CN113446150A - 变桨系统和风力发电机组 - Google Patents

变桨系统和风力发电机组 Download PDF

Info

Publication number
CN113446150A
CN113446150A CN202010228910.0A CN202010228910A CN113446150A CN 113446150 A CN113446150 A CN 113446150A CN 202010228910 A CN202010228910 A CN 202010228910A CN 113446150 A CN113446150 A CN 113446150A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pitch
bearing
variable
variable pitch
disk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010228910.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113446150B (zh
Inventor
张新旺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Urumqi Jinfeng Tianyi Wind Power Co ltd
Original Assignee
Urumqi Jinfeng Tianyi Wind Power Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Urumqi Jinfeng Tianyi Wind Power Co ltd filed Critical Urumqi Jinfeng Tianyi Wind Power Co ltd
Priority to CN202010228910.0A priority Critical patent/CN113446150B/zh
Publication of CN113446150A publication Critical patent/CN113446150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113446150B publication Critical patent/CN113446150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/60—Control system actuates means
    • F05D2270/62—Electrical actuators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明提供一种变桨系统和风力发电机组，变桨系统包括变桨轴承、变桨盘以及变桨减速器，变桨轴承的轴承外圈与叶片的法兰盘同轴设置并固定连接；变桨盘为圆环形或为圆环形的一部分，与变桨轴承的轴承外圈同轴设置并固定连接，并且变桨盘的外周边缘形成有轮齿部；变桨减速器设置有能够与轮齿部啮合的驱动轮齿，通过驱动轮齿与轮齿部啮合以将变桨减速器的扭矩输送给叶片，由于变桨减速器不与变桨轴承直接接触，旋转力矩不直接作用于变桨轴承，减轻了变桨轴承受载，也避免了变桨减速器与变桨轴承直接接触而带来的表面摩损，提高了变桨轴承的使用寿命。

Description

变桨系统和风力发电机组
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种变桨系统和具有该变桨系统的风力发电机组。
背景技术
随着风力发电机组向大型化发展，单机容量不断增大，部件载荷和结构设计都需要改善、优化，许多部件的设计参数均增大了一倍甚至几倍，如塔筒高度增高，叶轮直径增大，变桨系统的载荷也相应增大，这就需要提高变桨系统每个部件的承载能力，变桨驱动电机和减速器的功率及变桨轴承的承载能力等都需要提高。
目前，风电机组的变桨方式主要有齿轮变桨、液压变桨和同步带变桨这三种。
