CN210371874U - 一种风电机组变速箱变速装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风电机组变速箱变速装置，转轴一上连接有增速齿轮，转轴二上转动设置有从动齿轮和变速轮一，从动齿轮和变速轮一间隔设置，从动齿轮与增速齿轮啮合，转轴三上转动设置有变速轮二，变速轮一与变速轮二通过传动皮带连接，风轮扭矩输入端带动转轴一及增速齿轮转动，增速齿轮带动从动齿轮及转轴二转动，变速轮一通过传动皮带带动变速轮二及转轴三转动。本实用新型采用电机对变速主要装置锥形轮进行控制，变速时同时反向运动，可以在最大转速比和最小转速比之间任意转换，实现变速箱输出的转速恒定，进而使发电频率稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及变速箱技术领域，具体地说是涉及一种采用液压装置对锥形轮进行控制的风电机组变速箱变速装置。
背景技术
风能是当代人利用风能最常见的形式，中国风能资源丰富，可开发的风电场分布很广，然而，快速增长的装机容量也带来一系列严重问题，其中最主要的就是并网和消纳问题。
变速发电机组近年来发展并应用到大型风力发电机组主流机型中。与恒速风力发电机组相比，变速风力发电机组的优越性在于：低风速时它能够根据风速变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时利用风轮转速的变化，储存或释放部分能量，提高传动系统的柔性，使输出功率更加平稳。因而在更大容量上，变速风力发电机组有可能取代恒速风力发电机组而成为风力发电的主力机型。
风机转子旋转产生的能量,通过主轴、齿轮箱及高速轴传送到发电机。齿轮箱是一个重要的机械部件,它的主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其达到相应的转速。通常,风轮的转速很低,远达不到发电机发电所要求的转速,必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现故也将齿轮箱称之为增速箱。根据机组的总体布置要求,齿轮箱的结构可以将与风轮轮毂直接相连的主轴与齿轮箱合为一体,也可以将主轴与齿轮箱分别布置,其间利用胀紧套装置或联轴节连接。为了增加机组的制动能力,常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置,配合叶尖制动(定桨距风轮)或变桨距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。同型式的风力发电机组也有不同的要求,齿轮箱的布置型式以及结构也因此而异。在风力发电领域中水平轴风力发电机组用固定平行轴齿轮传动和行星齿轮传动最为常见。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种实现变速箱输出的转速恒定，进而使发电频率稳定的一种风电机组变速箱变速装置。
本实用新型的技术方案如下：
一种风电机组变速箱变速装置，包括变速箱机壳，壳体内自上而下依次平行设置有三个转轴，分别为转轴一、转轴二和转轴三，转轴一上连接有增速齿轮，转轴一的一端连接风轮扭矩输入端，转轴二上转动设置有从动齿轮和变速轮一，从动齿轮和变速轮一间隔设置，从动齿轮与增速齿轮啮合，转轴三上转动设置有变速轮二，变速轮一与变速轮二通过传动皮带连接，转轴三的一端连接扭矩输出端，风轮扭矩输入端带动转轴一及增速齿轮转动，增速齿轮带动从动齿轮及转轴二转动，变速轮一通过传动皮带带动变速轮二及转轴三转动。
优选地，转轴二与转轴三之间还平行设置有皮带调整机构转轴，皮带调整机构转轴上连接有皮带调整机构，经变速轮一的传动皮带先绕过皮带调整机构再与变速轮二连接。
