CN111263855A - 风力涡轮机、旋转机以及防止对用于风力涡轮机的旋转机造成损坏的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于风力涡轮机的旋转机，包括：转子；以及壳体，该壳体用于容纳转子并由基部支撑以便构成旋转机的定子。壳体的至少一部分被构造成能够在等于或大于阈值扭矩值的旋转力被施加到转子时与转子一起旋转，同时允许相对于基部的相对旋转。
Description
技术领域
本公开涉及一种风力涡轮机、一种用于风力涡轮机的旋转机以及一种用于防止对用于风力涡轮机的旋转机造成损坏的方法。
背景技术
传统上，已知一种构造，在该构造中，在风力涡轮机的旋转部分处设置扭矩限制器以释放一定的负荷或更多负荷。例如，美国专利公开第2011/0140439号(以下称为专利文献1)公开了一种结构，在该结构中，在将用于将驱动力施加到横摆旋转的环齿轮的小齿轮与用于向小齿轮传递扭矩的横摆驱动轴之间设置有中空的锥形扭矩限制器。
然而，在专利文献1中，需要将扭矩限制器设置为具有高刚度，以便在正常操作时在小齿轮和驱动轴之间传递足够的设计扭矩，并且具有需要比平时更大的体积。此外，当小齿轮与环齿轮之间的齿轮比设定为低时，需要增加横摆驱动件的数量或尺寸。
此外，在齿轮箱中，与低速阶段相比，在高速阶段很可能发生齿溢出和粘连，但是在低速阶段(例如，小齿轮和驱动轴)也可能发生粘连。由于例如当在低速阶段发生粘连时或者在包括轴和齿轮的旋转系统(转子)与容纳它们的固定系统(定子)之间发生粘连时不可预见的事件，期望保护特别地机械强度相对较低并且需要大量人工进行更换和维护的零件。
发明内容
鉴于以上问题提出了本发明，并且本发明的至少一个实施例旨在保护旋转机在过载期间不受损坏。
(1)根据本发明的至少一个实施例，提供了一种用于风力涡轮机的旋转机，其包括：
转子
定子，所述定子由用于容纳转子的壳体构成；和
基部，所述基部支撑壳体，
其中，壳体的至少一部分被构造成当等于或大于阈值扭矩值的旋转力被施加到转子时在允许相对于基部相对旋转的同时能够与转子一起旋转。
在传统的扭矩限制器中，在旋转系统的元件和与其接触的旋转系统的元件(即，在旋转系统中)之间的扭矩传递被阻止，而在本公开所示的构造中，固定系统的一部分可以与旋转系统一起旋转。即，根据上述实施例的用于风力涡轮机的旋转机，可以在固定系统用作以预定阈值扭矩为边界的固定系统的情况与固定系统用作旋转系统的情况之间切换固定系统的一部分。
根据上述构造，在风力涡轮机正常运行时，当等于或大于阈值的扭矩作用在转子时，作为内部容纳旋转系统(诸如，转子等)的固定定子安装的壳体的至少一部分与转子一起旋转，同时允许相对于基部的相对旋转。即，在风力涡轮机正常运行时，由于壳体的至少一部分用作与基部一体的定子，因此可以确保容纳在其中的转子的平稳运行。另一方面，当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子时，壳体的至少一部分可以相对于基部旋转并且可以与转子一起旋转。因此，可以减轻过载时作用在旋转机上的负荷，并保护旋转机不受损坏。
另外，如上所述，通过在与以正常操作期间所施加的制动来保持接口的同时允许例如通常由螺栓和螺母紧固和固定的固定系统接口以等于或大于阈值的扭矩旋转，当在接合或固定旋转机内的齿轮或产生过大的扭矩时，无需操作人员采取措施或处理等措施，就可以充分保护旋转机及其周围元件。
(2)在一些实施例中，根据上述构造(1)，旋转机可以包括摩擦接合元件，所述摩擦接合元件被设置在基部与壳体的至少一部分之间，其中，摩擦接合元件被构造成当等于或大于阈值扭矩值的旋转力被施加到转子时允许壳体的至少一部分相对于基部相对旋转。
根据以这种方式包括摩擦接合元件的构造，可以任意设定允许壳体相对于基部的相对旋转的阈值扭矩，使得可以适当地保护旋转机。
(3)在一些实施例中，根据上述构造(2)，摩擦接合元件可以包括摩擦垫，所述摩擦垫被设置在基部和壳体的至少一部分之间。
