速轴通过联轴器i与涡轮轴输出法 兰连接,与中心轮I紧配合的输出轴通过联轴器n与泵轮轴左端连接;泵轮右端通过联轴器 m与恒速发电机输入轴连接;所述的导叶可调式液力变矩器由涡轮轴输出法兰、埋入轴承、 涡轮轴、涡轮轴承I、涡轮轴承n、泵轮轴、栗轮、中连体n、进油体、栗轮轴承n、滑动轴承 n、中连体I、涡轮、芯环、导轮、导轮叶片、齿轮轴、滑动轴承I、步进电机、小齿轮、大齿轮组 成,泵轮轴有两端轴伸,用螺钉与杲轮连接,由埋入轴承和泵轮轴承n支承,涡轮轴用螺钉 与涡轮连接,空套在泵轮轴上,由涡轮轴承I、涡轮轴承n支承,中连体I与中连体n用螺钉 连接,其特征在于所述的导轮用螺钉紧固在中连体n上,28片导轮叶片圆周向均布插入导 轮腔内,分别与28个齿轮轴的轴紧配合,28个齿轮轴的轴靠28个滑动轴承I支承在导轮上, 28个齿轮轴的齿轮与靠滑动轴承n支承在导轮上的大齿轮(621)外啮合,芯环紧固在导轮 内环上,进油体紧固在中连体n上,组成了液力变矩器工作液体的循环流道,步进电机紧固 在中连体n上,其轴上装有小齿轮,小齿轮与大齿轮外啮合;根据能源收集装置输出转速调 节步进电机转动依次带动小齿轮、大齿轮、齿轮轴转动,齿轮轴带动导轮叶片摆动倾斜,改 变流道内液体流量从而改变涡轮轴转速,保证泵轮转速恒定。
[0009]与现有技术相比较,本发明的优点是显而易见的,主要表现在:
[0010] 1、液力变矩器导轮叶片通过其上的轴转动,带动叶片摆动,导轮外环内环为一体 固定在变矩器体上。解决现有技术靠齿轮齿条啮合来承受液体冲击力受力不稳固的问题。 [0011] 2、用步进电机带动叶片摆动,容易自动控制。
[0012] 3、根据能源收集装置的变速输入转速,调节液力变矩器导轮叶片开度,改变涡轮 转速,从而调节变速输入恒速输出装置的定轴轮系的中心轮转速,保证泵轮轴以恒定转速 驱动发电机。
附图说明
[0013]本发明共有附图3幅。
[0014]图1是本发明结构示意主剖视图;
[0015]图2是变矩器导叶调节组件图;
[0016] 图3是图2的A-A剖视图。
[0017]图中,1、能源收集装置,11、能源收集装置输出轴,2、单向轴承,21、单向轴承,22、 联轴节,3、变速输入恒速输出装置,31、输入轴,32、中心轮1,33行星轮1,34、双内齿圈,35、 中心轮n,36、行星轮n,37、调速轴,38、输出轴,4、联轴器1,5、联轴器n,6、导叶可调式液 力变矩器,61、涡轮轴输出法兰,62、埋入轴承,63、涡轮轴,M、涡轮轴承1,65、祸轮轴承II, 66、泵轮轴,67、泵轮,6心中连体n,69、进油体,610、泵轮轴承n,6ii、滑动轴承n,612、中 连体1,613、涡轮,614、芯环,615、导轮,616、导轮叶片,617、齿轮轴,618、滑动轴承1,619、步 进电机,620、小齿轮,621、大齿轮,7、联轴器HI,8、恒速发电机,81、发电机输入轴。
具体实施方式
[0018]如图1、图2、图3所示的一种导叶可调式液力变矩器调节的变速输入恒速输出发电 调速系统,包括能源收集装置1、单向轴承2、变速输入恒速输出装置3、联轴器14、联轴器n 5、导叶可调式液力变矩器6、联轴器m7、恒速发电机8,所述的能源收集装置丨的能源收集装 置输出轴11与单向轴承21的内环键连接,单向轴承21的外环与联轴节22大环键连接,联轴 节22小环与输入轴31键连接;中心轮132行星轮133、双内齿圈34左端内齿圈组成行星轮系 I,输入轴31为系杆,双内齿圈34右端内齿圈、中心轮H 35、行星轮II36组成行星轮系n,系 杆固定,与中心轮1135紧配合的调速轴37通过联轴器14与涡轮轴输出法兰61连接,与中心 轮132紧配合的输出轴38通过联轴器115与栗轮轴66左端连接;栗轮67右端通过联轴器IE7 与恒速发电机输入轴连接;所述的导叶可调式液力变矩器6由涡轮轴输出法兰61、埋入轴承 62、涡轮轴63、涡轮轴承164、涡轮轴承II65、栗轮轴66、栗轮67、中连体II68、进油体69、泵轮 轴承11610、滑动轴承11611、中连体1612、涡轮613、芯环614、导轮615、导轮叶片616、齿轮轴 