CN112368494A - 行星传动装置、传动系、风力发电设施和工业应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种行星传动装置(10),其包括至少三个相继连接的传动级(20、30、40)。第一和第二传动级(20、30)在此被设计为行星级(19)。根据本发明,第三传动级(40)被设计为具有固定的传动装置组件(11)的行星级(19)。可选地,第三传动级(40)被设计为正齿轮级(21),并且继而与第四传动级(50)耦连,该第四传动级也被设计为正齿轮级(21)。本发明还涉及一种风力发电设施(70)的传动系(60),在其中安装有作为传动装置(66)的相应的行星传动装置(10)。本发明还涉及一种配备有相应的传动系(60)的风力发电设施(70)。本发明还涉及一种工业应用(80),其具有作为齿轮(66)的相应的行星传动装置(10)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有多个传动级的行星传动装置和一种用于风力发电设施的传动系,该传动系配备有相应的行星传动装置。本发明还涉及一种具有相应的传动系的风力发电设施。本发明还涉及配备有根据本发明的行星传动装置的工业应用。
背景技术
从文件号为EP 17152660.1的先前未公开的欧洲专利申请中已知一种用于风力发电设施的行星传动装置,其具有第一和第二传动级,其中,第二传动级与正齿轮级连接。
公开文献DE 10 2011 106 534 A1公开了一种用于风力发电设施的传动装置,该传动装置包括两个行星级,该两个行星级与综合齿轮箱连接。综合变速箱通过正齿轮级与发电机连接。
此外,从文献WO 2016/016645 A2中已知一种传动装置,其被设计用于驱动螺杆离心机。传动装置具有两个输入轴,这两个输入轴分别与不同的行星级连接。在第一行星级中容纳有级行星轮。输入轴中的一个设计为提供基本的驱动功率,另一输入轴设计为提供调节驱动功率。
WO 2009/016508 A2公开了一种用于风力发电设施的传动装置,其具有相继连接的两个行星级。相继连接的行星级通过正齿轮级与另一个行星级耦连。另一个行星级的太阳轴可以通过联轴器与辅助电机或辅助发电机连接。可以通过辅助电机或辅助发电机调节驱动主发电机的输出转速。
在传动技术中存在对于一种传动装置的需求,该传动装置适合于将较高的轴功率从输入轴传递到输出轴并且在此以期望的比例来改变转速和相应的扭矩。尤其地,更高的总传动比旨在获得更高的驱动功率。同时,还存在对简单经济地生产相应的传动装置的要求。还期望这种传动装置具有紧凑设计。这些目标尤其存在于风力发电设施技术和工业工厂的传动装置领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传动装置的,该传动装置在上述方面中的至少一个方面进行了改进。
所述目的通过根据本发明的行星传动装置实现。该行星传动装置包括至少三个彼此啮合的相继连接的传动级。通过相继的连接,所提供的驱动功率完全地被引导(即,无分支地)通过每个传动级。第一和第二传动级被设计为行星级,其中,每个行星级包括作为传动装置组件的空心轮、可旋转地容纳有行星轮的行星架、以及太阳轮。第二传动级直接布置在第一传动级与第三传动级之间。根据本发明,第二传动级与第三传动级耦连,第三传动级被设计为具有固定传动装置组件的行星级。
可选地,第三传动级也可以被设计为正齿轮级。如此被设计为正齿轮级的第三传动级又与同样设计为正齿轮级的第四传动级耦连。因此,所描述的行星传动装置的替代方案具有两个行星级和两个正齿轮级的相继连接。本发明尤其基于这样的认识,即,通过至少三个行星级或两个行星级与两个正齿轮级的相继连接可以实现总传动比的提高和扭矩密度的提高。同时,即使为提高驱动功率而设计时,相应的行星传动装置也非常紧凑。提高的总传动比又允许在风力发电设施中所使用发电机具有更少极对数。极对数越少,发电机越简单,越经济。尤其地,根据本发明的设计方案,对于尺寸相同的风力发电设施,可以使用仅具有四个极对的发电机,优选甚至具有仅两个极对的发电机。根据本发明的行星轮使得可以在保持相同尺寸的同时将更简单的发电机用于风力发电设施。同样地,根据本发明的传动装置提供了一种有利的方式,使得在改造过程中现有的风力发电设施更加经济。