根据该构造，可以根据阈值扭矩通过将具有适当的摩擦系数、耐磨性、厚度等的摩擦材料处理成适合于壳体和基部之间的相对表面的形状以形成摩擦垫，可以以简单的构造来实现本公开的一些实施例中所示的效果。
(4)在一些实施例中，根据上述构造(2)，摩擦接合元件可以包括：第一楔构件，所述第一楔构件被设置在基部一侧处；以及第二楔构件，所述第二楔构件面对第一楔构件，并且被设置在壳体的所述至少一部分一侧处。
根据该构造，考虑到机舱和塔架中的工作空间、可维护性以及紧固工作的紧固方向，可以提高设计的自由度。
(5)在一些实施例中，根据以上构造(1)至(4)中的任一项，旋转机还可包括调节部，所述调节部被构造成调节阈值扭矩值。
利用该构造，可以在将旋转机结合到风力涡轮机中时或之后适当地调节阈值扭矩。由此，例如，即使在壳体与基部之间存在设计误差或组装误差的情况下，或者甚至当初始组装状态或阈值扭矩根据风力发电机使用状况或老化的劣化而改变时，也是如此。通过调节阈值扭矩调节部，可以适当地设定允许壳体的至少一部分相对于基部相对旋转的阈值扭矩。
(6)在一些实施例中，根据上述构造(5)，旋转机还可以包括摩擦接合元件，所述摩擦接合元件被设置在基部和壳体的至少一部分之间，其中，调节部构造成能够调节摩擦接合元件的摩擦紧固力。
通过采用这样的构造作为阈值扭矩调节器，采用能够通过摩擦接合元件调节摩擦接合力并且能够保持调节后的紧固力恒定的各种构件或装置。
(7)在一些实施例中，根据上述构造(1)，旋转机还可以包括离合器，所述离合器被设置在基部和壳体的至少一部分之间，其中，该离合器被构造成当等于或大于阈值扭矩值的旋转力被施加到转子时允许壳体的至少一部分相对于基部相对旋转。
根据此构造，通过被构造成当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子时允许壳体的至少一部分相对于基部相对旋转的离合器，可以获得与本发明的某些实施例相同的效果。
(8)在一些实施例中，根据上述构造(1)，旋转机还可以包括闩锁元件，所述闩锁元件被设置在基部和壳体的至少一部分之间，其中，闩锁元件被构造成当等于或大于阈值扭矩值的旋转力被施加到转子时允许壳体的至少一部分相对于基部相对旋转。
根据该构造，通过被构造成当等于或大于阈值扭矩的旋转力施加到转子时，允许壳体的至少一部分相对于基部相对旋转的闩锁元件，可以获得与本发明的某些实施例相同的效果。
(9)在一些实施例中，根据上述构造(1)至(8)中的任一项，旋转机还可包括电缆，所述电缆被设置在用于监视旋转机或旋转机的状态的传感器与基部一侧处的电缆连接端之间，并将传感器和电缆连接端连接，其中，电缆被构造成当壳体的至少一部分相对于基部相对旋转时，释放传感器和电缆连接端之间的连接状态。
根据该构造，当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子并且壳体的至少一部分相对于基部旋转时，传感器与电缆连接端之间的连接状态被取消。因此，在这种情况下，电缆由于相对旋转而导致诸如电缆的接线扭曲而被断开，被电缆牵拉的传感器和电缆连接端脱落，并且可以有效防止旋转机被损坏。另外，在恢复时，由于可以容易地重新连接电缆，因此可以提高可维护性。
(10)在一些实施例中，根据上述构造(1)至(8)中的任一项，旋转机还可以包括第一电缆和第二电缆，第一电缆和第二电缆分别被设置在用于监视旋转机或旋转机状态的传感器与位于基部一侧处的电缆连接端之间。滑环被设置在第一电缆和第二电缆之间。
根据该构造，当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子并且壳体的至少一部分相对于基部旋转时，即使传感器和电缆连接端之间的第一电缆和第二电缆被扭曲，滑环也可以吸收或消除扭曲并保持电气连接。因此，在这种情况下，由于相对旋转，第一电缆或第二电缆被诸如电缆之类的接线的扭曲切断，断开传感器和与电缆连接的电缆连接端的连接，使得可以有效地防止损坏旋转机。
(11)在一些实施例中，根据上述构造(1)至(10)中的任一项，旋转机可以是包括减速齿轮的电动机，该壳体包括覆盖减速齿轮的齿轮箱，并且至少齿轮箱可以被构造成当等于或大于阈值扭矩值的旋转力施加到转子时被允许相对于基部相对旋转。
