CN202673549U - 一种风力或水力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风力或水力发电装置，包括动力机组、高压发电机组，还包括：带有主功率流传动机构和副功率流传动机构的行星调速器、调控电机组，其中，所述动力机组与所述主功率流传动机构的输入端连接；所述高压发电机组与所述主功率流传动机构的输出端连接；所述主功率流传动机构与所述副功率流传动机构通过传动副连接；所述副功率流传动机构与所述调控电机组连接。该装置能发出高压电或者同时发出高压电和低压电，由于采用行星调速器而具有较强的调速功能，不需要采用复杂的高压变频调速技术，也不会因电网的电压波动而产生脱网现象，可广泛使用于大、中型风力发电(或小型水力发电)领域。

Description

一种风力或水力发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种能发出高压电或者能同时发出高压电和低压电的发电装置，具体涉及风力或水力发电领域的一种发电装置。 
背景技术
2010年我国风电总装机容量达到1000万千瓦，中国已成为世界最大的风电市场。但我国现有的风电技术尚存在着许多问题，对风电事业进一步发展是不利的： 
1、实施风力发电需要调速时，由于所匹配的增速器全都是一个固定增速比的非标准产品，功能单一，就要匹配技术复杂的变频器及其控制系统，为降低电路方面的故障率，故普遍采用690V低压发电机，同时还需要匹配升压变压器达到10kV或35kV才能接入地区电网，因而其成本是相当高昂的。 
2、风力发电较广泛应用双速异步发电机，当处于低风速时，造成6极发电机的额定功率被设计成4极发电机功率的1/4～1/5，所以没有充分利用到低速区的风能，故风能利用率低。 
3、风力发电无需增速器时，只有风轮轴与低速交流发电机和高压同步发电机直联，即直驱式发电机。这些发电机在技术上的缺点为过多的电机极对数，直径过大，制造难度增加。 
4、风力机绝大多数是水平轴式，虽近几年取得了一定的经济效益，但从成本、设计方法、起动风速、结构特点等等远不如垂直轴式的，特别是设备维护方面，因此垂直轴式风力机后来也跟着受到重视并得以大力研发。 
2010年我国水电总装机容量达到1.9亿千瓦，其中大中型常规水电1.2亿千瓦，小型水电5000万千瓦，已建常规水电装机容 量占全国水电技术可开发装机容量的31％。但是，也有需要大力改造的不足之处。比如，大中小型常规水电配套的水轮机进行水力发电时，普遍采用体积庞大、耗材多的多极高压发电机，占用空间相当多，而且相应的装配技术非常复杂，一旦发生事故后果严重。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种风力或水力发电装置，包括动力机组、高压发电机组16，还包括：带有主功率流传动机构和副功率流传动机构的行星调速器36、18，调控电机组37，其中， 
所述动力机组与所述主功率流传动机构的输入端连接； 
所述高压发电机组16与所述主功率流传动机构的输出端连接； 
所述主功率流传动机构与所述副功率流传动机构通过传动副连接； 
所述副功率流传动机构与所述调控电机组37连接。 
优选的是，所述行星调速器为第一行星调速器36，其包括机座4，所述机座4内有由联接盘6连接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构的输入端连接有主功率轴19，其输出端连接有高速输出轴1，控制轴15通过传动副与副功率流传动机构连接； 
其中所述主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴19连接的内齿轮26、与联接盘6连接的第一内齿轮5、与内齿轮26啮合的第一太阳轮27、同时与第一太阳轮27及第一内齿轮5啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮3、N根行星轴7、第一左支承盘2和第一右支承盘8，N根行星轴7分别穿过2N个第一行星齿轮3并与第一左支承盘2和第一右支承盘8连接，第一左支承盘2上连接有高速输出轴1； 