进一步地，皮带调整机构包括一个U型支架，U型支架固连在皮带调整机构转轴上，U型支架具有两个竖板和一个水平杆，水平杆位于两个竖板之间，水平杆上转动连接有皮带调整滚轮，皮带调整滚轮两侧的水平杆上均连接有一个用于连接皮带固定滚轴的连接板，连接板一端通过滚动轴承转动连接在水平杆上，两个连接板的另一端均通过滚动轴承连接皮带固定滚轴，皮带固定滚轴位于两个连接板之间。
皮带固定滚轴和皮带调整滚轮位置固定，使得经变速轮一的传动皮带先绕过皮带固定滚轴和皮带调整滚轮再与变速轮二连接，传动皮带在调整过程中没有径向运动，始终处于张紧状态，
本申请中变速轮一与变速轮二的结构。
进一步地，变速轮一包括转轮，转轮转动连接在转轴二上，转轮两侧的转轴二上各转动连接有一个液压调整底座，液压调整底座圆周固连有多个液压活塞缸，液压活塞缸与转轴二平行设置，液压活塞缸的液压活塞位于靠近转轮的一端，变速过程中液压活塞底座及多个液压活塞缸随转轴二转动，转轮一侧的液压活塞水平伸出，并推动转轮沿转轴二做轴向移动。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型将现有的风力发电机组变速箱与汽车的无级变速原理相结合，采用电机对变速主要装置锥形轮进行控制，变速时同时反向运动，可以在最大转速比和最小转速比之间任意转换，实现变速箱输出的转速恒定，进而使发电频率稳定。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是变速转轮装置结构示意图；
图3是皮带调整装置结构示意图；
图4所示风机机组自动变速箱运行流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
图1所示一种风电机组变速箱变速装置，包括变速箱机壳5，壳体内自上而下依次平行设置有三个转轴，分别为转轴一、转轴二9和转轴三，转轴一上连接有增速齿轮2，转轴一的一端连接风轮扭矩输入端1，转轴二上转动设置有从动齿轮和变速轮一4，从动齿轮和变速轮一间隔设置，从动齿轮与增速齿轮啮合，转轴三上转动设置有变速轮二7，变速轮一与变速轮二通过传动皮带3连接，转轴三的一端连接扭矩输出端8，风轮扭矩输入端1带动转轴一及增速齿轮转动，增速齿轮带动从动齿轮及转轴二转动，变速轮一通过传动皮带带动变速轮二及转轴三转动。
如图3，本实施例中，转轴二与转轴三之间还平行设置有皮带调整机构转轴17，皮带调整机构转轴上固定连接有一个U型支架，U型支架具有两个竖板和一个水平杆，水平杆位于两个竖板之间，水平杆上转动连接有皮带调整滚轮16，皮带调整滚轮两侧的水平杆上均连接有一个用于连接皮带固定滚轴14的连接板，连接板一端通过滚动轴承15转动连接在水平杆上，两个连接板的另一端均通过滚动轴承连接皮带固定滚轴，皮带固定滚轴位于两个连接板之间。
皮带固定滚轴14和皮带调整滚轮16位置固定，使得经变速轮一的传动皮带3先绕过皮带固定滚轴和皮带调整滚轮再与变速轮二连接，传动皮带在调整过程中没有径向运动，始终处于张紧状态，皮带调整机构转轴17在步进电机的作用下，带动整个调整装置绕皮带调整机构转轴17转动。
风轮转矩通过风轮扭矩输入端1传递到增速齿轮2，经过变速轮一4、变速轮二7调整速比，通过扭矩输出端8输出转矩，变速轮一4、变速轮二7通过传动皮带3相连，皮带调整装置6在调整速比过程中使得传动皮带3始终处于张紧状态。
如图2所示，变速轮一与变速轮二的结构相同，此处仅详细描述变速轮一的结构，变速轮一包括转轮13，转轮13转动连接在转轴二9上，转轮两侧的转轴二上各转动连接有一个液压调整底座10，液压调整底座圆周固连有多个液压活塞缸11，液压活塞缸与转轴二平行设置，液压活塞缸的液压活塞12位于靠近转轮的一端，变速过程中液压活塞底座10及多个液压活塞缸随转轴二9转动，转轮一侧的液压活塞12水平伸出，并推动转轮13沿转轴二做轴向移动。
图4所示风机机组自动变速箱运行流程图，风轮扭矩输入端1检测到任意时刻的风轮转速n1与风轮允许的最大转速Nmax比较，如果任意时刻的风轮转速n1大于风轮允许的最大转速Nmax，则进行增大桨距角或顺桨的操作。如果任意时刻的风轮转速n1小于风轮允许的最大转速Nmax，那么任意时刻的风轮转速n1与当前变速箱变速比下最适合的转速n0比较，如果时刻的风轮转速n1大于当前变速箱变速比下最适合的转速n0，则液压机构驱动变速轮1中两个转轮13沿转动轴轴向反向运动，两个转轮距离增大，变速轮2中两个转轮13沿转动轴轴向相向运动，两个转轮距离减小。皮带调整装置6绕皮带调整机构转轴17旋转，使皮带处于张紧状态，最终使变速箱速比减小。调整完成后，扭矩输出端8的转速n2与同步发电机转速N比较，如果扭矩输出端的转速n2大于与同步发电机转速N，循环减小速比的流程。
如果任意时刻的风轮转速n1不大于当前变速箱变速比下最适合的转速n0，再判断任意时刻的风轮转速n1是否小于当前变速箱变速比下最适合的转速n0，如果不小于，变速箱不进行调整，保持原速比运行。如果小于，则液压机构驱动变速轮1中两个转轮13沿转动轴轴向相向运动，两个转轮距离减小，变速轮2中两个转轮13沿转动轴轴向反向运动，两个转轮距离增大。皮带调整装置6绕皮带调整机构转轴17旋转，使皮带处于张紧状态，最终使变速箱速比增大。调整完成后，扭矩输出端的转速n2与同步发电机转速N，扭矩输出端8的转速n2小与同步发电机转速N，循环增大速比的流程。
本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同。
Claims (5)
1.一种风电机组变速箱变速装置，其特征是：包括变速箱机壳，壳体内自上而下依次平行设置有三个转轴，分别为转轴一、转轴二和转轴三，转轴一上连接有增速齿轮，转轴一的一端连接风轮扭矩输入端，转轴二上转动设置有从动齿轮和变速轮一，从动齿轮和变速轮一间隔设置，从动齿轮与增速齿轮啮合，转轴三上转动设置有变速轮二，变速轮一与变速轮二通过传动皮带连接，转轴三的一端连接扭矩输出端，风轮扭矩输入端带动转轴一及增速齿轮转动，增速齿轮带动从动齿轮及转轴二转动，变速轮一通过传动皮带带动变速轮二及转轴三转动。
2.根据权利要求1所述的风电机组变速箱变速装置，其特征是：转轴二与转轴三之间还平行设置有皮带调整机构转轴，皮带调整机构转轴上连接有皮带调整机构，经变速轮一的传动皮带先绕过皮带调整机构再与变速轮二连接。
3.根据权利要求1所述的风电机组变速箱变速装置，其特征是：皮带调整机构包括一个U型支架，U型支架固连在皮带调整机构转轴上，U型支架具有两个竖板和一个水平杆，水平杆位于两个竖板之间，水平杆上转动连接有皮带调整滚轮，皮带调整滚轮两侧的水平杆上均连接有一个用于连接皮带固定滚轴的连接板，连接板一端通过滚动轴承转动连接在水平杆上，两个连接板的另一端均通过滚动轴承连接皮带固定滚轴，皮带固定滚轴位于两个连接板之间。
4.根据权利要求1所述的风电机组变速箱变速装置，其特征是：变速轮一与变速轮二的结构。
5.根据权利要求4所述的风电机组变速箱变速装置，其特征是：变速轮一包括转轮，转轮转动连接在转轴二上，转轮两侧的转轴二上各转动连接有一个液压调整底座，液压调整底座圆周固连有多个液压活塞缸，液压活塞缸与转轴二平行设置，液压活塞缸的液压活塞位于靠近转轮的一端，变速过程中液压活塞底座及多个液压活塞缸随转轴二转动，转轮一侧的液压活塞水平伸出，并推动转轮沿转轴二做轴向移动。
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