这样，通过将旋转机应用于减速齿轮和电动机的组合，以使壳体的齿轮箱能够相对于基部相对旋转，包括电机和减速齿轮在内的许多驱动单元中的风力涡轮机的部件可以享受本公开中所示的有益效果。
(12)在一些实施例中，根据上述构造(1)至(11)中的任一项，旋转机可以是用于调节风力涡轮机的横摆角的横摆驱动件，并且该横摆驱动件可以包括：电动机；减速齿轮，所述减速齿轮被布置在电动机和用于横摆旋转的环齿轮之间；以及小齿轮，所述小齿轮被布置在减速齿轮和环齿轮之间并被连接到减速齿轮的输出轴。
根据如上所述的应用横摆驱动件作为旋转机的构造，在执行风力涡轮机的横摆旋转的横摆驱动件中，可以获得如本公开的一些实施例所示的作用和效果的益处。特别地，环齿轮(该环齿轮是旋转系统的组成元件中相对较大的构件)由于诸如淬火和回火之类的热处理中的尺寸等的限制而与其他构件相比机械强度往往趋于降低，并且其更换和维护需要大量的劳动。因此，如上所述，通过小齿轮与环齿轮啮合的横摆驱动件的壳体的至少一部分可以与诸如电动机和减速齿轮的转子一体地旋转，来自环齿轮的扭矩可以无论电动机在什么地方或减速齿轮发生咬合或粘连，都可以释放。因此，可以适当且有效地保护旋转机及其周围元件免受过载。
(13)在一些实施例中，根据上述构造(1)至(12)中的任一项，旋转机可以是用于调节风力涡轮机的横摆角的电动机或用于调节叶片桨距角的电动机、风力涡轮机的传动系部件装置或风力涡轮机的发电机中的任何一种。
也就是说，旋转机也可以应用于单个电动机，并且可以在电动机与电动机内部的转子和壳体之间享受本公开中所示的有益效果。此外，例如，在齿轮系构成装置和发电机中的增速齿轮中，可以保护这些旋转机在过载期间不受损坏。
(14)根据本发明的至少一个实施例，提供了一种风力涡轮机，所述风力涡轮机包括根据上述构造中的任一项的旋转机。
(15)根据本发明的至少一个实施例，提供了一种防止损坏风力涡轮机的旋转机的方法，该方法包括：当大于阈值的扭矩被施加到旋转机的转子时，释放在旋转机的壳体的至少一部分与安装有旋转机的基部之间的固定状态，使得允许壳体的至少一部分相对于基部相对旋转，并且壳体的至少一部分与转子一起旋转。
附图说明
图1是示出根据实施例的风力涡轮机的结构的示意图。
图2是示出根据一个实施例的用于风力涡轮机的旋转机的结构的示意性透视图。
图3是示出根据一个实施例的用于风力涡轮机的旋转机的结构的纵向截面图。
图4是示出根据另一个实施例的用于风力涡轮机的旋转机的结构的纵向截面图。
图5A是示出根据一个实施例的用于风力涡轮机的旋转机中的阈值扭矩调节单元(弹性构件和螺栓)的视图。
图5B是示出根据一个实施例的用于风力涡轮机的旋转机中的阈值扭矩调节单元(楔构件和螺栓)的图。
图6是表示一个实施例中的旋转机的接线状态的示意图。
图7是示出根据另一个实施例中的旋转机的接线状态的示意图。
图8是示出根据另一个实施例的用于风力涡轮机的旋转机的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的实施例。然而，意图是，除非特别指出，否则在实施例中描述的部件的尺寸、材料、形状、相对位置等应被解释为仅是示例性的，而不是对本发明范围的限制。
首先，将参照图1至图4描述根据本发明的至少一个实施例的用于风力涡轮机的旋转机的结构。用于发电风车的旋转机10是风力涡轮机1的组成装置，并且可以应用于安装在陆地或海上的风力涡轮机1。
如图1所示，风力涡轮机1包括：风力涡轮机转子4，所述风力涡轮机转子4包括多个风力涡轮机叶片2以及轮毂3，风力涡轮机叶片2被附接至轮毂3；机舱7，所述机舱7经由包括主轴和主轴承的传动系部件装置5能够旋转地支撑转子4；发电机6，所述发电机6通过接收主轴的旋转力而被驱动；塔架8，所述塔架8支撑机舱7以便能够水平转动；以及平台9，在所述平台9上安装塔架8。风力涡轮机叶片2被构造成使得可以通过安装在轮毂3中的电动机50A的旋转来调节桨距角。当风力涡轮机1通过风力涡轮机叶片2接收风力时，转子4旋转，并且由被连接到转子4的发电机6产生电力。风力涡轮机1被构造成使得可以通过电动机50的旋转来调节风力涡轮机1的横摆角。
