CN117803532A - 一种风力发电机运行与维护传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机运行与维护传动装置，包括输入轴、主轮系、转换机构和发电机，所述输入轴连接到主轮系，主轮系具有两个输出分别连接到所述发电机，所述主轮系包括主内齿圈、主行星架、行星轮、主太阳轮，输入的动力通过输入轴、主行星架、传递到行星轮，所述行星轮带动主太阳轮和主内齿圈转动输出动力，形成差动结构，所述主内齿圈外设置有转换机构，所述转换机构可以固定主内齿圈，使主轮系由差动结构转换成行星结构，输入轴通过主轮系的差动结构分别输出到两台发电机，当一台发电机的载荷增加，另一台会相应减少，具有功率自动补偿的能力，当风力减少时，可以从差动结构转换成行星结构，将输入功率集中到一台发电机，提高效率。

Description

一种风力发电机运行与维护传动装置

技术领域

本发明涉及风电传动领域，具体为一种风力发电机运行与维护传动装置。

背景技术

在工程、工业设计中，当机械设备体量超过一定限度之后，成本不再按照规模效应降低，反而因原材料过大以及大型加工、运输设备的稀有，导致成本急速上升。在现有的风力发电机传动装置中，通常在增速机构输出轴后连接多个发电机，或者在一级增速机构输出轴后连接多个二级增速机构再连接发电机，由于发电机的加工误差等因素，使得与同一输出轴连接的多个发电机很难均匀分配载荷，随着运行时间增加，噪音和振动增加，容易导致传动齿轮的轮齿折断，并且由于发电机磨损的不均匀，更换其中一台发电机反而会进一步加剧这种载荷分配的不均匀性，并且当风力较小时，每台发电机转速降低，效率下降，当输出功率低于额定功率的25％时，效率严重降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机运行与维护传动装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风力发电机运行与维护传动装置，包括输入轴、主轮系、转换机构、A发电机和B发电机，所述输入轴连接到主轮系，所述主轮系具有两个输出，分别连接到A轮系和B轮系，所述A轮系和B轮系分别连接到A发电机和B发电机；

所述主轮系包括主内齿圈、主行星架、行星轮、主太阳轮，所述主行星架与输入轴固定连接，所述主行星架上转动的设置有行星轮，所述行星轮与所述主内齿圈和主太阳轮啮合，所述行星轮绕主太阳轮公转的同时自转，所述主太阳轮转动的设置在输入轴上，所述主内齿圈转动的设置在壳体内，输入的动力通过输入轴、主行星架、传递到行星轮，所述行星轮带动主太阳轮和主内齿圈转动输出动力，形成差动结构；

所述主太阳轮连接A轮系，所述主内齿圈连接到B轮系，所述主内齿圈外设置有转换机构，所述转换机构可以固定主内齿圈，所述转换机构可以使主轮系由差动结构转换成行星结构，输入的动力通过输入轴、主行星架、行星轮传递到主太阳轮输出；

优选的，所述A轮系包括A内齿圈、A行星架、A行星轮、A太阳轮，所述A行星架与主太阳轮固定连接，所述A行星架上转动的设置有A行星轮，所述A行星轮与所述A内齿圈和A太阳轮啮合，所述A行星轮绕A太阳轮公转的同时自转，所述A内齿圈转动的设置在主内齿圈内，所述A内齿圈与主行星架固定连接，输入轴通过主行星架带动A内齿圈转动，通过主太阳轮带动A行星架转动，A内齿圈和A行星架共同驱动A行星轮，带动A太阳轮输出动力，所述A太阳轮连接到A发电机；

优选的，所述B轮系包括B内齿圈、B行星架、行星轮、B太阳轮，所述B行星架与主内齿圈固定连接，所述B行星架上转动的设置有B行星轮，所述B行星轮与所述B内齿圈啮合和B太阳轮啮合，所述B行星轮绕B太阳轮公转的同时自转，所述B太阳轮转动的设置在壳体内，所述B太阳轮内穿设有A太阳轮，所述B内齿圈固定在壳体内，主内齿圈通过B行星架、B行星轮带动B太阳轮，所述B太阳轮连接到B发电机，所述壳体固定在机舱内；

优选的，所述转换机构包括牙盘、端盖和转换齿轮，多个牙盘分布在主内齿圈外圆柱面上，所述牙盘转动的设置在壳体内，所述端盖一侧端面固定在壳体外侧面，所述转换齿轮套设在端盖上，所述转换齿轮是半径不同的双层齿轮，其大齿轮连接到电动机，小齿轮连接到牙盘；

所述牙盘包括摩擦盘、转轴和牙盘齿轮，所述牙盘齿轮与转换齿轮的小齿轮啮合，所述摩擦盘与主内齿圈的接触面为弧形，所述摩擦盘、牙盘齿轮分别固定在转轴两端，所述电动机与控制器电性连接，所述电动机转动通过转换齿轮带动牙盘齿轮转动，牙盘齿轮带动摩擦盘转动，摩擦盘的转动能夹紧主内齿圈。