617、滑动轴承1618、步进电机619、小齿轮620、大齿轮621组成,栗轮轴66有两端轴伸,用螺 钉与泵轮67连接,由埋入轴承62和栗轮轴承II 610支承,涡轮轴63用螺钉与涡轮613连接,空 套在栗轮轴66上,由涡轮轴承164、涡轮轴承II 65支承,中连体1612与中连体II 68用螺钉连 接,导轮615用螺钉紧固在中连体1168上,28片导轮叶片616圆周向均布插入导轮615腔内, 分别与28个齿轮轴617的轴紧配合,28个齿轮轴617的轴靠28个滑动轴承1618支承在导轮 615上,28个齿轮轴617的齿轮与靠滑动轴承II611支承在导轮615上的大齿轮621外哨合,芯 环614紧固在导轮615内环上,进油体69紧固在中连体1168上,组成了液力变矩器工作液体 的循环流道,步进电机619紧固在中连体1168上,其轴上装有小齿轮620,小齿轮620与大齿 轮621外啮合;根据能源收集装置丨输出转速调节步进电机619转动依次带动小齿轮620、大 齿轮621、齿轮轴617转动,齿轮轴617带动导轮叶片616摆动倾斜,改变流道内液体流量从而 改变涡轮轴63转速,保证栗轮67转速恒定。

Claims (1)

1.一种导叶可调式液力变矩器调节的变速输入恒速输出发电调速系统,包括能源收集 装置(1)、单向轴承⑵、变速输入恒速输出装置⑶、联轴器I⑷、联轴器n (5)、导叶可调式 液力变矩器⑹、联轴器m (7)、恒速发电机⑻,所述的能源收集装置⑴的能源收集装置输 出轴(11)与单向轴承(21)的内环键连接,单向轴承(21)的外环与联轴节(22)大环键连接, 联轴节(22)小环与输入轴(31)键连接;中心轮I (32)行星轮I (33)、双内齿圈(34)左端内齿 圈组成行星轮系I,输入轴(31)为系杆,双内齿圈(34)右端内齿圈、中心轮II (35)、行星轮n (36)组成行星轮系n,系杆固定,与中心轮n (35)紧配合的调速轴(37)通过联轴器I (4)与 涡轮轴输出法兰(61)连接,与中心轮I (32)紧配合的输出轴(38)通过联轴器II (5)与栗轮轴 (66)左端连接;泵轮(67)右端通过联轴器m (7)与恒速发电机输入轴(81)连接;所述的导叶 可调式液力变矩器(6)由涡轮轴输出法兰(61)、埋入轴承(62)、涡轮轴(63)、涡轮轴承I (64) 、涡轮轴承II (65)、泵轮轴(66)、泵轮(67)、中连体II (68)、进油体(69)、栗轮轴承n (610)、滑动轴承II (611)、中连体I (612)、涡轮(613)、芯环(614)、导轮(615)、导轮叶片 (616)、齿轮轴(617)、滑动轴承I (618)、步进电机(619)、小齿轮(620)、大齿轮(621)组成,泵 轮轴(66)有两端轴伸,用螺钉与泵轮(67)连接,由埋入轴承(62)和栗轮轴承II (610)支承, 涡轮轴(63)用螺钉与涡轮(613)连接,空套在泵轮轴¢6)上,由涡轮轴承I (M)、涡轮轴承n (65) 支承,中连体I (612)与中连体II (6S)用螺钉连接,其特征在于所述的导轮(615)用螺钉 紧固在中连体II (68)上,28片导轮叶片¢16)圆周向均布插入导轮(615)腔内,分别与28个 齿轮轴(617)的轴紧配合,28个齿轮轴¢17)的轴靠28个滑动轴承I ¢18)支承在导轮糾5) 上,28个齿轮轴(617)的齿轮与靠滑动轴承n ¢11)支承在导轮¢15)上的大齿轮¢21)外啮 合,芯环(614)紧固在导轮¢15)内环上,进油体(69)紧固在中连体n (68)上,组成了液力变 矩器工作液体的循环流道,步进电机(619)紧固在中连体n (68)上,其轴上装有小齿轮 (620),小齿轮¢20)与大齿轮(621)外啮合;根据能源收集装置(1)输出转速调节步进电机 (619)转动依次带动小齿轮出2〇)、大齿轮(62丨)、齿轮轴(6丨7)转动,齿轮轴(6丨7)带动导轮 叶片(616)摆动倾斜,改变流道内液体流量从而改变涡轮轴(63)转速,保证栗轮(67)转速恒 定。
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