另外,根据本发明,第一传动级和第二传动级的空心轮被设计为固定传动装置组件,因此相应的空心轮在运行期间不会绕行星轮的主轴线旋转。通常,空心轮是最重的传动装置组件,从而通过固定的空心轮减少了旋转质量,这又提高了行星轮的运行安静程度。在这种行星级中,仅通过相关的行星架或太阳轮来提供和输出驱动功率和输出功率。因此,这样的行星级能够以多种方式与相邻的传动级耦连。总体上,可以实现多个行星级或具有正齿轮级的行星轮组的简单、可靠且低噪声的组合。
在所要求保护的行星传动装置的一个设计方案中,其中第三传动级被设计成行星级,其被设计成与发电机直接耦连。在此,发电机优选具有三个或四个极对。直接耦连应理解为传递扭矩的连接,其中当前转速和当前扭矩保持不变,即不再有任何变速作用。在三个行星级以此方式相继连接时,行星传动装置的输入轴和输出轴设计为基本上同轴的,这节省了径向方向上的空间。此外,相应的行星传动装置具有20到200、优选40到120的总传动比。基于风力发电设施的常规转动件转速,这种转速允许使用两到四个极对的发电机。
可选地,第三传动级也可以与同样被设计为正齿轮级的第四传动级连接。相应的行星传动装置具有相继连接的三个行星级以及在它们后面连接的正齿轮级。在这种行星传动装置中,总传动比通过四个传动级的组合来实现,传动级各自具有降低的固定传动比(Standuebersetzung)。通过传动级的降低的固定传动比,在相同的待传输的驱动功率下,这些传动级承受在机械上较小的应力。这进而使得能够以节省空间的方式在径向上设计各个传动级,特别是第一和/或第二传动级,从而提供紧凑的行星传动装置。此外,在相同尺寸下可以实现更高的总传动比。详细地,相应的行星传动装置的总传动比为50至350,优选为100至220。要求保护的行星传动装置的总传动比越高,要驱动的发电机的极对的所需数量越少。优选地,要求保护的行星传动装置被设计为在第四传动级上直接与具有两个或三个极对的发电机耦连。
根据所描述的替代方案之一,可以在要求保护的行星传动装置中设置有被设计为正齿轮级的第四传动级。第四传动级在此与第三传动级连接,第三传动级也被设计为正齿轮级。在该替代方案中,要求保护的行星传动装置具有相继连接的两个行星级和两个正齿轮级。此外,第四传动级可以设计为与具有两个、三个、四个、八个或十六个极对的发电机直接耦连。行星传动装置提供了更高的总传动比,从而可以使用极数较少的发电机。这使得能够使用更简单且更具成本效益的发电机。行星传动装置在轴向方向上,即沿着行星传动装置的主旋转轴线节省了空间。另外,可以以简单且成本有效的方式生产正齿轮级。总体上,增加了配备有相应的行星传动装置的风力发电设施的传动系的经济性。
在要求保护的行星传动装置中,第一传动级可以具有五至十二个、优选七至十个行星轮。行星级中的行星轮数越多,可利用行星级实现的固定传动比就越小。同时,由输入的驱动功率产生的机械应力分布在提高数量的行星轮处和空心轮中的接触点处。这种更均匀的分布提供了在局部降低的机械应力,这又与增加的扭矩密度、增加的使用寿命和行星架的可靠性相关。因此,使用三个或四个传动级可以在降低第一传动级和/或第二传动级的固定传动比的同时实现总体上增加的总传动比,同时可以增加行星级(即第一和/或第二传动级)的可靠性。特别是在由三个相继连接的行星级组成的实施方式中有利的是,第一传动级具有至少七个、特别优选七个至十个行星轮。这样的第一传动级优选地与具有五至十二个、优选七至十个行星轮的第二传动级耦连。更优选地,行星轮可以设计为使得它们具有基本相同的尺寸,特别优选地,行星轮被设计为可相互替换的。这使得可以由相同的原始零件来制造用于第一和第二传动级的行星轮,这简化了行星传动装置的制造。当在第一和第二传动级中使用彼此可互换的行星轮时,可以使用相同的零件,这又可以进一步简化生产。这尤其基于令人惊讶的发现,即在各个传动级中选择相应数量的行星轮时,不仅扭矩密度增加,而且生产明显更容易且更经济。在这样的实施例中,第三传动级具有至少三个、优选地至少四个或五个行星轮。在各个传动级中使用相应数量的行星轮,可以在特定程度上实现所要求保护的行星传动装置的技术优势。尤其地,相应的行星传动装置允许以成本有效的方式在技术上至少等效的方式更换两级行星轮。此外,通过行星轮数的合适的选择,所要求保护的行星传动装置可设置为多种总传动比,这提供了一个大范围的可行的用途。