齿轮变桨是变桨电机带动减速器，变桨减速器30直接给变桨轴承10’内圈传递扭矩，如图13所示，即变桨轴承10’内圈设置有轴承内齿轮50，变桨减速器30的输出齿轮(小齿轮)与轴承内齿轮50啮合，驱动变桨轴承10’内圈旋转；叶片40与变桨轴承10’内圈固定连接，通过变桨轴承10’内圈的旋转来实现叶片40桨距角的变化。一旦轴承内齿轮50发生齿面损坏或者断齿，就需要更换变桨轴承10’，费用高昂。
液压变桨是采用高压液压油为动力源，以及液压缸作为原动机，通过一套曲柄滑动结构驱动桨叶改变桨距角，即液压执行机构推动桨叶转动，从而带动叶片在圆周方向改变桨距角，但也正是由于高压液压油作为动力源，油液在管路及工作装置运行过程中有泄漏的风险；变桨传动结构相对复杂，液压元件精密程度高，非线性、泄漏和卡涩的现象时有发生，并且维护成本高。
同步带变桨是使用动力装置(电机和减速器)驱动小齿轮，小齿轮驱动与之啮合的柔性同步带转动，其两端固定在变桨轴承上，从而带动变桨轴承上的叶片旋转，实现叶片桨距角的变化，具有输出扭矩平稳、免维护的优点。同步带变桨采用开口带传递动力机构的驱动力，随着机组的增容，变桨系统的载荷增大，同步带需要提高承载能力，通常通过增加绳芯数量、增粗绳芯直径的方法来提高同步带的强度，但这将增加同步带的带宽和重量，同步带越宽制造工艺越难，于是提高了同步带的生产成本。
除此，在长期运行中同步带由于各种原因逐渐老化，如绳芯腐蚀、断裂、橡胶层开裂等，使得预紧力发生变化，所以需要定期检查同步带预紧力以防带来的不利影响，提高了维护成本。在现场维护中，通常采用测量同步带涨紧度的方式来检查预紧力，这种方法操作起来比较繁琐、维护量大。
更进一步地，在同步带变桨方式中，变桨轴承不仅承受整个叶片的重量和弯矩，还要传递叶片旋转力矩，随着机组大型化发展，变桨系统受到的载荷不断增大、更加复杂，这对变桨轴承的性能要求非常高，从而增大了轴承设计和制造的难度，给变桨轴承的使用寿命也带来了风险。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种变桨系统，以提高变桨轴承的使用寿命。
本发明的另一发明目的在于提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括变桨系统，以进一步提高风力发电机组的经济效益。
针对上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供一种变桨系统，所述变桨系统包括变桨轴承、变桨盘以及变桨减速器，所述变桨轴承的轴承外圈与叶片的法兰盘同轴设置并固定连接；所述变桨盘为圆环形或为圆环形的一部分，与所述变桨轴承的所述轴承外圈同轴设置并固定连接，并且所述变桨盘的外周边缘形成有轮齿部；所述变桨减速器设置有能够与所述轮齿部啮合的驱动轮齿，通过所述驱动轮齿与所述轮齿部啮合以将所述变桨减速器的扭矩输送给所述叶片，由于变桨减速器不与变桨轴承直接接触，旋转力矩不直接作用于变桨轴承，减轻了变桨轴承受载，也避免了变桨减速器与变桨轴承直接接触而带来的表面摩损，提高了变桨轴承的使用寿命。
根据本发明的一示例性实施例，所述变桨盘包括腹板和连接于所述轮齿部与所述腹板之间的连接部，所述连接部和所述腹板分别为具有第一弧度和第二弧度的环形体，所述轮齿部设置在所述连接部的外周侧，其中，所述腹板与所述轴承外圈固定连接。
根据本发明的一示例性实施例，所述第一弧度和所述第二弧度相同，且均介于90度和180度之间。
具体地，所述叶片的法兰盘设置于所述变桨轴承的轴承外圈的轴向第一侧，所述变桨盘设置于所述变桨轴承的轴承外圈的轴向第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对。
根据本发明的另一示例性实施例，所述第一弧度介于90度和180度之间，所述第二弧度为360度，由于腹板为完整的圆环形，其受力更为均匀，且较腹板为圆环形一部分的实施例，该腹板与变桨轴承外圈的接触面积增大，因此其承载力矩的能力显著增大，从而进一步提高了变桨盘传递扭矩的能力。
可选地，所述第一弧度介于180度和270度之间，所述第二弧度为360度。
进一步地，所述变桨减速器为至少两个，且相邻所述变桨减速器之间等角间隔设置，通过增加变桨减速器的数量来提高变桨系统的运载能力，无需增大变桨盘的径向尺寸，只是增大变桨盘的连接部的周向尺寸，以较小的成本获得较大的经济效益。