其中所述副功率流传动机构采用单排行星齿轮传动机构，包 括通过传动副与控制轴15连接的第二太阳轮23，固定在机座4上的第二内齿轮12、分别与第二太阳轮23及第二内齿轮12啮合的N1个第二行星齿轮11，N1根行星轴13、第二左支承盘10和第二右支承盘22，N1根行星轴13分别穿过N1个第二行星齿轮11并与第二左支承盘10和第二右支承盘22连接，其中第二左支承盘10通过轴承支撑在机座4的中部内孔中且与所述联接盘6连接。 
优选的是，所述行星调速器为第二行星调速器18，其包括机座4，所述机座4内有由联接盘6连接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构的输入端连接有主功率轴19，其输出端连接有高速输出轴1，控制轴15通过传动副与副功率流传动机构连接； 
其中所述主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴19连接的内齿轮26、与联接盘6连接的第一内齿轮5、与内齿轮26啮合的第一太阳轮27、同时与第一太阳轮27及第一内齿轮5啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮3、N根行星轴7、第一左支承盘2和第一右支承盘8，N根行星轴7分别穿过2N个第一行星齿轮3并与第一左支承盘2和第一右支承盘8连接，第一左支承盘2上连接有高速输出轴1； 
所述副功率流传动机构采用星轮传动机构，所述星轮传动机构包括通过传动副与控制轴15固定在一起的双曲柄轴、固定在机座4上的第三内齿轮41、两个技术参数完全相同并交错180°同时与第三内齿轮41啮合的第三行星齿轮40、与联接盘6连接的第四左支承盘39、第四右支承盘43，在第三行星齿轮40分布圆Dz的圆周上分布有N2个滚动星轮，滚动星轮由具有对称180°布置的双曲柄和双轴伸的星轮轴42组成，双曲柄轴的偏心距与星轮轴42上双曲柄的偏心距相同，在第三行星齿轮40分布圆Dx圆周上有N2个穿孔dx，有N2根支承轴44穿过穿孔dx与滚动星轮交错布置并将第四左支承盘39和第四右支承盘43连接为整体行星架。 
优选的是，所述风力或水力发电装置，还包括：判断单元、高压发电机组16的速度检测装置、调控电机组37的速度检测装 置，其中， 
所述高压发电机组16、所述高压发电机组16的速度检测装置与所述判断单元连接，所述高压发电机组16将工作状态信号发送给所述判断单元，所述高压发电机组16的速度检测装置将速度检测信号发送给所述判断单元； 
所述调控电机组37、所述调控电机组37的速度检测装置与所述判断单元连接，所述调控电机组37将工作状态信号发送给所述判断单元，所述调控电机组37的速度检测装置将速度检测信号发送给所述判断单元； 
所述判断单元根据接收的各种信号做出判断，发送判断信号给所述调控电机组37和所述高压发电机组16。 
优选的是，所述传动副还包括制动装置，其中， 
所述制动装置与所述判断单元连接，所述判断单元根据接收的各种信号做出判断，发送判断信号给所述制动装置。 
判断单元接收到高压发电机组16的速度检测装置发送的速度检测信号，当高压发电机组16转速过低，判断单元做出判断，并发送信号给调控电机组37，调控电机组37从低压电网吸取电能，对动力机组进行功率补偿，迫使动力机组的转速通过第一行星调速器36/第二行星调速器18的调速功能得以升高，可以满足高压发电机组16的发电要求； 
当高压发电机组16的转速在正常发电转速范围内，判断单元做出判断，并发送信号给制动装置，制动装置使得调控电机组37断电制动； 
当高压发电机组16的转速超过发电转速范围时，判断单元做出判断，并发送信号给调控电机组37，调控电机组37反向旋转使得高压发电机组16转速退回到正常发电转速范围内，调控电机组37也可超同步转速运行，此时调控电机变成低压发电机。 
无论在高风速区还是低风速区，该风力或水力发电装置都可以实现连续发电。 
优选的是，所述风力或水力发电装置还包括：受电柜30、并 网柜31、液阻柜34、变频柜32、电流柜33，它们都与判断单元连接，并把各自的工作状态信号发送给判断单元。 
优选的是，所述调控电机组37包括一台或多台调控电机，当具有多台调控电机时所述各调控电机均匀对称分布在一个平面上。 
优选的是，所述风力或水力发电装置为风力发电装置，所述动力机组为风力机组9；或 