在所要求保护的行星传动装置的另一设计方案中,输入轴被设计成引入至少1500kNm的扭矩。这大约相当于额定功率为1.5MW的风力发电设施。输入轴优选地被设计成引入1500kNm至20000kNm的扭矩。当用于陆上风力发电设施中时,输入轴优选地被设计成引入1500kNm至10000kNm的扭矩。当被用于陆上风力发电设施中时,输入轴优选被设计成引入5000kNm至20000kNm的扭矩。这些值范围基本上对应于相应风力发电设施的额定功率范围。此外,要求保护的行星传动装置也适合于配备这样的输入轴,该输入轴被设计为将超过20000kNm的扭矩引入行星传动装置。由此,所要求保护的行星传动装置是可扩展的,并且还适用于将提供更高额定功率的未来的风力发电设施。所要求保护的行星传动装置尤其基于以下知识,即从具有约1500kNm扭矩的驱动功率开始,至少一个额外的传动级不仅提供了增加的总传动比,而且还提供了尤其在外径方面减小的或至少恒定的尺寸,同时更简单并且可以经济地生产。
在要求保护的行星传动装置的另一设计方案中,第一传动级可具有2.5至4.4的固定传动比。附加地或可选地,第二传动级可以具有2.5至6的固定传动比。优选地,第一和第二传动级的固定传动比基本上是相同的,从而使得第一和第二传动级的固定传动比相应地最小化。这减小了最大外径、行星传动装置的传动装置长度及其重量,这对于运输行星传动装置至关重要。因此,所要求保护的行星传动装置易于运输,这又允许在风力发电设施的制造中以提高的效率实现简单的组装。此外,通过相应的行星传动装置减小了风力发电设施的塔顶质量(Turmkopfmasse),从而可以例如通过更轻的塔架构造在风力发电设施上实现在结构上的进一步节省。
此外,在所述的行星传动装置中,第二传动级的行星架可以抗扭地与第一传动级的太阳轮连接。这种抗扭的连接可以通过在第二传动级的行星架的轮毂上和在第一传动级的太阳齿轮上的短齿部以简单的方式建立。这使得第一和第二传动级能够有利地相继连接。第一传动级和第二传动级之间的这种抗扭连接可以以简单的方式建立并且也可以快速安装。可选地或附加地,该连接也可以例如通过材料配合或形状配合而制成刚性的。
在所要求保护的行星轮中,第一和/或第三传动级的行星架可以被分别可旋转地容纳在轴承中,该轴承附接至壳体的壁。因此,被设计为行星级的传动级仅在壳体的一侧被支承。其他传动装置组件各自的位置由运行期间可用的驱动功率来设定,该驱动功率通过传动装置组件传递。由此,在运行过程中实现了自身调整的居中。尤其地,由于减少所用轴承的数量,机械约束条件的数量也减少了。例如,第二和第三传动级的行星架不需要径向轴承。相反,第二和第三传动级的行星架能只配备导向轴承,优选用于降低的扭矩范围。只有在使用斜齿部时,才需要在第二和第三传动级的行星架上使用轴向轴承。所使用的安装在壳体壁上的轴承可以设计为滚动轴承或滑动轴承。当使用滑动轴承时,减少了例如通过润滑剂通道来提供润滑剂所需的工作量,这又简化了行星传动装置的制造。此外,无论是滚动轴承还是滑动轴承,都大大减少了安装轴承的工作量。此外,减少了对精确制造的轴承座的需求,这进一步简化了行星传动装置的制造并且更具成本效益。
在要求保护的行星传动装置的另一实施例中,至少一个传动级被设计成将调节功率耦合到行星传动装置中。调节功率用于补偿波动的驱动功率,并确保所连接的发电机或机械应用尽可能稳定地运行。该调节功率由调节装置提供,其可以设计为电机、特别是电机-发电机。该电机允许从电动机运行快速切换到发电机运行,从而也可以提供驱动或制动扭矩。为此,在传动级连接到调节装置的情况下,每个传动装置组件都可以设计成可旋转的。例如,相应的传动级的空心轮能够以传递扭矩的方式连接至调节装置。此外,与调节装置连接的传动级可以是行星级。第三传动级优选地被设计为行星级,并且与调节装置耦连。在第三传动级中,存在以有利的简单方式允许对输送到发电机或机械应用上的输出功率进行精确控制的转速。借助于调节装置的调节在此应理解为同时影响闭环的调节回路和/或开环的调节回路、即控制。