根据本发明的另一示例性实施例，所述第一弧度和所述第二弧度均为360度。
可选地，所述变桨减速器为至少两个，且沿所述变桨减速器的周向均匀布置。
根据本发明的另一示例性实施例，所述变桨盘设置于所述变桨轴承与所述叶片之间；或者所述变桨盘设置于所述变桨轴承的与所述叶片相对的一侧。
根据本发明的另一示例性实施例，所述变桨盘的所述连接部上设置有减重孔。
根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括本发明提供的变桨系统。
本发明提供的变桨系统和风力发电机组至少具有如下有益效果：采用齿轮式变桨盘传递变桨减速器的扭矩，即变桨减速器驱动变桨盘转动，再通过变桨盘带动叶片变桨。由于变桨减速器不与变桨轴承直接接触，旋转力矩不直接作用于变桨轴承，减轻了变桨轴承受载，也避免了变桨减速器与变桨轴承直接接触而带来的表面摩损，提高了变桨轴承的使用寿命。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：
图1为本发明的一示例性实施例提供的变桨系统的结构图。
图2为图1中的变桨系统的爆炸分解图。
图3为图1中的变桨盘的结构图。
图4为本发明的一示例性实施例提供的变桨系统的结构图。
图5为图4中的变桨系统的爆炸分解图。
图6为图4中的变桨盘的结构图。
图7为本发明另一示例性实施例提供的变桨系统的结构图。
图8为图7中的变桨系统的爆炸分解图。
图9为本发明另一示例性实施例提供的变桨系统的结构图。
图10为图9中的变桨盘的结构图。
图11为本发明的另一示例性实施例提供的变桨系统的结构图。
图12为图11中的变桨盘的结构图。
图13为现有技术中的一种变桨系统的结构图。
附图标记说明：
10：变桨轴承； 11：轴承外圈；
12：轴承内圈； 13：第一紧固件安装孔；
20：变桨盘； 21：轮齿部；
22：连接部； 23：腹板；
24：减重孔； 25：第二紧固件安装孔；
26：预紧孔：
30：变桨减速器； 31：驱动轮齿；
40：叶片； 41：第三紧固件安装孔；
50：轴承内齿轮。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本发明的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
本发明还提供一种风力发电机组，该风力发电机组可以包括塔筒、风力发电机以及变桨系统等。
图1显示本发明一示例性实施例提供的变桨系统的结构图，图2显示图1中的变桨系统的爆炸分解图，图3为图1中的变桨盘的结构图。
参照图1至图3，本发明中的变桨系统包括变桨轴承10、变桨盘20以及变桨减速器30，其中，变桨轴承10的轴承外圈11与该叶片40的法兰盘同轴设置并固定连接，变桨轴承10的轴承内圈12固定在轮毂上。变桨盘20也与变桨轴承10的轴承外圈11固定连接。在该变桨盘20的外周边缘形成有轮齿部21，变桨减速器30设置有能够与该轮齿部21相啮合的驱动轮齿31，该变桨减速器30设置于变桨盘20的外周，并且驱动轮齿31与轮齿部21啮合，以将变桨减速器30的扭矩输送给叶片40，使叶片40发生转动。
本发明提供了一种新的齿轮变桨方式，采用齿轮式变桨盘传递变桨减速器30的扭矩，即变桨减速器30驱动变桨盘20转动，再通过变桨盘20带动叶片40变桨。相比传统的齿轮变桨方式，本发明的变桨盘20的半径增大，也就增大了用于驱动叶片40的旋转力臂，这样可大幅度减小变桨电机和变桨减速器30的功率。另一方面，由于变桨减速器30不与变桨轴承10直接接触，旋转力矩不直接作用于变桨轴承，减轻了变桨轴承10受载，也避免了变桨减速器30与变桨轴承10直接接触而带来的表面摩损，提高了变桨轴承10的使用寿命。
除此以外，变桨盘20的制造成本低于变桨轴承10，因此在变桨盘20发生齿面损坏或者断齿的情况下，更换变桨盘20的成本更低；该变桨盘20的结构简单，运维成本更低，因此具有很好的经济效益。
参照图3，变桨盘20可以包括轮齿部21、连接部22以及腹板23，轮齿部21位于连接部22的外周侧，腹板23设置于该连接部22的内缘侧。
