CN207229295U - 变桨系统以及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变桨系统以及风力发电机组。变桨系统包括：变桨减速器，包括减速器外壳及输入轴；变桨电机，与变桨减速器连接设置，变桨电机包括电机壳体以及输出轴，输出轴与输入轴同轴连接以形成传动轴；减速器外壳与电机壳体相连接，在连接处形成环形连接部，环形连接部位于传动轴的外周侧；油脂检测装置，包括对应设置于环形连接部的油脂检测器，以检测电机壳体与减速器外壳的连接处渗油状况。本实用新型的风力发电机组的变桨系统能够及时、快速且准确地检测出变桨减速器是否发生润滑油泄露，保证风力发电机组正常运行。

Description

变桨系统以及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种变桨系统以及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组是一种将风能转化为电能的设备，主要包括机舱、发电机、叶轮、塔架四部分。叶轮作为风力发电机的关键前端输入部件，其主要由叶片系统和轮毂系统组成。轮毂系统中的变桨系统通过变桨减速器和变桨电机共同作用来驱动叶片系统进行相应的对风等相关工作。

然而，便将系统长期使用后，变桨减速器的输入轴会发生密封失效。变桨减速器齿轮箱内部的润滑油会发生泄漏。泄漏出的润滑油如果没有被及时发现，将会影响风力发电机组的运行安全，风力发电机组可能会出现故障停机。这样，不仅影响机组的发电效率，还对机组设备造成经济损失。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种变桨系统以及风力发电机组。该风力发电机组的变桨系统能够及时、快速且准确地检测出变桨减速器是否发生润滑油泄露，保证风力发电机组正常运行。

一方面，本实用新型实施例提出了一种变桨系统，用于风力发电机组，其包括：变桨减速器，变桨减速器包括具有容纳腔的减速器外壳及位于容纳腔的输入轴；变桨电机，与变桨减速器连接设置，变桨电机包括电机壳体以及从电机壳体穿出的输出轴，输出轴与输入轴同轴连接以形成传动轴；减速器外壳与电机壳体相连接，在连接处形成环形连接部，环形连接部位于传动轴的外周侧；油脂检测装置，油脂检测装置包括对应设置于环形连接部的油脂检测器，以检测电机壳体与减速器外壳的连接处渗油状况。

根据本实用新型实施例的一个方面，油脂检测器设置于环形连接部的外周侧，油脂检测器包括环形支撑部件以及设置于环形支撑部件并与环形连接部相对设置的检测部件，油脂检测器通过环形支撑部件与环形连接部可拆卸连接，检测部件用于检测渗油状况。

根据本实用新型实施例的一个方面，环形支撑部件具有环形槽，环形槽的槽口朝向环形连接部，检测部件设置于环形槽的底部；环形连接部的一部分插入环形槽。

根据本实用新型实施例的一个方面，环形支撑部件包括两个以上的首尾相连接的连接段，至少两个相邻的连接段可拆卸式连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，连接段的数量为两个，两个连接段中的每个连接段为半环结构，两个连接段各自的一端相互铰接，各自的另一端相互可拆卸连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，油脂检测器进一步包括第一引线部件和第二引线部件，第一引线部件和第二引线部件分别与检测部件电气连接，两个连接段中的一者上设置第一引线部件，另一者上设置第二引线部件。

根据本实用新型实施例的一个方面，检测部件为环形检测带，环形检测带环绕环形连接部设置。

根据本实用新型实施例的一个方面，油脂检测装置进一步包括与油脂检测器通信连接的信号发射器以及与信号发射器通信连接的信号接收器；信号接收器根据与信号发射器的信号交互状态表征油脂检测器的检测结果。

根据本实用新型实施例的一个方面，油脂检测装置进一步包括环状卡箍，信号发射器通过环状卡箍可拆卸连接于变桨电机的电机壳体。

根据本实用新型实施例的一个方面，变桨减速器的减速器外壳包括第一法兰，变桨减速器的输入轴与第一法兰同轴设置，电机壳体包括第二法兰，第一法兰与第二法兰相连接以形成环形连接部。