所描述的目的也通过根据本发明的传动系来实现。该传动系被设计用于风力发电设施,并且包括可以连接到风力发电设施的转动件的转动件轴。传动系还包括连接至转动件轴以传递扭矩的传动装置。该传动系还具有发电机,该发电机也以扭矩传递的方式连接至传动装置。根据本发明,传动装置被设计为根据上述设计方案之一的行星传动装置。与现有技术中已知的解决方案相比,相应的传动系具有提高的性能,同时尺寸保持不变,也就是说,其被设计成将更高的驱动功率从风力发电设施的转动件传输到发电机。可选地,根据本发明的传动系与已知解决方案相比具有减小的尺寸,特别是传动装置上的减小的外径,而驱动功率保持不变。此外,传动系的发电机具有两到四个极对。这种发电机可以简单且成本低廉地生产。总体而言,这提高了传动系的成本效益。
所描述的目的也通过根据本发明的风力发电设施来实现。风力发电设施具有安装在吊舱上的转动件。转动件传递扭矩地与转动件轴连接,该转动件轴又被分配给风力发电设施的传动系。转动件的旋转通过转动件轴传递到传动系。要求保护的风力发电设施设计具有根据本发明的上述方面的传动系,并且还具有传动装置,该传动装置设计成根据所描述的设计方案之一的行星传动装置。由于所描述的传动系的技术优点,根据本发明的风力发电设施比已知的风力发电设施更强大、更紧凑且更具成本效益。
所述目的还通过根据本发明的工业应用来实现,该工业应用具有驱动装置,该驱动装置与传动装置传递扭矩地连接。该驱动装置可以被设计为例如电动机,内燃机或液压马达。传动装置被设计成将由驱动装置提供的驱动功率在转换转速和扭矩的情况下作为输出功率传输至机械应用。为此,在传动装置和机械应用之间建立了传递扭矩的连接。机械应用可以设计为粉碎机、立式粉碎机、制糖机、水泥粉碎机、碎石机、传送带、泵、辊压机、停机坪输送机、管磨机、回转窑、旋转机构、搅拌器、提升装置、垃圾压榨机或废料压榨机。根据本发明,根据概述的设计方案之一,工业应用中的传动装置被设计为行星传动装置。行星传动装置也能够以这样的方式连接到驱动装置和机械应用上,即,从驱动装置到机械应用的当前转速减小。在根据本发明的工业应用中,当前的扭矩密度增加了,这允许例如紧凑的设计。所要求保护的行星传动装置的技术优点以相应的方式转移到工业应用中。从技术上讲,如果将行星传动装置用于工业应用而不是用于风力发电设施,则机械应用实质上对应于发电机。风力发电设施的转动件在此对应于驱动装置。
附图说明
下面参考各个设计放哪描述本发明。各个设计方案的功能可以相互组合。只要附图中相同的附图标记也具有相同的技术含义,就应当将附图理解为是相互补充的。图中示出:
图1示出了要求保护的行星传动装置的第一设计方案的示意图;
图2示出了要求保护的行星传动装置的第二设计方案的示意图;
图3以剖视图示出了要求保护的行星传动装置的传动级的第一设计方案的示意图;
图4以剖视图示出了要求保护的行星传动装置的传动级的第二设计方案的示意图;
图5示出了具有要求保护的传动系的要求保护的风力发电设施的设计方案的截面斜视图;
图6示出了要求保护的传动系的设计方案的示意图;
图7示出了要求保护的工业应用的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出了要求保护的行星传动装置10的第一设计方案的结构,该行星传动装置尤其被设计用于未详细示出的风力发电设施70中。行星传动装置10具有第一、第二和第三传动级20、30、40,它们被设计为行星级19。设计为行星级19的传动级20、30、40分别具有多个传动装置组件11。在每个行星级19,传动装置组件11都包括:空心轮12;行星架14,其上可旋转地安装有多个行星轮16;以及太阳轮18。行星传动装置10具有输入轴22,当行星轮装置10在风力发电设施70中使用时,该输入轴能够与并未详细示出的转动件轴62连接,或者与转动件轴62一体形成。可以通过输入轴22将驱动功率25引入到行星传动装置10中。输入轴22设置有短齿部28,该短齿部与第一传动级20的行星架14的所谓的长轮毂24上的对应短齿部28啮合。在短齿部28的区域中,第一传动级20的行星架14可旋转地容纳在轴承27中,该轴承固定在壳体17的壁31上。轴承27在此设计为双列滚子轴承。驱动功率25经由短齿部28和第一传动级20的行星架14被引入到行星传动装置10中。第一传动级20的空心轮12抗扭地连接至壳体17,使得空心轮12在运行期间不会绕行星传动装置10的主轴线15旋转。各自可旋转地容纳在行星轮轴26上的行星轮16,啮合到第一传动级20的空心轮12中。第一传动级20具有大致为2.5至4.4的固定传动比33。