优选的，控制器与风速传感器电性连接，所述风扇传感器固定在机舱外。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：输入轴通过主轮系的差动结构分别输出到两台发电机，当一台发电机的载荷增加，另一台会相应减少，具有功率自动补偿的能力，当风力减少时，可以从差动结构转换成行星结构，将输入功率集中到一台发电机，提高效率。

附图说明

图1为本发明的壳体剖视图；

图2为本发明的转换机构轴测图；

图3为本发明的轴测图；

图4为本发明的另一角度轴测图

图中：1、输入轴，2、主轮系，3、转换机构，4、A轮系，5、B轮系，6、主内齿圈，7、主行星架，8、行星轮，9、主太阳轮，10、壳体，11、A内齿圈，12、A行星架，13、A太阳轮，14、B内齿圈，15、B行星架，16、B太阳轮，17、牙盘，18、端盖，19、转换齿轮，20、摩擦盘，21、转轴，22、牙盘齿轮，23、A发电机，24、电动机，25、B发电机，26、A行星轮，27、B行星轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种风力发电机运行与维护传动装置，包括输入轴1、主轮系2、转换机构3、A发电机23和B发电机25，如图1、4所示，输入轴1连接到主轮系2，主轮系2具有两个输出，分别连接到A轮系4和B轮系5，A轮系4和B轮系5分别连接到A发电机23和B发电机25；

主轮系2包括主内齿圈6、主行星架7、B行星轮27、主太阳轮9，主行星架7与输入轴1固定连接，主行星架7上转动的设置有行星轮8，行星轮8与主内齿圈6和主太阳轮9啮合，行星轮8绕主太阳轮9公转的同时自转，主太阳轮9转动的设置在输入轴1上，主内齿圈6转动的设置在壳体10内，输入的动力通过输入轴1、主行星架7、传递到行星轮8，行星轮8带动主太阳轮9和主内齿圈6转动输出动力，形成差动结构；

主太阳轮9连接A轮系4，主内齿圈6连接到B轮系5，主内齿圈6外设置有转换机构3，转换机构3可以固定主内齿圈6，转换机构3可以使主轮系2由差动结构转换成行星结构，输入的动力通过输入轴1、主行星架7、行星轮8传递到主太阳轮9输出，输入轴1通过主轮系2的差动结构分别输出到两台发电机23，当一台发电机23的载荷增加，另一台会相应减少，具有功率自动补偿的能力，当风力减少时，可以从差动结构转换成行星结构，将输入功率集中到一台发电机23，提高效率。

为了进一步提高转速，如图1所示，A轮系4包括A内齿圈11、A行星架12、A行星轮26、A太阳轮13，A行星架12与主太阳轮9固定连接，A行星架12上转动的设置有A行星轮26，A行星轮26与A内齿圈11和A太阳轮13啮合，A行星轮26绕A太阳轮13公转的同时自转，A内齿圈11转动的设置在主内齿圈6内，A内齿圈11与主行星架7固定连接，输入轴1通过主行星架7带动A内齿圈11转动，通过主太阳轮9带动A行星架12转动，A内齿圈11和A行星架12共同驱动A行星轮26，带动A太阳轮13输出动力，A太阳轮13连接到A发电机24；

为了进一步提高转速，如图1所示，B轮系5包括B内齿圈14、B行星架15、B行星轮27、B太阳轮16，B行星架15与主内齿圈6固定连接，B行星架15上转动的设置有B行星轮27，B行星轮27与B内齿圈14啮合和B太阳轮16啮合，B行星轮27绕B太阳轮16公转的同时自转，B太阳轮16转动的设置在壳体10内，B太阳轮16内穿设有A太阳轮13，B内齿圈14固定在壳体10内，主内齿圈6通过B行星架15、B行星轮27带动B太阳轮16，B太阳轮16连接到B发电机25，壳体10固定在机舱内。

为了实现差动结构和行星结构的转换，如图1、图2，转换机构3包括牙盘17、端盖18和转换齿轮19，多个牙盘17分布在主内齿圈6外圆柱面上，牙盘17转动的设置在壳体10内，端盖18一侧端面固定在壳体10外侧面，转换齿轮19套设在端盖18上，转换齿轮19是半径不同的双层齿轮，如图3所示，其大齿轮连接到电动机24，小齿轮连接到牙盘17；

牙盘17包括摩擦盘20、转轴21和牙盘齿轮22，牙盘齿轮22与转换齿轮19的小齿轮啮合，摩擦盘20与主内齿圈6的接触面为弧形，摩擦盘20、牙盘齿轮22分别固定在转轴21两端，电动机24与控制器电性连接，电动机24转动通过转换齿轮19带动牙盘齿轮22转动，牙盘齿轮22带动摩擦盘20转动，摩擦盘20的转动能夹紧主内齿圈6。

控制器与风速传感器电性连接，风扇传感器固定在机舱外，当低速设定的风速时，控制器控制电动机24转动，带动摩擦盘20夹紧内齿圈6，使主轮系2由差动结构转换成行星结构，输入的动力通过输入轴1、主行星架7、行星轮8传递到主太阳轮9输出，提高与A发电机23的转速和输出功率，从而提高效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种风力发电机运行与维护传动装置，其特征在于：包括输入轴（1）、主轮系（2）、转换机构（3）A发电机（24）和B发电机（25），所述输入轴（1）连接到主轮系（2），所述主轮系（2）具有两个输出，分别连接到A轮系（4）和B轮系（5），所述A轮系（4）和B轮系（5）分别连接到A发电机（23）和B发电机（25）；

所述主轮系（2）包括主内齿圈（6）、主行星架（7）、行星轮（8）、主太阳轮（9），所述主行星架（7）与输入轴（1）固定连接，所述主行星架（7）上转动的设置有行星轮（8），所述行星轮（8）与所述主内齿圈（6）和主太阳轮（9）啮合，所述行星轮（8）绕主太阳轮（9）公转的同时自转，所述主太阳轮（9）转动的设置在输入轴（1）上，所述主内齿圈（6）转动的设置在壳体（10）内，输入的动力通过输入轴（1）、主行星架（7）传递到行星轮（8），所述行星轮（8）带动主太阳轮（9）和主内齿圈（6）转动输出动力，形成差动结构；

所述主太阳轮（9）连接A轮系（4），所述主内齿圈（6）连接到B轮系（5），所述主内齿圈（6）外设置有转换机构（3），所述转换机构（3）可以固定主内齿圈（6），所述转换机构（3）可以使主轮系（2）由差动结构转换成行星结构，输入的动力通过输入轴（1）、主行星架（7）、行星轮（8）传递到主太阳轮（9）输出。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机运行与维护传动装置，其特征在于：所述A轮系（4）包括A内齿圈（11）、A行星架（12）、A行星轮（26）、A太阳轮（13），所述A行星架（12）与主太阳轮（9）固定连接，所述A行星架（12）上转动的设置有A行星轮（26），所述A行星轮（26）与所述A内齿圈（11）和A太阳轮（13）啮合，所述A行星轮（26）绕A太阳轮（13）公转的同时自转，所述A内齿圈（11）转动的设置在主内齿圈（6）内，所述A内齿圈（11）与主行星架（7）固定连接，输入轴（1）通过主行星架（7）带动A内齿圈（11）转动，通过主太阳轮（9）带动A行星架（12）转动，A内齿圈（11）和A行星架（12）共同驱动A行星轮（26），带动A太阳轮（13）输出动力，所述A太阳轮（13）连接到A发电机（23）。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电机运行与维护传动装置，其特征在于：所述B轮系（5）包括B内齿圈（14）、B行星架（15）、B行星轮（27）、B太阳轮（16），所述B行星架（15）与主内齿圈（6）固定连接，所述B行星架（15）上转动的设置有B行星轮（27），所述B行星轮（27）与所述B内齿圈（14）啮合和B太阳轮（16）啮合，所述B行星轮（27）绕B太阳轮（16）公转的同时自转，所述B太阳轮（16）转动的设置在壳体（10）内，所述B太阳轮（16）内穿设有A太阳轮（13），所述B内齿圈（14）固定在壳体（10）内，主内齿圈（6）通过B行星架（15）、B行星轮（27）带动B太阳轮（16），所述B太阳轮（16）连接到B发电机（25），所述壳体（10）固定在机舱内。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机运行与维护传动装置，其特征在于：所述转换机构（3）包括牙盘（17）、端盖（18）和转换齿轮（19），多个牙盘（17）分布在主内齿圈（6）外圆柱面上，所述牙盘（17）转动的设置在壳体（10）内，所述端盖（18）一侧端面固定在壳体（10）外侧面，所述转换齿轮（19）套设在端盖（18）上，所述转换齿轮（19）是半径不同的双层齿轮，其大齿轮连接到电动机（24），小齿轮连接到牙盘（17）；

所述牙盘（17）包括摩擦盘（20）、转轴（21）和牙盘齿轮（22），所述牙盘齿轮（22）与转换齿轮（19）的小齿轮啮合，所述摩擦盘（20）与主内齿圈（6）的接触面为弧形，所述摩擦盘（20）、牙盘齿轮（22）分别固定在转轴（21）两端，所述电动机（24）与控制器电性连接，所述电动机（24）转动通过转换齿轮（19）带动牙盘齿轮（22）转动，牙盘齿轮（22）带动摩擦盘（20）转动，摩擦盘（20）的转动能夹紧主内齿圈（6）。

5.根据权利要求4所述的一种风力发电机运行与维护传动装置，其特征在于：控制器与风速传感器电性连接，所述风扇传感器固定在机舱外。