可以理解的是，变桨盘20可为一体成型结构，也可以为轮齿部21、连接部22以及腹板23三部分分别独立形成后连接为一体，都在本发明的保护范围内。可以理解的是，腹板23沿变桨盘20的轴线方向的厚度尺寸可以等于连接部22沿变桨盘20的轴线方向的厚度尺寸，也可以根据需要设置为腹板23沿变桨盘20的轴线方向的厚度尺寸大于或者等于连接部22沿变桨盘20的轴线方向的厚度尺寸。本实施例中，连接部22沿变桨盘20的轴线方向的厚度尺寸可以小于轮齿部21沿变桨盘20的轴线方向的厚度尺寸，以减少变桨盘20的形成材料，降低其重量，以在一定程度上降低变桨盘20的制造成本，但并不以此为限。
继续参照图1至图3，变桨盘20可以为圆环的一部分，即，连接部22、腹板23和轮齿部21均为圆环的一部分，例如，连接部22具有第一弧度，腹板23具有第二弧度，其中，轮齿部21覆盖连接部22的外周侧，即该轮齿部21也具有第一弧度，第一弧度和第二弧度相同，且均介于90度和180度之间。腹板23的内径大致与变桨轴承10的轴承外圈11的内径相同，使腹板23与轴承外圈11叠置，可以通过在腹板23与轴承外圈11的重叠区域内设置紧固件而将两者连接。另外，腹板23的内径和轴承外圈11的内径相同，还以避免干涉轴承内圈12与轮毂的固定连接。
作为示例，轴承外圈11设置有第一紧固件安装孔13，该腹板23上形成有与该第一紧固件安装孔13匹配的第二紧固件安装孔25，叶片的法兰盘上形成与有第一紧固件安装孔13匹配的第三紧固安装孔41，紧固件可以同时穿过第一紧固件安装孔13、第二紧固件安装孔25以及第三紧固安装孔41，从而将轴承外圈11、变桨盘20以及叶片40的法兰三者连接在一起。第二紧固件安装孔25可以等间隔设置，以使组装完成后的变桨盘20受力更加均匀。
更进一步地，腹板23上还设置有预紧孔26，与其对应的，变桨轴承10的轴承外圈11上也设置有预紧孔，当安装变桨盘20时，可以先借助该预紧孔26初步将变桨盘20与变桨轴承10的轴承外圈11连接，到达安装现场后，再使用紧固件同时穿入到第一紧固件安装孔13、第二紧固件安装孔25以及第三紧固件安装孔41，从而将叶片40、变桨盘20以及变桨轴承10三者固定连接，但不以此为限。本实施例中，预紧孔26可以与第二紧固件安装孔25大致位于同一圆周上，且预紧孔26均匀设置在该圆周上，以使变桨盘20受力更加均匀。
为了进一步减轻变桨盘20的重量，连接部22上沿圆周方向布置有多个减重孔24。
本实施例中，在叶片40变桨旋转过程中，变桨减速器30输出的旋转扭矩先传递给变桨盘20，然后再通过变桨盘20传递给叶片40，较现有技术中将变桨减速器30输出的旋转扭矩直接作用于变桨轴承10，减小了变将轴承30受到的载荷，从而提高了变桨轴承10的使用寿命，降低了变桨系统的运维成本。
图4为本发明另一示例性实施例提供的变桨系统的结构图，图5为图4中的变桨系统的爆炸分解图，图6为图4中的变桨盘的结构图。图7为本发明另一示例性实施例提供的变桨系统的结构图，本实施例中的变桨盘的结构与图4中的变桨盘的结构相同，区别仅在于变桨盘的位置变化。图8为图7中的变桨系统的爆炸分解图。
参照图4至图8，本实施例中，变桨系统包括变桨轴承10、变桨盘20以及变桨减速器30，其中，变桨轴承10的轴承外圈11与该叶片40的法兰盘同轴设置并固定连接，变桨轴承10的轴承内圈12固定在轮毂上。变桨盘20也与变桨轴承10的轴承外圈11固定连接。在该变桨盘20的外周边缘形成有轮齿部21，变桨减速器30设置有能够与该轮齿部21相啮合的驱动轮齿31，该变桨减速器30设置于变桨盘20的外周，并且驱动轮齿31与轮齿部21啮合，以将变桨减速器30的扭矩输送给叶片40，使叶片40发生转动。
变桨盘20可以包括轮齿部21、连接部22以及腹板23，轮齿部21位于连接部22的外周侧，腹板23设置于该连接部22的内缘侧。变桨盘20可以为圆环的一部分，其中，连接部22和轮齿部21为圆环的一部分，与图3中的实施例不同的是，本实施例中的腹板23可以呈圆环形。
具体地，连接部22具有第一弧度，腹板23具有第二弧度，其中，轮齿部21覆盖连接部22的外周侧，即该轮齿部21也具有第一弧度，该第一弧度介于90度和180度之间，第二弧度可以为360度。因为变桨角度最大为90度，所以第一弧度要大于90度才能保证变桨的最大角度。腹板23的内径大致与变桨轴承10的轴承外圈11的内径相同，在变桨系统组装完成后，腹板23与轴承外圈11叠置，例如但不限于，在腹板23与轴承外圈11的重叠区域内可以设置有用于连接两者的紧固件。另外，腹板23的内径和轴承外圈11的内径相同，还以避免干涉轴承内圈12与轮毂的固定连接。