第一传动级20的行星轮16又与设有短齿部28的太阳轮18啮合。另外,第一传动级20的太阳齿轮16连接至第二传动级20的行星架14的长轮毂24。第二传动级的构造大致上类似于第一行星级。第一传动级20具有至少五个、优选六个或七个行星轮16,通过它们来影响第一传动级20的固定传动比33。第二传动级30具有至少四个、优选六个或七个行星轮16。与第一传动级20一样,行星轮16的数量也限定第二传动级30具有如何的固定传动比33。第二传动级30具有大致为2.5至6.0的固定传动比33。以与第一和第二行星级20、30相同的方式,第三传动级40连接在第二传动级30的后面。通过输入轴22引入到行星传动装置10中的驱动功率25因此在运行中从第一传动级20传递到第二传动级30,并且从那里传递到第三传动级40。第三传动级40也被设计为行星级19,并且具有行星架14,该行星架可旋转地容纳在轴承27中。轴承27被设计为双列滚子轴承,并且固定在壳体17的壁31上。此外,第三传动级50具有至少三个行星轮16、优选四个或五个行星轮16。三个传动级20、30、40仅在输入轴22和输出轴23一侧安装在壳体17上的两个轴承中。由此,减小了在运行期间作用在传动装置组件11上的机械约束条件。在运行期间,首先通过引入的驱动功率25和由此产生的力在传动装置组件11之间产生平衡状态。这样可以减少运行期间产生的噪音。
第三传动级40的太阳轮18还连接到第四传动级50,该第四传动级设计为正齿轮级21。正齿轮级21包括正齿轮51和相应的小齿轮52,并具有固定传动比33。正齿轮级21还具有输出轴23,来自行星传动装置10的输出功率29可被引导到该输出轴上。考虑到机械损耗,输出功率29基本上对应于驱动功率25。输出功率29的转速相对于驱动功率25的转速与总传动比35对应地有所提升,该总传动比又是由四个传动级20、30、40、50的固定传动比确定的。行星传动装置10的所实现的总传动比35如此设计,使得输出轴23可以直接与未详细示出的发电机64耦连,该在图1中未详细示出的发电机仅具有两个或三个极对67。由于第一、第二和第三传动级20、30、40的行星级19中具有对应数量的行星轮16,第一、第二和第三传动级20、30、40具有基本相同的外径42。由此,对于运输行星传动装置10起决定作用的最大外径43被最小化。在这种情况下,没有考虑固定到壳体17处的扭矩支撑件37的尺寸。
在图2中,示意性地示出了要求保护的行星传动装置10的第二设计方案的结构,该结构被设计用于未详细示出的风力发电设施70中。行星传动装置10具有第一和第二传动级20、30,它们分别设计为行星级19。每个行星架19具有多个传动装置组件11,传动装置组件各自尤其包括空心轮12、行星架14和太阳轮18。在行星架14中,在两个行星级19中的每一个中,分别在行星轮轴26上可旋转地容纳有多个行星轮16,这些行星轮与相关的空心轮12和相关的太阳轮18啮合。此外,行星传动装置10具有输入轴22,该输入轴可以与未详细示出的转动件轴62连接或者与其一体形成。输入轴22设置有短齿部28,该短齿部与所谓的长轮毂24上的对应短齿部28啮合。驱动功率25通过输入轴22被引入到第一传动级20中,即被引入到所属的行星架14中,并且被传递至第二传动级30。第一传动级20的行星架14可旋转地容纳在轴承27中,该轴承安装在壳体17的壁31上。轴承27设计为双列滚子轴承。第一传动级20的太阳轮18设有短齿部28,第二传动级30的行星架14的长轮毂24接合到该短齿部中。为此,行星架14在长轮毂24上配备有相应的短齿部28。第二传动级30的结构基本上类似于第一传动级20。第二传动级30的太阳轮18也经由太阳轴32耦连至第三传动级40。第三传动级40被设计为正齿轮级21,并且作为传动装置组件11具有与小齿轮52啮合的正齿轮51。第三传动级40的小齿轮52也属于第四传动级50,其也被设计为正齿轮级21。此外,第四传动级50具有与小齿轮52啮合的正齿轮51,小齿轮52又连接至行星传动装置10的输出轴23。第三和第四传动级40、50各具有一个固定传动比33,通过固定传动比进一步提高了第二传动级30的太阳轮18的转速。未详细示出的发电机64可以连接至传动装置的输出轴23,发电机有利地仅具有未在图1中详细示出的两个极对67。