如非限制性地在图2至图4中所示，根据本发明的至少一个实施例的用于风力涡轮机的旋转机10包括转子14，壳体12容纳转子14，并被支撑在基部18上，以便构成旋转机10的定子16。
壳体12可以在其外表面上包括台阶或凸缘，并且可以被构造成使得壳体12的至少一部分面对基部18。
转子14被构造成能够相对于定子16旋转，并且被直接或间接地由定子16支撑而被驱动。转子14可以是主要有助于动力传递以驱动风力涡轮机1并通过旋转改变其位置的部分。在本公开中，可以应用于风力涡轮机1的各个部分的转子14也可以统称为旋转系统。
定子16可主要包括作为结构的风力涡轮机1的主体和固定至风力涡轮机1以支撑其他构成元件的部分。在本公开中，在某些情况下，可以应用于风力涡轮机1的各个部分的定子16也可以统称为固定系统。如上所述，壳体12可以由基部18支撑以构成定子16。
壳体12的至少一部分被构造成通过当等于或大于阈值扭矩的旋转力施加到转子14时允许相对于基部18相对旋转而能够与转子14一起旋转。
可以考虑以下因素来设置阈值扭矩：例如，防止损坏要保护的元件，在直接或间接向旋转机10或旋转机10的部件进行动力传递的机械元件中，机械强度低。
在传统的扭矩限制器中，旋转系统的一个元件和与其接触的旋转系统的一个元件(即在旋转系统中)之间的扭矩传递受到阻碍，而在本发明所示的结构中，固定系统的一部分可以与旋转系统一起旋转。即，根据上述实施例的风力涡轮机1的旋转机10，可以在固定系统用作以预定阈值扭矩为边界的固定系统的情况与固定系统用作旋转系统的情况之间切换固定系统的一部分。
根据上述构造，在风力发电机组正常运行时，当等于或大于阈值的扭矩作用在转子14上时，作为内部容纳旋转系统(诸如，转子14等)的固定定子16的壳体12的至少一部分与转子14一起旋转，同时允许相对于基部18的相对旋转。即，在风力涡轮机1正常运行时，由于壳体12的至少一部分用作与基部18一体的定子16，因此，可以确保容纳在其中的转子14的平稳运行。另一方面，当等于或大于阈值扭矩的旋转力施加到转子14时，壳体12的至少一部分可以相对于基部18旋转并且可以与转子14一起旋转。因此，可以减轻过载时作用在旋转机10上的负荷，并保护旋转机10不受损坏。
另外，通过在以正常操作过程中施加的制动来保持接口的同时允许固定系统接口(该接口通常通过螺栓和螺母紧固和固定)，例如，以等于或大于阈值的扭矩旋转，如上所述，当将齿轮接合或固定在旋转机10内或发生过大的扭矩时，无需操作人员采取措施或处理等措施，就可以充分保护旋转机10及其周围元件。
在一些实施例中，旋转机10可以是用于调节风力涡轮机1的横摆角的横摆驱动件10A。一个风力涡轮机1可以布置一个或多个横摆驱动件10A。在图2至图4中示出的非限制性的示例中，在一个风力涡轮机1中布置有多个(例如4至10个)横摆驱动件10A。每个横摆驱动件10A可以被构造成例如能够经由空心圆柱形支架13相对于基部18(机舱基部或基架)旋转。即，基部18可以包括托架13，该托架13相对于基部18相对旋转地支撑横摆驱动件10A。
横摆驱动件10A可以包括：电动机50；减速齿轮56，所述减速齿轮56被布置在电动机50和用于横摆旋转的环齿轮54之间；以及小齿轮52，所述小齿轮52被布置在减速齿轮56和环齿轮54之间并且被连接到作为减速齿轮56的输出轴的驱动轴58。即，横摆驱动件10A可以被构造成使得诸如风力负荷的外力经由环齿轮54、小齿轮52、减速齿轮56和电动机50的顺序起作用。
托架13可以被构造成在缸的轴向方向上在一端(例如，上端)13A的一侧处被固定到基部18，并且可以被构造成通过设置在另一端(例如，下端)13B上的凸缘13C能够旋转地支撑横摆驱动件10A的壳体12。凸缘13C可以是例如环形或弓形的内部凸缘(见图3和图4)。
电动机50被电连接至风力涡轮机1的控制器(未示出)和/或电源接线端，并且可以根据从控制器发送的控制信号和/或从电源接线端传输的电力旋转驱动。