作为示例，轴承外圈11设置有第一紧固件安装孔13，该腹板23上形成有与该第一紧固件安装孔13匹配的第二紧固件安装孔25，叶片的法兰盘上形成与有第一紧固件安装孔13匹配的第三紧固安装孔41，紧固件可以同时穿过第一紧固件安装孔13、第二紧固件安装孔25以及第三紧固安装孔41，从而将轴承外圈11、变桨盘20以及叶片40的法兰三者连接在一起。第二紧固件安装孔25可以等间隔设置，以使组装完成后的变桨盘20受力更加均匀。
更进一步地，腹板23上还设置有预紧孔26，与其对应的，变桨轴承10的轴承外圈11上也设置有预紧孔，当安装变桨盘20时，可以先借助该预紧孔26初步将变桨盘20与变桨轴承10的轴承外圈11连接，到达安装现场后，再使用紧固件同时穿入到第一紧固件安装孔13、第二紧固件安装孔25以及第三紧固件安装孔41，从而将叶片40、变桨盘20以及变桨轴承10三者固定连接，但不以此为限。本实施例中，预紧孔26可以与第二紧固件安装孔25大致位于同一圆周上，且预紧孔26均匀设置在该圆周上，以使变桨盘20受力更加均匀。
本实施例中，由于腹板23为完整的圆环形，其受力更为均匀，且较腹板23为圆环形一部分的实施例，该腹板23与变桨轴承10外圈的接触面积增大，因此其承载力矩的能力显著增大，从而进一步提高了变桨盘20传递扭矩的能力。
图5示出了图4中的变桨系统的爆炸分解图，本实施例中，变桨轴承10设置于变桨盘20和叶片40之间，当然，变桨盘20也可以设置于变桨轴承10与叶片40之间，如图7和图8所示。
图9为本发明另一示例性实施例提供的变桨系统的结构图。图10为图9中的变桨盘的结构图。
参照图9至图10，本发明另一示例性实施例提供了一种变桨系统，该变桨系统包括变桨轴承10、变桨盘20以及至少两个变桨减速器30，变桨轴承10的轴承外圈11与该叶片40的法兰盘同轴设置并固定连接，变桨轴承10的轴承内圈12固定在轮毂上。变桨盘20也与变桨轴承10的轴承外圈11固定连接。
变桨减速器30周向布置于变桨盘20的外周，在叶片变桨过程中，两个变桨减速器30可以同时与变桨盘20啮合，且至少两个变桨减速器30的旋向相同，以对变桨盘20提供相同方向的驱动力，或驱动力矩，使变桨盘20实现顺时针旋转或者逆时针旋转，以实现至少两个变桨减速器30对变桨盘20的协同作用。
为方便描述，附图中仅显示两个变桨减速器30，且两个变桨减速器30均逆时针方向旋转，如图9中箭头所示，但不以此为限，根据需要两个变桨减速器30也可以同时顺时针方向旋转。
根据实际需要，至少两个变桨减速器30可以非等间隔设置，也可以等间隔设置。
本实施例中的两个变桨减速器30可以同时与变桨盘20啮合，以同时向变桨盘20输送扭矩。在不增加变桨盘20的半径的情况下，可以实现更大扭矩的传递。
本实施例中，变桨盘20可以为圆环的一部分，其中，连接部22和轮齿部21为圆环的一部分，而腹板23可以呈圆环形。具体地，连接部22具有第一弧度，腹板23具有第二弧度，其中，轮齿部21覆盖连接部22的外周侧，即该轮齿部21也具有第一弧度，该第一弧度介于180度和270度之间，第二弧度可以为360度。腹板23的内径大致与变桨轴承10的轴承外圈11的内径相同，使腹板23与轴承外圈11叠置，可以通过在腹板23与轴承外圈11的重叠区域内设置紧固件而将两者连接。另外，腹板23的内径和轴承外圈11的内径相同，还以避免干涉轴承内圈12与轮毂的固定连接。
作为示例，轴承外圈11设置有第一紧固件安装孔13，该腹板23上形成有与该第一紧固件安装孔13匹配的第二紧固件安装孔25，叶片的法兰盘上形成与有第一紧固件安装孔13匹配的第三紧固安装孔41，紧固件可以同时穿过第一紧固件安装孔13、第二紧固件安装孔25以及第三紧固安装孔41，从而将轴承外圈11、变桨盘20以及叶片40的法兰三者连接在一起。第二紧固件安装孔25可以等间隔设置，以使组装完成后的变桨盘20受力更加均匀。