输出功率29经由输出轴23被输出给发电机64,在考虑机械损耗的情况下,该输出功率基本上对应于驱动功率25。在输出功率29的情况下,根据总传动比35当前转速相对于驱动功率25有所提高。总传动比35是由联级、即四个传动级20、30、40、50的相继连接确定的。
此外,在图3中以横截面示出了被设计为行星级19的传动级20、30、40的第一设计方案。行星级19包括作为传动装置组件11的空心轮12,该空心轮与五个行星轮16啮合。为此,每个行星轮16可旋转地容纳在行星轮轴26上。每个行星轮轴26与行星架14连接。行星轮16绕未示出的行星传动装置10的主旋转轴线15旋转。行星轮16还与太阳轮18啮合,通过该太阳轮能够将驱动功率25以传递扭矩的方式进一步传输给相邻的传动级20、30、40。根据图3的行星级19可以用作行星传动装置10中的第一、第二或第三传动级20、30、40,并提供固定传动比33。
对应于图4,图3以横截面示出了行星级19的第二设计方案,该行星级可以用作第一、第二或第三传动级20、30、40。在图3和图4中,相同的附图标记具有相同的技术含义。与图3不同,图4中的行星级19具有七个行星轮16。图3和图4中的行星轮16具有基本相同的尺寸,并且可以由相同的毛坯制成。这大大简化了相关行星传动装置10的制造。另外,行星轮16中的机械应力分布在空心轮12上的对应数量的接触点上。行星轮16的数量越多,机械应力的分布越均匀。
在图5中,以局部斜视图示出了根据本发明的风力发电设施70的设计方案。风力发电设施70包括转动件63,可以通过风使该转动件开始旋转。转动件63经由转动件轴62以传递扭矩的方式连接至传动装置66。传动装置66又传递扭矩地连接至发电机64。转动件轴62、传动装置66和发电机64属于传动组60,该传动组容纳在风力发电设施70的吊舱65中。发电机64具有两个、三个或四个极对。传动装置66是根据上述设计方案之一设计的。适当设计的传动装置66可提高风力发电设施70的效率。尤其地,所要求保护的行星传动装置10提供减小的直径42,这简化了风力发电设施70的组装。
图6示出了要求保护的传动系60的另一设计方案的示意性结构,该传动系可用于风力发电设施70(未详细示出)或工业应用80(未详细示出)中。传动系60包括传动装置66,该传动装置在输入侧连接至风力发电设施70的驱动装置82或转动件63,并且向其提供驱动功率25。在风力发电设施70中,这借助于转动件轴62来实现。传动装置66被设计为行星传动装置10并且包括第一、第二、第三和第四传动级20、30、40、50,每个传动级包括多个传动装置组件11。第一、第二和第三传动级20、30、40分别设计成行星级19。第四传动级50被设计为正齿轮级21。传动级20、30、40、50相继连接,并将输出功率29传递到发电机64或机械应用84。第三传动级40具有作为传动装置组件11的被设计成可旋转的空心轮12。总体而言,第三传动级40不具有固定的传动装置组件11。第三传动级40与调节装置57耦连,该调节装置被设计成将调节功率55耦合输入到第三传动级40中。为此,调节装置57以传递扭矩的方式连接到第三传动级40的空心轮12。调节装置57设计为电机,并且适合于提供驱动扭矩或制动扭矩作为调节功率55。因此,可以至少暂时地补偿由驱动装置82或转动件63提供的驱动功率25的波动。作为替代或补充,可以为发电机64或机械应用84设定期望的工作点。调节装置57被设计用于实现闭环的控制回路或开环的控制回路、即控制,或者两者的组合。
在图7中示意性地示出了工业应用80的设计方案的结构,其具有驱动装置82。该驱动装置82被设计成提供驱动功率25,该驱动功率通过扭矩传递的连接被传输至传动装置66。传动装置66又以传递扭矩的方式连接到机械应用84,以便将输出功率29传输到机械应用84。为此目的,传动装置66被设计为根据上述设计方案之一的行星传动装置10。
Claims (14)
1.一种行星传动装置(10),包括相继连接的三个传动级(20、30、40),其中,第一传动级和第二传动级(20、30)被设计为行星级(19),其中,所述第一传动级和所述第二传动级(20、30)的空心轮(12)分别设计为固定的传动装置组件(11),其特征在于,第三传动级(40)被设计为具有固定的传动装置组件(11)的行星级(19),或者被设计为正齿轮级(21),所述正齿轮级与同样被设计为正齿轮级(21)的第四传动级(50)耦连。
2.根据权利要求1所述的行星传动装置(10),其中,所述第三传动级(40)被设计为行星级(19),其特征在于,所述第三传动级(30)被设计为与发电机(64)直接耦连,或所述第三传动级(30)与被设计为正齿轮级(21)的第四传动级(50)连接。
3.根据权利要求1所述的行星传动装置(10),其特征在于,第四传动级(50)被设计为与发电机(64)直接耦连,所述发电机具有三、四、八或十六个极对(67)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的行星传动装置(10),其特征在于,所述第一传动级(20)具有至少五个行星轮(16)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的行星传动装置(10),其特征在于,所述第二传动级(30)具有至少四个行星轮(16)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的行星传动装置(10),其特征在于,所述第三传动级(40)被设计为行星级(19)并且具有至少三个行星轮(16)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的行星传动装置(10),其特征在于,所述行星传动装置(10)的输入轴(22)被设计用于引入至少1500kNm的驱动扭矩(25)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的行星传动装置(10),其特征在于,所述第一传动级(20)具有2.5至4.4的固定传动比和/或所述第二传动级(30)具有2.5至6的固定传动比。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的行星传动装置(10),其特征在于,所述第二传动级(30)的行星架(14)与所述第一传动级(20)的太阳轮(18)抗扭地连接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的行星传动装置(10),其特征在于,所述第一传动级和/或所述第三传动级(20、40)的行星架(14)分别能旋转地容纳在轴承(27)中,所述轴承安装在所述行星传动装置(10)的壳体(17)的壁(31)处。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的行星传动装置(10),其特征在于,所述传动级(20、30、40、50)中的至少一个被设计用于耦合输入调节功率(55)。
12.一种传动系(60),包括转动件轴(62),所述转动件轴传递扭矩地与传动装置(66)连接,所述传动装置又传递扭矩地与发电机(64)连接,其特征在于,所述传动装置(66)被设计为根据权利要求1至11中任一项所述的行星传动装置(10)。
13.一种风力发电设施(70),包括转动件(63),所述转动件安接至吊舱(65),其中,在所述吊舱(65)中布置有传动系(60),所述传动系传递扭矩地与所述转动件(63)连接,其特征在于,所述传动系(60)根据权利要求12来设计。
14.一种工业应用(80),包括驱动装置(82),所述驱动装置传递扭矩地与传动装置(66)连接,所述传动装置传递扭矩地与机械应用(84)耦连,其特征在于,所述传动装置(66)设计为根据权利要求1至11中任一项所述的行星传动装置(10)。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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