减速齿轮56可以包括多级(多级)或无级变速机构，并且可以包括例如四至五个或更多个齿轮构件(例如，行星齿轮等)。
横摆驱动件10A中的转子14可以包括例如内转子，该内转子包括电动机50本身的输出轴，减速齿轮56被连接至电动机50的输出轴，驱动轴58(驱动轴58是横摆驱动件10A的输出轴)被连接至减速齿轮56，小齿轮52被联接至驱动轴58，并且与环齿轮54啮合以用于横摆旋转。
根据如上所述的构造，其中，横摆驱动件10A被用作旋转机10，在执行风力涡轮机1的横摆旋转的横摆驱动件10A中，可以获得本公开的一些实施例中示出的作用和效果的益处。特别地，环齿轮54(该环齿轮54是旋转系统的组成元件中相对较大的构件)由于诸如淬火和回火之类的热处理中的尺寸等的限制而与其他构件相比机械强度往往趋于降低，并且其更换和维护需要大量的劳动。因此，如上所述，要经由小齿轮52与环齿轮54啮合的横摆驱动件10A的壳体12的至少一部分可以与诸如电动机50和减速齿轮56的转子14一体地旋转，不管电动机50或减速齿轮56在何处发生咬合或粘连，都可以释放来自环齿轮54的扭矩。因此，可以适当且有效地保护旋转机10及其周围元件免受过载。
电动机50可以被布置在环齿轮54的下方。在这种情况下，减速齿轮56可以被布置在电动机50的上方，并且小齿轮52可以被布置在减速齿轮56的上方(见图2至图4)。此外，电动机50可以被布置在环齿轮54的上方，在这种情况下，减速齿轮56被布置在电动机50的下方，并且小齿轮52可以被布置在减速齿轮56的下方。此外，例如，当将横摆驱动件10A应用为旋转机10时的阈值扭矩可以被设定为可以防止环齿轮54损坏的值。
在一些实施例中，在以上构造中，旋转机10可包括设置在壳体12的至少一部分与基部18之间的摩擦接合元件20(见图3)。至少一个摩擦接合元件20可以被布置在壳体12的至少一部分和基部18彼此面对的位置处。
摩擦接合元件20的摩擦接合表面可以被布置在与车辆的盘式制动器等转子14(例如，诸如横摆齿轮之类的变速器)的旋转轴线正交的方向上(即，布置在盘状表面中)(例如，参见图3)。在这种情况下，摩擦接合元件20可以被布置在转子14的旋转轴线的轴向方向上的多个位置处，或者壳体12和基部18中的至少一个可以被布置成将摩擦接合元件20以夹心形状夹在中间。此外，摩擦接合元件20可以与车辆的鼓式制动器等(例如，参见图4)平行于转子14的旋转轴线(即，圆柱形表面布置)。此外，摩擦接合元件20可以形成为与壳体12和基部18的至少一部分的相对表面的形状匹配，并且例如可以是环形或弓形的。
摩擦接合元件20可以被构造成当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子14时允许壳体12的至少一部分相对于基部18相对旋转。在这样的摩擦接合元件20被适当地布置的情况下的阈值扭矩，壳体12、基部18、摩擦接合元件20中的每一个的材料，表面的摩擦系数以及将摩擦接合元件20夹在中间的紧固力可以被设定为任意值。例如，如上所述，可以采用静摩擦系数的值接近动摩擦系数的值的材料作为摩擦接合元件20。
例如，可以采用诸如金属类型、塑料类型、碳类型等用作车辆的制动片的材料作为摩擦接合元件20。
根据以这种方式包括摩擦接合元件20的构造，可以任意设定允许壳体12相对于基部18的相对旋转的阈值扭矩，使得可以适当地保护旋转机10。
在一些实施例中，在上述构造中，摩擦紧固元件20可以包括设置在基部18与壳体12的至少一部分之间的摩擦垫22(例如，参见图3和图4)。根据该构造，可以通过根据阈值扭矩将具有适当的摩擦系数、耐磨性、厚度等的摩擦材料加工成适合于壳体12和基部18之间的相对表面的形状以形成摩擦垫22，从而以简单的构造来实现本发明的实施例所示的效果。
在一些实施例中，以上构造可以进一步包括阈值扭矩调节器23，所述阈值扭矩调节器23被构造成调节阈值扭矩。使用此构造，在将旋转机10组装到风力涡轮机1中时或之后，可以适当地调节阈值扭矩。由此，例如，即使在壳体12与基部18之间存在设计误差或组装误差的情况下，或者甚至当初始组装状态或阈值扭矩根据风力涡轮机机1使用状况或劣化而改变时，也是如此。通过调节阈值扭矩调节部23，可以适当地设定允许壳体12的至少一部分相对于基部18相对旋转的阈值扭矩。