更进一步地，腹板23上还设置有预紧孔26，与其对应的，变桨轴承10的轴承外圈11上也设置有预紧孔，当安装变桨盘20时，可以先借助该预紧孔26初步将变桨盘20与变桨轴承10的轴承外圈11连接，到达安装现场后，再使用紧固件同时穿入到第一紧固件安装孔13、第二紧固件安装孔25以及第三紧固件安装孔41，从而将叶片40、变桨盘20以及变桨轴承10三者固定连接，但不以此为限。本实施例中，预紧孔26可以与第二紧固件安装孔25大致位于同一圆周上，且预紧孔26均匀设置在该圆周上，以使变桨盘20受力更加均匀。
为了进一步减轻变桨盘20的重量，连接部22上沿圆周方向布置有多个减重孔24。
本实施例通过增加变桨减速器30的数量来提高变桨系统的运载能力，无需增大变桨盘20的径向尺寸，只是增大变桨盘20的连接部22的周向尺寸，以较小的成本获得较大的经济效益。
图11为本发明的另一示例性实施例提供的变桨系统的结构图。图12为图11中的变桨盘的结构图。
参照图11和图12，本实施例中变桨系统大致与图9中的变桨系统具有相同的结构。不同的是，本实施例中，变桨盘20设置成圆环形，即连接部22、腹板23和轮齿部21分别设置为圆环形。腹板23的内径大致与变桨轴承10的轴承外圈11的内径相同，使腹板23与轴承外圈11叠置，可以通过在腹板23与轴承外圈11的重叠区域内设置紧固件而将两者连接。另外，腹板23的内径和轴承外圈11的内径相同，还以避免干涉轴承内圈12与轮毂的固定连接。
作为示例，轴承外圈11设置有第一紧固件安装孔13，该腹板23上形成有与该第一紧固件安装孔13匹配的第二紧固件安装孔25，叶片的法兰盘上形成与有第一紧固件安装孔13匹配的第三紧固安装孔41，紧固件可以同时穿过第一紧固件安装孔13、第二紧固件安装孔25以及第三紧固安装孔41，从而将轴承外圈11、变桨盘20以及叶片40的法兰三者连接在一起。第二紧固件安装孔25可以等间隔设置，以使组装完成后的变桨盘20受力更加均匀。
更进一步地，腹板23上还设置有预紧孔26，与其对应的，变桨轴承10的轴承外圈11上也设置有预紧孔，当安装变桨盘20时，可以先借助该预紧孔26初步将变桨盘20与变桨轴承10的轴承外圈11连接，到达安装现场后，再使用紧固件同时穿入到第一紧固件安装孔13、第二紧固件安装孔25以及第三紧固件安装孔41，从而将叶片40、变桨盘20以及变桨轴承10三者固定连接，但不以此为限。本实施例中，预紧孔26可以与第二紧固件安装孔25大致位于同一圆周上，且预紧孔26均匀设置在该圆周上，以使变桨盘20受力更加均匀。
为了进一步减轻变桨盘20的重量，连接部22上沿圆周方向布置有多个减重孔24。
本实施例中，变桨减速器30可以为至少两个，至少两个变桨减速器30均匀分布在同一圆周上。为方便描述，附图中仅显示两个变桨减速器30，且两个变桨减速器30之间呈180度角间隔设置，以使变桨盘20受力更加均匀，更有利于变桨盘传递力矩。
作为示例，参照图11，在轮毂的上部，如果没有足够的安装位置(或空间)或者受其他因素的制约，一个变桨减速器30可以设置于变桨盘20的上方，另一个变桨减速器30可以设置于变桨盘20的下方，以合理利用叶轮内的空间，两个变桨减速器30对称安装，还具有力偶的效果，更利于变桨盘20传递力矩。
在叶片变桨过程中，两个变桨减速器30可以同时与变桨盘20啮合，且两个变桨减速器30具有相同的旋向，例如逆时针方向旋转，如图11中箭头所示，当然根据需要，两个变桨减速器30也可以同时顺时针方向旋转。
在叶片变桨旋转过程中，变桨减速器30输出的旋转扭矩先传递给变桨盘20，然后再由变桨盘20传递给叶片40，而不是直接作用于变桨轴承10，减小了变将轴承10受到的载荷，从而提高了变桨轴承10的使用寿命，降低了运维成本，具有很好的经济效益。
较传统的同步带传动，本发明提供的变桨盘20通过轮齿啮合实现力和力矩的传递，其精度更高，且在大型风力发电机组设置中，该变桨盘20的制造工艺更简单，后续运维成本更低，因此更符合市场需求。
本发明所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (10)

1.一种变桨系统，其特征在于，所述变桨系统包括：
变桨轴承(10)，所述变桨轴承(10)的轴承外圈(11)与叶片(40)的法兰盘同轴设置并固定连接；