根据本实用新型实施例提供的变桨系统包括变桨减速器、变桨电机和油脂检测装置。变桨减速器包括封闭式的减速器外壳和输入轴。变桨电机包括电机壳体以及从电机壳体穿出的输出轴。变桨电机的输出轴与变桨减速器的输入轴同轴连接以形成传动轴，以使两者实现动力传递。变桨减速器的减速器外壳与变桨电机的电机壳体连接处形成环形连接部。油脂检测装置包括对应设置于环形连接部的油脂检测器，以检测电机壳体与减速器外壳的连接处渗油状况。当油脂检测器检测到从变桨减速器的输入轴与减速器外壳之间的间隙泄漏出的润滑油时，可以将风力发电机组及时停机，并对变桨减速器进行维修或更换，从而避免大量的润滑油泄漏且未被及时发现而影响整个风力发电机组的运行，降低润滑油泄漏引起的故障停机概率，提高风力发电机组的发电效率。

另一个方面，本实用新型实施例提供一种风力发电机组，其包括：如上述的变桨系统。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一实施例的变桨系统的局部结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本实用新型一实施例的油脂检测器的结构示意图；

图4是图3中B-B剖视结构示意图；

图5是本实用新型另一实施例的变桨系统的局部结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、变桨减速器；11、减速器外壳；12、输入轴；13、第一法兰；2、变桨电机；21、电机壳体；22、输出轴；23、第二法兰；3、环形连接部；4、油脂检测装置；41、油脂检测器；411、环形支撑部件；411a、环形槽；411b、连接段；411c、第一环形板；411d、第二环形板；411e、第三环形板；412、检测部件；413、第一引线部件；414、第二引线部件；42、信号发射器；43、信号接收器；5、环状卡箍。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图5根据本实用新型实施例的变桨系统进行详细描述。

本实用新型实施例的变桨系统用于风力发电机组。风力发电机组包括轮毂、叶片以及用于连接叶片和轮毂的回转支承。回转支承包括可相对转动的转动圈和静止圈。叶片与转动圈连接固定。轮毂与静止圈连接固定。变桨系统安装于风力发电机组的轮毂。变桨系统能够驱动转动圈转动以同步驱动叶片转动，从而调整叶片的迎风角，使叶片能够充分利用风能。

图1示意性地显示了一实施例的变桨系统局部结构。结合图1和图2，本实施例的变桨系统包括变桨减速器1和变桨电机2。变桨电机2通过变桨减速器1将动力传递至回转支承的转动圈。变桨减速器1包括减速器外壳11、输出轴、输入轴12以及设置于输出轴和输入轴12之间的传动机构。变桨电机2包括电机壳体21以及从电机壳体21穿出的输出轴22。变桨电机2的输出轴22与变桨减速器1的输入轴12同轴连接以形成传动轴，以使两者实现动力传递。

为了保持变桨减速器1的传动机构正常工作，变桨减速器1内部填充有液态润滑油。液态润滑油能够对传动机构进行润滑或降温。在变桨减速器1长期工作后，变桨减速器1的输入轴12与减速器外壳11之间设置的密封部件会发生损坏，从而润滑油会从输入轴12与减速器外壳11之间的间隙泄漏。

变桨减速器1的减速器外壳11具有容纳腔。变桨减速器1的输入轴12位于容纳腔内。变桨减速器1的减速器外壳11与变桨电机2的电机壳体21相连接。电机壳体21能够封闭减速器外壳11的容纳腔，使得变桨减速器1的输入轴12和变桨电机2的输出轴22均处于封闭的容纳腔内。变桨减速器1的减速器外壳11与变桨电机2的电机壳体21连接处形成环形连接部3。环形连接部3位于变桨减速器1的输入轴12和变桨电机2的输出轴22构造成的传动轴的外周侧。当润滑油从输入轴12与减速器外壳11之间的间隙泄漏时，泄漏出的润滑油会沿着减速器外壳11形成容纳腔的表面流动，并最终流动至环形连接部3。

本实施例的变桨系统还包括油脂检测装置4。油脂检测装置4包括对应设置于环形连接部3的油脂检测器41，以检测电机壳体21与减速器外壳11的连接处渗油状况。当油脂检测器41检测到从变桨减速器1的输入轴12与减速器外壳11之间的间隙泄漏出的润滑油时，可以将风力发电机组及时停机，并对变桨减速器1进行维修或更换，从而避免大量的润滑油泄漏且未被及时发现而影响整个风力发电机组的运行，降低润滑油泄漏引起的故障停机概率，提高风力发电机组的发电效率。