在一些实施例中，在以上构造中，阈值扭矩调节器23可以被构造成能够通过摩擦接合元件20调节摩擦接合力。
通过采用这样的构造，作为阈值扭矩调节器23，采用可以通过摩擦接合元件20调节摩擦接合力并且可以保持调节后的紧固力恒定的各种构件或装置。作为这样的构件或装置，例如，可以采用使用诸如弹簧(螺旋弹簧等)或橡胶的弹性构件24以及诸如螺栓25(参见图5A)的紧固元件的结构。在一些实施例中，通过在与壳体12和基部18的相对表面相交(例如，在图5A中正交)的方向上(即，在摩擦接合元件20的按压方向上)前进和缩回螺栓25，摩擦接合可以被构造成调节上述摩擦接合力。尽管未示出，但是可以采用包括电池和汽缸的液压系统、电磁螺线管、磁体等作为阈值扭矩调节器23。在采用液压系统的情况下，可以通过调节液压来实现调节摩擦接合力的功能。
在一些实施例中，在以上构造中，摩擦接合元件20包括设置在基部18的一侧上的第一楔构件26以及设置在壳体12的至少一部分的一侧上的第二楔构件27，所述第二楔构件27面对第一楔构件26(例如，参见图5B)。
第一楔构件26和第二楔构件27可被构造成具有锥形形状，其中相互接触的相对面相对于摩擦接合元件20的挤压方向倾斜，并且可以被构造成使得它们中的一个可以通过沿着倾斜面的滑动而相对于另一个倾斜，并且可以调节壳体12与基部18之间的紧固力。例如，通过使用作为图5B的非限制性示例示出的螺栓25等，在与壳体12和基部18的相对表面平行的方向上使第一楔构件26前进和缩回，摩擦接合元件20可以被构造成使得可以调节在与移动方向正交的方向上的压力(摩擦接合力)。
根据该构造，考虑到机舱7和塔架8中的操作空间、可维护性以及紧固操作的紧固方向，可以提高设计的自由度。
在一些实施例中，在以上构造中，旋转机10可以包括离合器(未示出)，该离合器被设置在基部18与壳体12的至少一部分之间，并且可以被构造成当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子14时允许壳体12的至少一部分相对于基部18(例如，见图6)相对旋转。
离合器可以包括例如使得能够在两个构件之间进行切换以在相对不可旋转状态和相对可旋转状态之间切换的所有机械元件。例如，离合器可以包括机械离合器，例如爪形离合器，两个构件的爪配合或摩擦离合器进入该爪形离合器中。
根据该构造，通过被构造成当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子14时允许壳体12的至少一部分相对于基部18相对旋转的离合器，可以获得与本发明的一些实施例相同的效果。
在一些实施例中，旋转机10可包括设置在基部18与壳体12的至少一部分之间的闩锁元件(未示出)。闩锁元件可被构造成当等于或大于阈值扭矩的旋转力施加到转子14时允许至少一部分相对于基部18相对旋转。
根据该构造，通过闩锁元件，该闩锁元件被构造成允许壳体12的至少一部分相对于基部18相对旋转。当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子14时，可以获得与本发明的某些实施例相同的效果。
在一些实施例中，旋转机10可以包括电缆40，该电缆40被设置在用于监视旋转机10或旋转机10的状态的传感器(或电源接线端)38和基部18的一侧上的电缆连接端46之间，并且旋转机10连接传感器38和电缆连接端46(例如，参见图6)。电缆40可以被构造成使得当电缆40相对于壳体12的至少一部分的基部18旋转时，传感器38与电缆连接端46之间的连接状态被释放。
传感器38可以是例如用于检测电动机的旋转角度和旋转速度的编码器等。
传感器38与电缆连接端46之间的连接例如可以使用压配合连接器等来实现。在这种情况下，传感器38和电缆连接端46可以以如下的状态连接，在该状态下，可以在没有锁定功能的情况下以大于一定值的拉力释放连接状态。此外，通过将电线等与电缆40分开地单独地连接到连接器主体，可以不向电缆40本身施加拉力，或者电缆40本身可以具有抗拉性。
根据该构造，当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子14并且壳体12的至少一部分相对于基部18旋转时，传感器38和电缆连接端46之间的连接状态被取消。因此，在这样的情况下，电缆40本身由于相对旋转而由于诸如电缆40之类的接线的扭曲而被断开，被电缆40拉动的传感器38和电缆连接端46脱落，并且旋转可以有效防止机器10损坏。此外，在恢复时，由于可以容易地重新连接电缆40，因此可以提高可维护性。
在其他实施例中，电缆40可以是以电或其他方式(例如，经由光纤的光等)传输电或信息，例如，控制信号或检测信号的电缆。
在某些实施例中，在上述构造中，旋转机10可以包括第一电缆42和第二电缆44，该第一电缆42和第二电缆44被设置在用于监视旋转机10或旋转机10的状态的传感器(或电源接线端)38和基部18的一侧上的电缆连接端46之间，并且滑环48被设置在第一电缆42和第二电缆44之间(例如，见图7)。
根据该构造，当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子14并且壳体12的至少一部分相对于基部18旋转时，即使传感器38和电缆连接端46之间的第一电缆42和第二电缆44被扭曲，滑环48也可以吸收或消除扭曲并保持电连接。因此，在第一电缆42或第二电缆44由于相对旋转而被诸如电缆40之类的接线的扭曲切断的情况下，传感器38和连接至电缆42、电缆44的电缆连接端46断开连接，使得可以有效地防止对旋转机10的损坏。
在一些实施例中，旋转机10可以是减速齿轮(例如减速齿轮56)和电动机(例如电动机50)的组合。在这种情况下，当等于或大于阈值扭矩的旋转力被施加到转子14(例如，见图8)时，至少壳体12的覆盖减速齿轮56的齿轮壳体12A(齿轮箱)被允许相对于基部18旋转。
这样，通过将旋转机10应用于减速齿轮56和电动机50的组合，以便使壳体12的齿轮壳体12A能够相对于基部18相对旋转，在包括电动机和减速齿轮的许多驱动单元中的风力涡轮机1的部件中，可以享受本公开中所示的有益效果。
在一些实施例中，在以上构造中，旋转机10包括用于调节风力涡轮机1的横摆角的电动机50、用于调节叶片桨距角的电动机50A、风力涡轮机1的传动系部件5和/或风力涡轮机1的发电机6。
也就是说，旋转机10也可以应用于单个电动机，并且可以在电动机与电动机50或电动机50A内部的转子和壳体之间享受本公开中所示的有益效果。此外，例如，在齿轮系构成装置5和发电机6中的增速齿轮中，可以保护这些旋转机10在过载期间不被损坏。
根据本发明的至少一个实施例的用于防止损坏风力涡轮机的旋转机的方法是一种防止损坏作为风力涡轮机1的组成装置的旋转机10的方法，该方法包括：当向旋转机10的转子14施加大于阈值的扭矩时，释放在旋转机10的壳体12的至少一部分与安装有旋转机10的基部18之间的固定状态，使得壳体12的至少一部分相对于基部18相对旋转，并且壳体的至少一部分与转子14一起旋转。
[工业适用性]
在风力涡轮机的旋转机、风力涡轮机以及防止其损坏的方法的领域中，本发明的至少一个实施例可以用于在过载的情况下保护旋转机不受损坏。
Claims (15)
1.一种用于风力涡轮机的旋转机，包括：
转子；
定子，所述定子由用于容纳所述转子的壳体构成；以及
基部，所述基部支撑所述壳体，
其中所述壳体的至少一部分被构造成当等于或大于阈值扭矩值的旋转力被施加到所述转子时，在允许相对于所述基部相对旋转的同时，能够与所述转子一起旋转。
2.根据权利要求1所述的用于风力涡轮机的旋转机，进一步包括
摩擦接合元件，所述摩擦接合元件被设置在所述基部和所述壳体的所述至少一部分之间，
其中所述摩擦接合元件被构造成当等于或大于所述阈值扭矩值的旋转力被施加到所述转子时允许所述壳体的所述至少一部分相对于所述基部相对旋转。
3.根据权利要求2所述的用于风力涡轮机的旋转机，
其中所述摩擦接合元件包括摩擦垫，所述摩擦垫被设置在所述基部和所述壳体的所述至少一部分之间。
4.根据权利要求2所述的用于风力涡轮机的旋转机，
其中所述摩擦接合元件包括
第一楔构件，所述第一楔构件被设置在所述基部一侧，以及
第二楔构件，所述第二楔构件面对所述第一楔构件并且被设置在所述壳体的所述至少一部分一侧。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于风力涡轮机的旋转机，进一步包括
调节部，所述调节部被构造成调节所述阈值扭矩值。
6.根据权利要求5所述的用于风力涡轮机的旋转机，进一步包括
摩擦接合元件，所述摩擦接合元件被设置在所述基部和所述壳体的所述至少一部分之间，
其中所述调节部被构造成能够调节所述摩擦接合元件的摩擦紧固力。
7.根据权利要求1所述的用于风力涡轮机的旋转机，进一步包括
离合器，所述离合器被设置在所述基部和所述壳体的所述至少一部分之间，
其中所述离合器被构造成当等于或大于所述阈值扭矩值的旋转力被施加到所述转子时允许所述壳体的所述至少一部分相对于所述基部相对旋转。
8.根据权利要求1所述的用于风力涡轮机的旋转机，进一步包括
闩锁元件，所述闩锁元件被设置在所述基部和所述壳体的所述至少一部分之间，
其中所述闩锁元件构造成当等于或大于所述阈值扭矩值的旋转力被施加到所述转子时允许所述壳体的所述至少一部分相对于所述基部相对旋转。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于风力涡轮机的旋转机，进一步包括
电缆，所述电缆被设置在用于监视所述旋转机或所述旋转机的状态的传感器和所述基部一侧的电缆连接端之间，并且所述电缆将所述传感器与所述电缆连接端连接，
其中所述电缆被构造成使得当所述壳体的所述至少一部分相对于所述基部相对旋转时，所述传感器和所述电缆连接端之间的连接状态被释放。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于风力涡轮机的旋转机，进一步包括
第一电缆和第二电缆，所述第一电缆和所述第二电缆均被设置在用于监视所述旋转机或所述旋转机的状态的传感器和所述基部一侧的电缆连接端之间；和
滑环，所述滑环被设置在所述第一电缆和所述第二电缆之间。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的用于风力涡轮机的旋转机，
其中所述旋转机是包括减速齿轮的电动机，
所述壳体包括覆盖所述减速齿轮的齿轮壳体，并且
至少所述齿轮壳体被构造成当等于或大于所述阈值扭矩值的旋转力被施加到所述转子时被允许相对于所述基部相对旋转。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的用于风力涡轮机的旋转机，
其中所述旋转机是用于调节所述风力涡轮机的横摆角的横摆驱动件，并且
所述横摆驱动件包括：
电动机；
减速齿轮，所述减速齿轮被布置在所述电动机和用于横摆旋转的环齿轮之间；和
小齿轮，所述小齿轮被布置在所述减速齿轮和所述环齿轮之间，并且被连接到所述减速齿轮的输出轴。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的用于风力涡轮机的旋转机，
其中所述旋转机是用于调节所述风力涡轮机的横摆角的电动机或用于调节叶片桨距角的电动机、所述风力涡轮机的传动系部件装置、或所述风力涡轮机的发电机中的任一种。
14.一种风力涡轮机，包括根据权利要求1至13中的任一项所述的旋转机。
15.一种用于防止用于风力涡轮机的旋转机被损坏的方法，包括：
当大于阈值的扭矩被施加到所述旋转机的转子时，释放在所述旋转机的壳体的至少一部分与安装有所述旋转机的基部之间的固定状态，使得允许所述壳体的所述至少一部分相对于所述基部相对旋转，并且所述壳体的所述至少一部分与所述转子一起旋转。
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