变桨盘(20)，为圆环形或为圆环形的一部分，与所述变桨轴承(10)的所述轴承外圈(11)同轴设置并固定连接，并且所述变桨盘(20)的外周边缘形成有轮齿部(21)；
变桨减速器(30)，设置有能够与所述轮齿部(21)啮合的驱动轮齿(31)，通过所述驱动轮齿31)与所述轮齿部(21)啮合以将所述变桨减速器(30)的扭矩输送给所述叶片(40)。
2.如权利要求1所述的变桨系统，其特征在于，所述变桨盘(20)包括腹板(23)和连接于所述轮齿部(21)与所述腹板(23)之间的连接部(22)，所述连接部(22)和所述腹板(23)分别为具有第一弧度和第二弧度的环形体，所述轮齿部(21)设置在所述连接部(22)的外周侧，其中，所述腹板(23)与所述轴承外圈(11)固定连接。
3.如权利要求2所述的变桨系统，其特征在于，所述第一弧度和所述第二弧度相同，且均介于90度和180度之间。
4.如权利要求3所述的变桨系统，其特征在于，所述叶片(40)的法兰盘设置于所述变桨轴承(10)的轴承外圈(11)的轴向第一侧，所述变桨盘(20)设置于所述变桨轴承(10)的轴承外圈(11)的轴向第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对。
5.如权利要求2所述的变桨系统，其特征在于，所述第一弧度介于90度和180度之间，所述第二弧度为360度；或者，所述第一弧度介于180度和270度之间，所述第二弧度为360度；或者，所述第一弧度和所述第二弧度均为360度。
6.如权利要求5所述的变桨系统，其特征在于，所述变桨减速器(30)为至少两个，且相邻所述变桨减速器(30)之间等角间隔设置。
7.如权利要求5所述的变桨系统，其特征在于，所述变桨减速器(30)为至少两个，且沿所述变桨减速器(30)的周向均匀布置。
8.如权利要求5至7中任一项所述的所述变桨系统，其特征在于，所述变桨盘(20)设置于所述变桨轴承(10)与所述叶片(40)之间；或者所述变桨盘(20)设置于所述变桨轴承(10)的与所述叶片(40)相对的一侧。
9.如权利要求2-7中任一项所述的变桨系统，其特征在于，所述变桨盘(2)的所述连接部(22)上设置有减重孔(24)。
10.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1-9中任一项所述的变桨系统。
CN202010228910.0A 2020-03-27 2020-03-27 变桨系统和风力发电机组 Active CN113446150B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010228910.0A CN113446150B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 变桨系统和风力发电机组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010228910.0A CN113446150B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 变桨系统和风力发电机组

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113446150A true CN113446150A (zh) 2021-09-28
CN113446150B CN113446150B (zh) 2024-02-06

Family

ID=77807764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010228910.0A Active CN113446150B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 变桨系统和风力发电机组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113446150B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108612625A (zh) * 2018-04-23 2018-10-02 太原重工股份有限公司 一种带驱动盘的变桨装置