所述风力或水力发电装置为水力发电装置，所述动力机组为水力机组35。 
优选的是，所述高压发电机组16为10kV高压单速发电机或高压双速发电机，其极数范围为1～8极； 
所述调控电机组37为380V标准变频电机或660V标准变频电机。 
优选的是，所述风力或水力发电装置为立式发电装置 
或所述风力或水力发电装置为卧式发电装置。 
本风力或水力发电装置由于采用行星调速器核心技术，调速功能强，使风力或水力发电装置具有对风速(或水速)随机变化的强适应特性，不需要采用复杂的高压变频调速技术，也不会因电网的电压波动而产生工业脱网现象，对于简化风力(或水力)电气控制系统，提高并网的精度和稳定性，降低风力发电装置和水力发电装置的机械故障率，提高风能(或水能)的利用率，都具有重要意义。本实用新型的各个设备的组合形式简单，安装型式可以是卧式或立式的，可广泛应用于0.355MW～8MW的大、中型风力发电和小型水力发电领域。 
本实用新型的风力或水力发电装置使我国首次实现风力(或水力)发电的标准化、通用化和系列化，智能控制操作方便，组合形式简单，容易推广应用。风力或水力发电装置全部采用具有增速和调速双重功能的行星调速器产品以及国家标准高低压三相异步电机，其中高压发电机可以采用10kV高压单速发电机，也可以采用高压双速发电机，极数范围为1极到8极，风力或水力发 电装置的额定输出功率从0.355MW达到8MW。这样可以淘汰传统的功率单一的非标准增速器，淘汰多极高耗材电机以及复杂的电子电力逆变器组成的转换系统，还可节省一套升压变压器，发出的电能可直接并入10kV电网；比同功率的690V低压绕线式异步发电机成本低50％，而且故障率减少；高压发电机线径比低压发电机小得多，有利于大中型风场或小型水场的设备安装。高压发电机组除采用三相异步电机，亦可采用高压同步电机等。 
附图说明
图1是本实用新型实施例1的风力发电装置结构示意图； 
图2是本实用新型实施例2的水力发电装置结构示意图； 
图3是本实用新型实施例1的风力发电装置中所用的齿轮传动原理图； 
图4是本实用新型实施例2的水力发电装置中所用的齿轮传动原理图； 
图中：1-高速输出轴；2-第一左支承盘；3-第一行星齿轮；4-机座；5-第一内齿轮；6-联接盘；7、13-行星轴；8-第一右支承盘；9-风力机组；10-第二左支承盘；11-第二行星齿轮；12-第二内齿轮；14-小锥齿轮；15-控制轴；16-高压发电机组；17-大锥齿轮；18-第二行星调速器；19-主功率轴；20-空心套；21-第一联轴器；22-第二右支承盘、23-第二太阳轮；24-第二联轴器；25-制动器；26-内齿轮；27-第一太阳轮；28-第一速度传感器；29-第二速度传感器；30-受电柜；31-并网柜；32-变频柜；33-电流柜；34-液阻柜；35-水力机组；36-第一行星调速器；37-调控电机组；38-第三联轴器；39-第四左支承盘；40-第三行星齿轮；41-第三内齿轮；42-星轮轴；43-第四右支承盘；44-支承轴。 
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。 
实施例1 
本实施例提供一种风力发电装置，如图1所示，该装置为立式的(当然也可以采用卧式的结构)，包括风力机组9、高压发电机组16，还包括带有主功率流传动机构和副功率流传动机构的第一行星调速器36、调控电机组37，其中， 
风力机组9与主功率流传动机构的输入端连接， 
高压发电机组16与主功率流传动机构的输出端连接，优选的，该高压发电机组16为10kV高压双速发电机，或者也可为高压单速发电机，它们的极数范围为1～8极， 
主功率流传动机构与副功率流传动机构通过传动副连接， 
副功率流传动机构与调控电机组37连接。 
优选的是，如图3所示，第一行星调速器36包括机座4，机座4内有由联接盘6连接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构的输入端连接有主功率轴19，其输出端连接有高速输出轴1，控制轴15通过传动副与副功率流传动机构连接； 
其中主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴19连接的内齿轮26、与联接盘6连接的第一内齿轮5、与内齿轮26啮合的第一太阳轮27、同时与第一太阳轮27及第一内齿轮5啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮3、N根行星轴7、第一左支承盘2和第一右支承盘8，N根行星轴7分别穿过2N个第一行星齿轮3并与第一左支承盘2和第一右支承盘8连接，第一左支承盘2上连接有高速输出轴1； 
其中副功率流传动机构采用单排行星齿轮传动机构，包括通过传动副与控制轴15连接的第二太阳轮23，固定在机座4上的第二内齿轮12、分别与第二太阳轮23及第二内齿轮12啮合的N1个第二行星齿轮11，N1根行星轴13、第二左支承盘10和第二右支承盘22，N1根行星轴13分别穿过N1个第二行星齿轮11并与第二左支承盘10和第二右支承盘22连接，其中第二左支承盘10 通过轴承支撑在机座4的中部内孔中且与联接盘6连接。 
风力机组9通过第一联轴器21与主功率轴19直联，第一行星调速器36的高速输出轴1通过第三联轴器38与高压发电机组16直联，调控电机组37通过第二联轴器24与第一行星调速器36的控制轴15直联，调控电机组37包括两台调控电机，两个调控电机按180°对称布置。调控电机组37也可为一台、三台或四台，当其为多台使用，应对称匀均分布在同一平面上。优选的，该调控电机组37采用380V或660V标准变频电机。 
本实施例中的第一行星调速器36的传动原理是：当制动主功率轴19时，调控电机组37带动控制轴15旋转，控制轴15上的小锥齿轮14带动大锥齿轮17转动，由于大锥齿轮17与空心套20紧固连接，于是大锥齿轮17带动空心套20外圆上的第二太阳轮23旋转，N个第二行星齿轮11在旋转的第二太阳轮23和固定不动的第二内齿轮12的共同作用下作自转和公转运动，从而推动由第二左支承盘10、第二右支承盘22组合的整体行星架旋转，并通过联接盘6带动第一内齿轮5，由于第一太阳轮27固定不动，第一内齿轮5带动第一行星齿轮3围绕第一太阳轮27作公转与自转运动，并通过行星轴7带动第一左支承盘2和与之相连的高速输出轴1作增速后的运动，从而将运动输出，这样通过三级增速后，第一行星调速器36得到一个控制转速nd；当制动控制轴15、风力机组9驱动主功率轴19旋转时，主功率轴19通过内齿轮26带动第一太阳轮27旋转，由于此时第一内齿轮5固定不动，于是第一太阳轮27带动第一行星齿轮3围绕第一内齿轮5作公转与自转运动，同理通过行星轴7带动第一左支承盘2和与之相连的高速输出轴1作增速后的运动，从而将运动输出，此时，通过一级增速后高速输出轴1得到一个工作转速nH；当启动风力机组9带动主功率轴19旋转，再启动调控电机组37带动控制轴15旋转、经两级增速后使第一内齿轮5与第一太阳轮27同向旋转时，高速输出轴1获得一个最高工作转速ng、反向旋转时获得一个最佳启动转速nf，以上各技术参数的关系是： 
ng＝nH+nd； 
nf＝nH-nd； 
nH＝(ng+nf)/2； 
nd＝ng-nH； 
nd＝nK/iK； 
nH＝n/i； 
其中，iK为制动主功率轴19时第一行星调速器36的总传动比，i为制动控制轴15时第一行星调速器36的总传动比；设输出转速为nd时的输出转矩为Td，输出转速为nH时的输出转矩为TH，则应满足Td＝TH转矩平衡的要求。 
第一行星调速器36的工作过程如下：启动调控电机组37后，接着启动风力机组9并使之相反方向旋转，使用最佳启动转速nf以启动；进而制动调控电机组37、风力机组9继续旋转，使第一行星调速器36的输出转速从nf上升到nH；再启动调控电机组37使之与风力机组9同向旋转，使第一行星调速器36的输出轴转速从nH上升到最高工作转速ng；如果需要无级调速，则采用变频调速调控电机组37(或其它无级调速)按上述程序操作调控电机组37使转速从nf无级升速到nH，再从nH无级升速到ng，或相反过程，由于调控电机组37的功率PK远小于高压发电机组16的功率P，因此通过较小功率设备的有级或无级调速达到大功率设备有级或无级调速的目的。 
本实施中的第一行星调速器36的特点是：第一行星调速器36可以实现低转速重载设备调速运行，能取得节材节能双重经济效益，且输出端可以串联各种调速传动机构以组合成不同用途的调速器。同时，第一行星调速器36可以在更大范围内满足发电装置工况的需要，用作风力发电增速器有利于风电并网。 
优选的是，该风力发电装置还包括：判断单元、高压发电机组16的速度检测装置，调控电机组37的速度检测装置，其中， 
高压发电机组16、高压发电机组16的速度检测装置与判断单元连接，高压发电机组16将工作状态信号发送给判断单元，高 压发电机组16的速度检测装置将速度检测信号发送给判断单元；该判断单元优选为风电系统控制台，高压发电机组16的速度检测装置为第二速度传感器29； 
调控电机组37、调控电机组37的速度检测装置与判断单元连接，调控电机组37将工作状态信号发送给判断单元，调控电机组37的速度检测装置将速度检测信号发送给判断单元；调控电机组37的速度检测单元为第一速度传感器28； 
判断单元根据接收的各种信号做出判断，发送判断信号给调控电机组37和高压发电机组16； 
调控电机组37的转速与高压发电机组16的转速之间通过判断单元采取智能电气闭环控制。 
优选的是，传动副还包括制动装置，其中， 
制动装置与判断单元连接，判断单元根据接收的各种信号做出判断，发送判断信号给制动装置，制动装置优选为制动器25，制动器25设置在第二联轴器24上。 
优选的是，风力发电装置还包括受电柜30、并网柜31、液阻柜34、变频柜32、电流柜33，它们都与判断单元连接，并把各自的工作状态信号发送给判断单元。 
本实施例中该风力发电装置的调速过程为：工作时，风力机组9按风速的变化通过第一联轴器21、主功率轴19低速驱动第一行星调速器36，在调控电机组37的启动和控制下，通过自身的调速功能，按一定的增速比进行齿轮传动输出转速，使高压发电机组16的6极或4极转速进入同步转速n～1.02n发电速度区发电，正常供给工业电网。 
每台调控电机以及高压发电机分别装有第一速度传感器28和第二速度传感器29，工作时，调控电机组37的转速与高压发电机组16的转速之间通过风电系统控制台采取电气闭环控制，保证高压发电机组16的6极或4极符合并网条件的速度区段转速稳定，提高并网电能的质量。因为风力的大小是随机变化的，风电系统控制台和调控电机组37的智能电气闭环控制就显得十分重要，其 具体控制过程可如下： 
当风力机组9捕捉的风速处于低风速满足不了高压发电机组16转速调节要求时，风电系统控制台获得高压发电机组16第二速度传感器29的信号以后，立刻发出指令给调控电机组37，调控电机组37从低压电网吸取电能对风力机组9进行功率补偿，迫使风力机组9的转速通过第一行星调速器36的增速功能得以升高，可以满足高压发电机组16的发电的转速要求。 
当风力机组9捕捉的风速逐步增加时，使高压发电机组16转速大于n～1.02n发电速度区时，风电系统控制台获得信号后立即发出指令，控制调控电机组37反向旋转迫使高压发电机组16转速退回到n～1.02n发电速度区，同时调控电机组37亦可超同步转速运行，此时由调控电机组37变成低压发电机；在迫使高压发电机组16降速到发电速度区的同时，低压发电机向低压电网输送低压电能，风力机组9处于发电最佳状态；高压发电机组16与低压发电机同时处于发电状态，发出的电能分别送到高压电网和低压电网。 
当风力机组9捕捉的风速再继续增加时，并经风电系统控制台检测，单纯依靠风能就能使高压发电机组16的6极转速稳定在发电速度区稳定发电而无需调控电机组37进行功率补偿。在这种状态下，风电系统控制台发出信号使调控电机组37断电制动。当高压发电机组16的6极转速升到限定位置时，调控电机组37可以跟随高压发电机组16的6极转速作超同步转速发电运行，于是这时的风力调速发电机组同时有两种发电机发电，一种是高压发电机组16的6极发出高压电并入高压电网；另一种是调控电机组37发出低压电，通过低压母线回馈到低压电网，风力发电装置处于第一个高效发电状态。 
当风力机组9捕捉的风速再继续加大时，第一行星调速器36输出转速超过1020r/min升到1210r/min不能再上升时，风电系统控制台获得信号后，发出指令启动调控电机组37反向旋转，使调速器输出转速降低到1010r/min，返回到6极电机发电速度区，继 续发出指令使高压发电机组16的6极额定功率P2并网；当第一行星调速器36的输出转速超过1020r/min上升到1235r/min时，则启动调控电机组37使调控转速顺方向旋转，使高压发电机组16的转子轴转速从1235r/min上升到1515r/min，使高压发电机组16的发出的4极额定功率P1供给工业电网。 
当风力机组9捕捉的风速足够大时，有足够的风能保证高压发电机组16转速在1500～1530r/min范围而无需调控电机组37功率补偿时，风电系统控制台获得信号后，发出指令使调控电机组37可断电制动，或者指令调控电机组37跟随高压发电机组16作超同步转速发电运转，通过母线将发出的电能回馈到低压电网，这时高压发电机组16与调控电机组37同时发电分别并入各自的电网，风力发电装置处于第二个发电效率最佳状态。 
通过工作原理可看出，由于该行星齿轮的调速范围较宽，无论风力机组9是在高风速区还是在低风速区，其风能都可以通过本实用新型产品得到充分利用。 
风电系统控制台对调控电机组37的控制，还有另外一个重要功能，可以使高压发电机组16端电压在发电速度区内能跟随电网电压的波动而变化，从而使得高压发电机组16不因电网的电压波动而脱网，大大减少对国家电网的不良影响。 
本实用新型由于采用行星调速器核心技术，高转速高效高压发电机组16完全可以替代低效高耗材低速电机以实现风力发电，取得节材节能双重经济效益。 
本实用新型按其承载能力，将10kV标准4/6极和6/8极高压异步电机以及标准低压电机整合成承载能力、性能参数完全匹配的额定输出功率从0.355MW～8MKW的成套风力发电装置系列设备，为我国风力机实现标准化、通用化、系列化打开了方便之门，对大力发展我国风电产业具有十分突出的经济意义和技术意义。 
本实用新型可广泛用于水平轴风力机和垂直轴风力机配套。 
实施例2 
本实施例中的水力发电装置具有与实施例1的风力发电装置类似的结构，如图2所示，其与实施例1的区别在于，与主功率流传动机构的输入端连接的为水力机组35，第二行星调速器18的结构不同，判断单元为水电系统控制台。 
优选的是，如图4所示，第二行星调速器18包括机座4，机座4内有由联接盘6连接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构的输入端连接有主功率轴19，其输出端连接有高速输出轴1，控制轴15通过传动副与副功率流传动机构连接； 
其中主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴19连接的内齿轮26、与联接盘6连接的第一内齿轮5、与内齿轮26啮合的第一太阳轮27、同时与第一太阳轮27及第一内齿轮5啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮3、N根行星轴7、第一左支承盘2和第一右支承盘8，N根行星轴7分别穿过2N个第一行星齿轮3并与第一左支承盘2和第一右支承盘8连接，第一左支承盘2上连接有高速输出轴1； 
副功率流传动机构采用星轮传动机构，星轮传动机构包括通过传动副与控制轴15固定在一起的双曲柄轴、固定在机座4上的第三内齿轮41、两个技术参数完全相同并交错180°同时与第三内齿轮41啮合的第三行星齿轮40、与联接盘6连接的第四左支承盘39、第四右支承盘43，在第三行星齿轮40分布圆Dz的圆周上分布有N2个滚动星轮，滚动星轮由具有对称180°布置的双曲柄和双轴伸的星轮轴42组成，双曲柄轴的偏心距与星轮轴42上双曲柄的偏心距相同，在第三行星齿轮40分布圆Dx圆周上有N2个穿孔dx，有N2根支承轴44穿过穿孔dx与滚动星轮交错布置并将第四左支承盘39和第四右支承盘43连接为整体行星架。 
该水力发电装置发电原理与实施例1中的风力发电装置发电原理相同。 
当较低的水力增加时，高压发电机组16的8极转速进入750～765r/min发电速度区，向电网正常供电，并经水电系统控制台检 测，单纯依靠水能就能使高压发电机组16的8极转速稳定在发电速度区发电，而无需调控电机组37进行功率补偿，在这种状态下，水电系统控制台发出信号使调控电机组37断电制动，当高压发电机组16转速升到限定位置为1.02n时，调控电机组37可以跟随高压发电机组16的8极转速作超同步转速发电运行，于是高低压水力调速发电机组同时有两个发电机发电，一种是高压发电机组16的8极转速发出高压电并入高压电网；另一种是调控电机组37发出低压电，通过低压母线回馈到低压电网，水力发电装置处于第一个高效发电状态。 
当水力加大，使水力机组35转速增加，第二行星调速器18输出转速超过765r/min升到800r/min不能再上升时，启动调控电机组37反向旋转，使第二行星调速器18输出转速降低到750～765r/min速度区继续发电；当第二行星调速器18输出转速超过765r/min，上升到806r/min以上时，则启动调控电机组37使调控转速nd为“+”，使第二行星调速器18输出轴转速上升进入高压发电机组16的6极转速发电速度区1000～1020r/min，高压发电机组16的6极发出高压电额定功率2500KW进入工业电网。 
当水力足够大，有足够的水能保证高压发电机组16的转速在1000～1020r/min范围以内而无需调控电机组37功率补偿时，则水电系统控制台发出信号使调控电机组37断电制动，当转速超过1020r/min时，调控电机组37启动并跟随高压发电机组16做超同步转速发电运转，通过低压母线将发出的电能回馈到低压电网，这时高压发电机组16与调控电机组37同时发出高压电和低压电分别并入各自的电网，水力发电装置处于第二个发电效率最佳状态。 
通过工作原理可看出，无论水力机组35的速度如何变化，都可以通过本实用新型产品得到充分利用。另外，还可以通过水电系统控制台对调控电机组37的控制，使高压发电机组16端电压在发电速度区内能跟随电网电压的波动而变化，从而使得高压发电机组16不因电网的电压波动而脱网，大大减少对国家电网的不 良影响。本实用新型由于第二行星调速器18的核心技术，可以采用高转速高效高压发电机组16替代低效高耗材低速电机以实现水力发电，能取得节材节能双重经济效益。 
本实用新型可广泛用于垂直轴水力机配套。本实施例的优点是，除具有在第一个实施例中已叙述过的标准化、通用化、系列化、水平高以及发电效率高等一系列优点外，还有相当高的水能利用率，而且其独特的优点就是本实用新型在水平面以上的整机高度远远低于现有技术的水力发电机组，设备稳定均衡，安装方便，适合安装在众多的江河发电带上。同时，水轮转轴可以工作在低速区，对保护水下鱼类生存有极大的益处。 
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种风力或水力发电装置，包括动力机组、高压发电机组(16)，其特征在于，还包括：带有主功率流传动机构和副功率流传动机构的行星调速器(36、18)、调控电机组(37)，其中，
所述动力机组与所述主功率流传动机构的输入端连接；
所述高压发电机组(16)与所述主功率流传动机构的输出端连接；
所述主功率流传动机构与所述副功率流传动机构通过传动副连接；
所述副功率流传动机构与所述调控电机组(37)连接。
2.根据权利要求1所述的风力或水力发电装置，其特征在于，所述行星调速器为第一行星调速器(36)，其包括机座(4)，所述机座(4)内有由联接盘(6)连接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构的输入端连接有主功率轴(19)，其输出端连接有高速输出轴(1)，控制轴(15)通过传动副与副功率流传动机构连接；
其中所述主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴(19)连接的内齿轮(26)、与联接盘(6)连接的第一内齿轮(5)、与内齿轮(26)啮合的第一太阳轮(27)、同时与第一太阳轮(27)及第一内齿轮(5)啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮(3)、N根行星轴(7)、第一左支承盘(2)和第一右支承盘(8)，N根行星轴(7)分别穿过2N个第一行星齿轮(3)并与第一左支承盘(2)和第一右支承盘(8)连接，第一左支承盘(2)上连接有高速输出轴(1)；
其中所述副功率流传动机构采用单排行星齿轮传动机构，包括通过传动副与控制轴(15)连接的第二太阳轮(23)，固定在机座(4)上的第二内齿轮(12)、分别与第二太阳轮(23)及第二内齿轮(12)啮合的N1个第二行星齿轮(11)，N1根行星轴(13)、第二左支承盘(10) 和第二右支承盘(22)，N1根行星轴(13)分别穿过N1个第二行星齿轮(11)并与第二左支承盘(10)和第二右支承盘(22)连接，其中第二左支承盘(10)通过轴承支撑在机座(4)的中部内孔中且与所述联接盘(6)连接。
3.根据权利要求1所述的风力或水力发电装置，其特征在于，所述行星调速器为第二行星调速器(18)，其包括机座(4)，所述机座(4)内有由联接盘(6)连接的主功率流传动机构和副功率流传动机构，主功率流传动机构的输入端连接有主功率轴(19)，其输出端连接有高速输出轴(1)，控制轴(15)通过传动副与副功率流传动机构连接；
其中所述主功率流传动机构采用单副双排行星齿轮传动机构，其包括与主功率轴(19)连接的内齿轮(26)、与联接盘(6)连接的第一内齿轮(5)、与内齿轮(26)啮合的第一太阳轮(27)、同时与第一太阳轮(27)及第一内齿轮(5)啮合的2N个技术参数相同的第一行星齿轮(3)、N根行星轴(7)、第一左支承盘(2)和第一右支承盘(8)，N根行星轴(7)分别穿过2N个第一行星齿轮(3)并与第一左支承盘(2)和第一右支承盘(8)连接，第一左支承盘(2)上连接有高速输出轴(1)；
所述副功率流传动机构采用星轮传动机构，所述星轮传动机构包括通过传动副与控制轴(15)固定在一起的双曲柄轴、固定在机座(4)上的第三内齿轮(41)、两个技术参数完全相同并交错180°同时与第三内齿轮(41)啮合的第三行星齿轮(40)、与联接盘(6)连接的第四左支承盘(39)、第四右支承盘(43)，在第三行星齿轮(40)分布圆Dz的圆周上分布有N2个滚动星轮，滚动星轮由具有对称180°布置的双曲柄和双轴伸的星轮轴(42)组成，双曲柄轴的偏心距与星轮轴(42)上双曲柄的偏心距相同，在第三行星齿轮(40)分布圆Dx圆周上有N2个穿孔dx，有N2根支承轴(44)穿过穿孔dx与滚动星轮交错布置并将第四左支承盘(39)和第四右支承盘(43)连接为整体行星架。 
4.根据权利要求1～3任意一项所述的风力或水力发电装置，其特征在于，还包括：判断单元、高压发电机组(16)的速度检测装置、调控电机组(37)的速度检测装置，其中，
所述高压发电机组(16)、所述高压发电机组(16)的速度检测装置与所述判断单元连接，所述高压发电机组(16)将工作状态信号发送给所述判断单元，所述高压发电机组(16)的速度检测装置将速度检测信号发送给所述判断单元；
所述调控电机组(37)、所述调控电机组(37)的速度检测装置与所述判断单元连接，所述调控电机组(37)将工作状态信号发送给所述判断单元，所述调控电机组(37)的速度检测装置将速度检测信号发送给所述判断单元；
所述判断单元根据接收的各种信号做出判断，发送判断信号给所述调控电机组(37)和所述高压发电机组(16)。
5.根据权利要求4所述的风力或水力发电装置，其特征在于，所述传动副还包括制动装置，其中，
所述制动装置与所述判断单元连接，所述判断单元根据接收的各种信号做出判断，发送判断信号给所述制动装置。
6.根据权利要求4所述的风力或水力发电装置，其特征在于，还包括：受电柜(30)、并网柜(31)、液阻柜(34)、变频柜(32)、电流柜(33)，它们都与判断单元连接，并把各自的工作状态信号发送给判断单元。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的风力或水力发电装置，其特征在于，所述调控电机组(37)包括一台或多台调控电机，当具有多台调控电机时所述各调控电机均匀对称分布在一个平面上。
8.根据权利要求1～3任意一项所述的风力或水力发电装置， 其特征在于，
所述风力或水力发电装置为风力发电装置，所述动力机组为风力机组(9)；
或
所述风力或水力发电装置为水力发电装置，所述动力机组为水力机组(35)。
9.根据权利要求1～3任意一项所述的风力或水力发电装置，其特征在于，
所述高压发电机组(16)为10kV高压单速发电机或高压双速发电机，其极数范围为1～8极；
所述调控电机组(37)为380V标准变频电机或660V标准变频电机。
10.根据权利要求1～3任意一项所述的风力或水力发电装置，其特征在于，
其为立式发电装置或卧式发电装置。 
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