本实施例的油脂检测器41可以设置于环形连接部3的外周侧。油脂检测器41包括环形支撑部件411以及设置于环形支撑部件411上的检测部件412。油脂检测器41通过环形支撑部件411与环形连接部3可拆卸连接，以便于油脂检测器41拆装维护。可选地，环形支撑部件411通过螺钉与环形连接部3连接固定。检测部件412与环形连接部3相对设置，以使检测部件412能够对从环形连接部3泄漏出的润滑油直接进行检测，提高检测精度和准确性。本实施例的检测部件412可以环绕整个环形连接部3设置，也可以部分环绕环形连接部3设置。由于需要在轮毂不断转动状态下对变桨减速器1进行检测，因此优选地，检测部件412环绕整个环形连接部3设置，从而检测部件412可以在整个周向方向上对环形连接部3进行检测。从环形连接部3任何一个位置泄漏出的润滑油都可以被检测部件412检测到，提升了油脂检测器41的检测精度以及检测准确性。

在一个实施例中，检测部件412为环形检测带。环形检测带环绕整个环形连接部3设置。环形检测带通过电流的变化来检测是否有润滑油滴落至环形检测带，以此判断变桨减速器1的输入轴12处是否密闭失效，润滑油是否发生泄漏。当变桨减速器1密闭良好时，环形检测带保持正常导通状态，电流信号正常。当从环形连接部3泄漏出的润滑油与环形检测带接触时，环形检测带的电阻会迅速增大，从而环形检测带保持断开状态，电流信号异常。可选地，环形检测带检测到润滑油泄漏时，油脂检测器41会发出警报，例如声音、灯光等，以及时提示操作人员。

图3示意性地显示了一实施例的油脂检测器41的结构。结合图3和图4，本实施例的环形支撑部件411具有环形槽411a。环形槽411a的槽口朝向环形连接部3。环形支撑部件411通过环形槽411a快速准确地定位于环形连接部3上，再使用紧固件将环形支撑部件411和环形连接部3连接固定，使得环形支撑部件411和环形连接部3组装工作效率高，装配精度高。另外，环形槽411a具有引流功能，能够将从环形连接部3泄漏出的润滑油引导至检测部件412处，避免泄漏的润滑油流动到其它区域而无法被检测部件412检测到，从而提高油脂检测器41的检测精度。

可选地，本实施例的环形支撑部件411包括沿自身轴向延伸的第一环形板411c、沿环形支撑件的自身径向延伸的第二环形板411d以及沿环形支撑件的自身径向延伸的第三环形板411e。第二环形板411d和第三环形板411e均与第一环形板411c相连接。第二环形板411d和第三环形板411e均朝向第一环形板411c的轴线延伸。第二环形板411d和第三环形板411e沿第一环形板411c的轴向平行间隔设置，且均与第一环形板411c垂直。第一环形板411c、第二环形板411d和第三环形板411e共同形成环形槽411a。环形支撑部件411通过第二环形板411d和第三环形板411e卡接到环形连接部3上，且第一环形板411c与环形连接部3保持预定距离。环形连接部3的一部分插入环形槽411a以与环形支撑部件411卡接连接。第一环形板411c朝向环形连接部3的表面为环形槽411a的底部。检测部件412设置于环形槽411a的底部上。

本实施例的环形支撑部件411包括两个以上的首尾相连接的连接段411b，至少两个相邻的连接段411b可拆卸式连接，其余的相邻两个连接段411b之间为铰接或枢接连接。在一个示例中，两个以上的连接段411b中相邻两个连接段411b各自的端部通过卡扣、螺钉等方式可拆卸连接，其余相邻两个连接段411b之间铰接或者枢接连接。环形支撑部件411与环形连接部3安装过程是，首先将两个可拆卸连接的连接段411b打开，再将所有的连接段411b沿环形连接部3的周向定位于环形连接部3的外侧，最后将两个可拆卸连接的连接段411b通过紧固件锁紧以使环形支撑部件411连接固定于环形连接部3。这样，环形支撑部件411与环形连接部3组装过程简单快速。

优选地，本实施例的环形支撑部件411包括两个连接段411b。每个连接段411b为半环结构。两个连接段411b尺寸结构相同。两个连接段411b拼接形成一个整环结构。两个连接段411b各自的一端相互铰接连接，各自的另一端相互可拆卸连接。在一个示例中，两个连接段411b各自的一端均设置有轴孔。两个连接段411b的轴孔对齐后，插入销轴。两个连接段411b可围绕销轴转动实现开合。本实施例的环形支撑部件411与环形连接部3安装过程是，首先转动两个连接段411b，以使两个连接段411b打开形成一开口，两个连接段411b通过该开口套接到环形连接部3上，然后合拢两个连接段411b，使两个连接段411b各自的另一端相靠近，然后使用螺钉等紧固件将两个连接段411b各自的另一端连接固定，完成环形支撑部件411与环形连接部3组装工作。

本实施例的油脂检测器41还包括第一引线部件413和第二引线部件414。第一引线部件413和第二引线部件414分别与检测部件412电气连接。第一引线部件413和第二引线部件414均用于收纳与检测部件412电气连接的各种线缆或电路板等元器件，以对线缆或电路板等元器件形成保护，同时保持油脂检测器41外观整洁。当环形支撑部件411包括两个半环结构的连接段411b时，两个连接段411b中的一者上设置第一引线部件413，另一者上设置第二引线部件414。在一个实施例中，第一引线部件413和第二引线部件414结构相同。这里以第一引线部件413为例来说明，第一引线部件413为封闭式的罩体。该罩体设置于两个连接段411b中的一个连接段411b的自由端部且位于连接段411b背向环形连接部3的表面上。

图5示意性地显示了一实施例的变桨系统局部结构。如图5所示，本实施例的油脂检测装置4还包括油脂检测器41通信连接的信号发射器42以及与信号发射器42通信连接的信号接收器43。油脂检测器41将检测结果发送至信号发射器42。信号接收器43根据与信号发射器42的信号交互状态来表征油脂检测器41的检测结果。信号接收器43通过接收信号发射器42发出的正常信号或异常信号来判断油脂检测器41处是否有润滑油存在，或者，信号接收器43通过与信号发射器42之间是否有信号交互来判断油脂检测器41处是否有润滑油存在。可选地，信号发射器42设置于变桨系统，信号接收器43设置于地面控制中心。操作人员可以在地面控制中心实时查看信号接收器43接收到的信号。当检测部件412检测到变桨减速器1发射泄漏时，信号接收器43通过警报的方式及时提醒操作人员。操作人员可以快速地对风力发电机组进行停机检修工作。这样，油脂检测装置4自动化程度高，能够实现远程监视和控制工作，提高检测便利性和灵活性。

在一个示例中，检测部件412为环形检测带。当变桨减速器1密封良好无润滑油泄漏时，经过环形检测带的电流处于正常值，此时信号发射器42正常工作，正常向信号接收器43发射信号。当变桨减速器1密封失效有润滑油泄漏且泄漏的润滑油流动至环形检测带上时，环形检测带的电阻会迅速增大，使得经过环形检测带的电流中断，此时信号发射器42不再向信号接收器43发射信号，两者之间信号中断。这样，操作人员可以根据信号接收器43的信号有无及时判断变桨减速器1有无润滑油泄漏。

本实施例的油脂检测装置4还包括环状卡箍5。信号发射器42通过环状卡箍5可拆卸连接于变桨电机2的电机壳体21。环状卡箍5与电机壳体21的形状相匹配。环状卡箍5包括可以打开和合拢的两个半环形板。信号发射器42通过环状卡箍5可以方便快速地安装固定于电机壳体21上。环状卡箍5连接可靠稳定，从而提高信号发射器42的位置稳定性，提升信号发射器42的安装便利性。

本实施例的变桨减速器1的减速器外壳11包括第一法兰以及与第一法兰一体成型的锥形壳。锥形壳围合的空间形成容纳部。变桨减速器1的输入轴12延伸至锥形壳内并与第一法兰同轴设置。电机壳体21包括第二法兰。第一法兰与第二法兰通过紧固件相连接以形成环形连接部3。变桨减速器1和变桨电机2通过第一法兰和第二法兰连接的方式，能够使得变桨减速器1和变桨电机2组装快速，连接可靠。变桨电机2的输出轴22延伸至锥形壳内并与变桨减速器1的输入轴12连接形成传动轴。第一法兰与第二法兰的端面之间直接刚性接触。油脂检测器41通过环形支撑件设置于第一法兰和第二法兰的外周侧。油脂检测器41用于检测是否有润滑油从第一法兰和第二法兰接触面之间渗出，以检测变桨减速器1有无发生泄漏。环形支撑部件411与环形连接部3的形状相匹配。环形支撑部件411与环形连接部3各自整体可以是圆环或多边形环。

本实施例的油脂检测器41也可以设置于环形连接部3的内周侧。在一个实施例中，环形连接部3的内周侧设置环形凹槽。环形凹槽环绕由变桨减速器1的输入轴12和变桨电机2的输出轴22形成的传动轴设置。油脂检测器41设置于该环形凹槽内。当润滑油从变桨减速器1中渗出时，润滑油会流动至该环形凹槽，并最终与油脂检测器41发生接触而被油脂检测器41检测到。

本实用新型实施例还提供一种风力发电机组。该风力发电机组包括轮毂、叶片以及设置于轮毂并用于驱动叶片变桨的变桨系统。变桨系统能够及时地检测出所包括的变桨减速器1是否发生润滑油泄漏情况，从而能够保证风力发电机组运行安全，避免发生严重故障而影响发电效率，造成不必要的损失。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种变桨系统，用于风力发电机组，其特征在于，包括：

变桨减速器(1)，所述变桨减速器(1)包括具有容纳腔的减速器外壳(11)及位于所述容纳腔的输入轴(12)；

变桨电机(2)，与所述变桨减速器(1)连接设置，所述变桨电机(2)包括电机壳体(21)以及从所述电机壳体(21)穿出的输出轴(22)，所述输出轴(22)与所述输入轴(12)同轴连接以形成传动轴；所述减速器外壳(11)与所述电机壳体(21)相连接，在连接处形成环形连接部(3)，所述环形连接部(3)位于所述传动轴的外周侧；

油脂检测装置(4)，所述油脂检测装置(4)包括对应设置于所述环形连接部(3)的油脂检测器(41)，以检测所述电机壳体(21)与所述减速器外壳(11)的所述连接处渗油状况。

2.根据权利要求1所述的变桨系统，其特征在于，所述油脂检测器(41)设置于所述环形连接部(3)的外周侧，所述油脂检测器(41)包括环形支撑部件(411)以及设置于所述环形支撑部件(411)并与所述环形连接部(3)相对设置的检测部件(412)，所述油脂检测器(41)通过所述环形支撑部件(411)与所述环形连接部(3)可拆卸连接，所述检测部件(412)用于检测所述渗油状况。

3.根据权利要求2所述的变桨系统，其特征在于，所述环形支撑部件(411)具有环形槽(411a)，所述环形槽(411a)的槽口朝向所述环形连接部(3)，所述检测部件(412)设置于所述环形槽(411a)的底部；所述环形连接部(3)的一部分插入所述环形槽(411a)。

4.根据权利要求2所述的变桨系统，其特征在于，所述环形支撑部件(411)包括两个以上的首尾相连接的连接段(411b)，至少两个相邻的连接段(411b)可拆卸式连接。

5.根据权利要求4所述的变桨系统，其特征在于，所述连接段(411b)的数量为两个，两个所述连接段(411b)中的每个所述连接段(411b)为半环结构，两个所述连接段(411b)各自的一端相互铰接，各自的另一端相互可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的变桨系统，其特征在于，所述油脂检测器(41)进一步包括第一引线部件(413)和第二引线部件(414)，所述第一引线部件(413)和所述第二引线部件(414)分别与所述检测部件(412)电气连接，两个所述连接段(411b)中的一者上设置所述第一引线部件(413)，另一者上设置所述第二引线部件(414)。

7.根据权利要求2至6任一项所述的变桨系统，其特征在于，所述检测部件(412)为环形检测带，所述环形检测带环绕所述环形连接部(3)设置。

8.根据权利要求1所述的变桨系统，其特征在于，所述油脂检测装置(4)进一步包括与所述油脂检测器(41)通信连接的信号发射器(42)以及与所述信号发射器(42)通信连接的信号接收器(43)；所述信号接收器(43)根据与所述信号发射器(42)的信号交互状态表征所述油脂检测器(41)的检测结果。

9.根据权利要求8所述的变桨系统，其特征在于，所述油脂检测装置(4)进一步包括环状卡箍(5)，所述信号发射器(42)通过所述环状卡箍(5)可拆卸连接于所述变桨电机(2)的所述电机壳体(21)。

10.根据权利要求1所述的变桨系统，其特征在于，所述变桨减速器(1)的所述减速器外壳(11)包括第一法兰，所述变桨减速器(1)的所述输入轴(12)与所述第一法兰同轴设置，所述电机壳体(21)包括第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰相连接以形成所述环形连接部(3)。

11.一种风力发电机组，其特征在于，包括：如权利要求1至10任一项所述的变桨系统。