CN108775273A (zh) * 2018-06-27 2018-11-09 新疆金风科技股份有限公司 变桨机构及风力发电机组

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108612625A (zh) * 2018-04-23 2018-10-02 太原重工股份有限公司 一种带驱动盘的变桨装置
CN108775273A (zh) * 2018-06-27 2018-11-09 新疆金风科技股份有限公司 变桨机构及风力发电机组

Also Published As

Publication number Publication date
CN113446150B (zh) 2024-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100752510B1 (ko) 단일 메인베어링을 갖는 풍력 발전기
CN102562454B (zh) 变桨齿轮
AU2017391882B2 (en) Pitch apparatus and wind turbine having pitch apparatus
US9856966B2 (en) Drivetrain assembly for a wind turbine
JP6870105B2 (ja) 風力タービンの方位調節及び／又はピッチ調節のための調節ユニット並びに方法
EP4031763B1 (en) Wind turbine yaw brake with anti-rotation bushing
CN205841112U (zh) 一种发电机组内变桨轴承的加强装置
CN203257909U (zh) 动力传输系统和风力涡轮机
CN113446150B (zh) 变桨系统和风力发电机组
US11174895B2 (en) Bearing for a wind turbine drivetrain having an elastomer support
MX2012011848A (es) Accionamiento azimutal o accionamiento de inclinacion para una planta de energia eolica.
US20130343889A1 (en) Friction Wheel Drive Train for a Wind Turbine
CN201757027U (zh) 一种风力发电机变桨连接装置
DK2677171T3 (en) Wind turbine with a coupling means located between the planetary gear and the generator for equalizing axial, radial and angular displacement
US20130294916A1 (en) Inverted Tooth Silent Drive Chain for Wind Turbine Powertrain Applications
WO2015127589A1 (zh) 一种风力发电机传动结构
US9957950B2 (en) Blade pitching
KR101074694B1 (ko) 회전 하우징을 갖는 풍력발전기용 기어박스
CN113494417B (zh) 用于风力发电机组的变桨驱动装置及风力发电机组
CN111963374B (zh) 一种风力发电机组的变桨系统装置
CN220395904U (zh) 一种带有永磁轴承的风力传动系统及风力发电装置
CN110242504B (zh) 风力发电机组
CN217029170U (zh) 变桨系统及风力发电机组
CN114738473A (zh) 用于风力发电机的驱动链和风力发电机
US20140044544A1 (en) Wind turbine yaw or pitch bearing utilizing a threaded bearing surface

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant