JP2015068240A - Yaw drive system for wind turbine generator system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風力発電設備のヨー駆動システムに関する。 The present invention relates to a yaw drive system for wind power generation equipment.
特許文献1に、風力発電設備のナセルを水平面内で旋回させるためのヨー駆動システムが開示されている。 Patent Document 1 discloses a yaw drive system for turning a nacelle of a wind power generation facility in a horizontal plane.
この特許文献1に係るヨー駆動システムでは、風力発電設備の本体(円筒支柱)側に旋回歯車が1個設けられ、ナセル側にはモータおよびブレーキ機構を備えたヨー減速装置が複数据え付けられている。各ヨー減速装置の出力ピニオンは、前記旋回歯車に同時に噛合しており、出力ピニオンが旋回歯車と噛合したときに旋回歯車側から受ける反作用によって、(ヨー減速装置が据え付けられた)ナセルが旋回するようになっている。 In the yaw drive system according to Patent Document 1, one swivel gear is provided on the main body (cylindrical column) side of the wind power generation facility, and a plurality of yaw reduction devices including a motor and a brake mechanism are installed on the nacelle side. . The output pinion of each yaw reduction gear is simultaneously meshed with the swivel gear, and the nacelle (with the yaw deceleration device installed) turns by the reaction received from the swivel gear side when the output pinion meshes with the swivel gear. It is like that.
ナセル全体を円筒支柱に対して旋回させることにより、ナセルの先端の向きを所望の方向(例えば風上の方向)に向けることができ、ブレードは、効率的に風圧を受けることができる。また、複数のヨー減速装置の各出力ピニオンを旋回歯車に同時に噛合させる構成とすることにより、1個1個のヨー減速装置の大きさを小さく抑えることができ、地上から高い位置にある狭いナセル内で据え付ける際の取り扱い性等を向上させることができる。 By turning the entire nacelle with respect to the cylindrical column, the direction of the tip of the nacelle can be directed to a desired direction (for example, the windward direction), and the blade can receive wind pressure efficiently. In addition, by adopting a configuration in which the output pinions of the plurality of yaw reduction gears are simultaneously meshed with the swivel gear, the size of each yaw reduction gear can be kept small, and the narrow nacelle at a high position from the ground It is possible to improve the handleability when installing in the interior.
しかしながら、風力発電設備は、自然環境下に設置される設備であるため、ときに乱れた風や突風を受けたりすることがある。このような強い風を受けるとナセル自体が動こうとし、その動こうとする力(風力負荷)が旋回歯車側から減速装置内に入力されてくる「動力の逆流現象」が発生する。 However, since wind power generation equipment is equipment installed in a natural environment, it sometimes receives turbulent winds and gusts. When such a strong wind is received, the nacelle itself tries to move, and a “power reverse flow phenomenon” occurs in which the force (wind load) to be moved is input from the swivel gear side into the reduction gear.
そのため、減速装置は、ときに非常に過酷な状態に置かれ、甚だしいときには破損に至るおそれもあるという問題が生じていた。 Therefore, the speed reducer is sometimes placed in a very harsh state, and when it is severe, there is a problem that it may be damaged.
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、ヨー減速装置がより破損しにくい風力発電設備のヨー駆動システムを提供することをその課題としている。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a yaw drive system for wind power generation equipment in which the yaw reduction device is less likely to be damaged.
本発明は、第1ヨー減速装置および第2ヨー減速装置を少なくとも含む複数のヨー減速装置のそれぞれの出力ピニオンを、風力発電設備の本体側の旋回歯車と噛み合わせて、ナセルを旋回駆動する風力発電設備のヨー駆動システムであって、当該風力発電設備のブレードから前記第1ヨー減速装置までの距離が、該ブレードから前記第2ヨー減速装置までの距離と異なり、前記第1ヨー減速装置と前記第2ヨー減速装置とで構成が異なるようにすることで、上記課題を解決したものである。 According to the present invention, wind power for driving the nacelle to rotate by engaging each output pinion of a plurality of yaw reduction devices including at least a first yaw reduction device and a second yaw reduction device with a turning gear on the main body side of the wind power generation equipment. A yaw drive system for a power generation facility, wherein a distance from a blade of the wind power generation facility to the first yaw reduction device is different from a distance from the blade to the second yaw reduction device, and the first yaw reduction device and The above-described problem is solved by making the configuration different from that of the second yaw reduction device.
ブレードが風を受けると、ナセルは風下側に移動させられる。ヨー駆動システムのヨー減速装置は、全てナセルに据え付けられているため、このナセルの移動により、各ヨー減速装置は、噛合している旋回歯車に対して同じ側に同じ距離だけ平行に移動する。 When the blade receives wind, the nacelle is moved leeward. Since the yaw reduction devices of the yaw drive system are all installed in the nacelle, the movement of the nacelle causes the yaw reduction devices to move in parallel by the same distance to the same side with respect to the meshing turning gear.
そのため、ブレードからの距離が異なる第1ヨー減速装置の出力ピニオンと第2ヨー減速装置の出力ピニオンは、旋回歯車に対して押圧力やバックラッシが異なった状態とされることになる。 For this reason, the output pinion of the first yaw reduction device and the output pinion of the second yaw reduction device, which have different distances from the blade, are in a state in which the pressing force and the backlash are different with respect to the swivel gear.
本発明では、この状態に対応するべく、第1ヨー減速装置と第2ヨー減速装置の構成を異ならせるようにしているため、ヨー減速装置がより破損しにくい風力発電設備のヨー駆動システムを構築することができる。 In the present invention, since the configurations of the first yaw reduction device and the second yaw reduction device are made different in order to cope with this state, a yaw drive system for a wind power generation facility in which the yaw reduction device is less likely to be damaged is constructed. can do.
本発明によれば、ヨー減速装置がより破損しにくい風力発電設備のヨー駆動システムを得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the yaw drive system of the wind power generation equipment which a yaw reduction gear device cannot damage more easily can be obtained.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例に係る風力発電設備のヨー駆動システムの構成について詳細に説明する。 Hereinafter, a configuration of a yaw drive system for a wind power generation facility according to an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2及び図3を参照して、この風力発電設備10は、円筒支柱(風力発電設備10の本体)11の最上部にナセル(発電室)12を備える。ナセル12には風を受ける3枚のブレード20が回転可能に取り付けられている。ブレード20は、ナセル12に対して風上側に位置する状態で風を受ける設計とされている。つまり、この風力発電設備10は、ブレード20を風上に向けて発電を行う、いわゆるアップウィンド型と称される風力発電設備である。ナセル12には、ヨー(Yaw)駆動システム14と、ピッチ(Pitch)駆動システム16が組み込まれている。ヨー駆動システム14は、円筒支柱11に対するナセル12全体の旋回角を制御するためのものであり、ピッチ駆動システム16は、ノーズコーン18に取り付けられる3枚のブレード20のピッチ角を制御するためのものである。
With reference to FIGS. 2 and 3, the wind
この実施形態では、ヨー駆動システム14として、複数(この例では4個)のヨー減速装置G(Ga〜Gd)のそれぞれの出力ピニオン24(24a〜24d)を、風力発電設備10の円筒支柱(本体側)11の旋回歯車28と噛み合わせて、ナセル12を旋回駆動する構造が採用されている。
In this embodiment, as the
旋回歯車28は、この例では外歯歯車で構成され、図4に示されるように、各ヨー減速装置G(Ga〜Gd)の出力ピニオン24(24a〜24d)は、旋回歯車28の周方向において等間隔に配置されている(必ずしも等間隔でなくてもよい)。
The
ここで、4個のヨー減速装置G(Ga〜Gd)のうち、2個のヨー減速装置Ga、Gb(出力ピニオン24a、24b)は、ナセル12内において、当該風力発電設備10のブレード20に近い(ブレード20からの距離L1が小さい)位置P5、P6に配置されている。また、残りの2個のヨー減速装置Gc、Gd(出力ピニオン24c、24d)は、ブレード20から遠い(ブレード20からの距離L2が大きい)位置P7、P8に配置されている。本実施形態では、ブレード20に近い位置P5、P6に配置されているヨー減速装置Ga、Gbを第1ヨー減速装置G1、ブレード20から遠い位置P7、P8に配置されているヨー減速装置Gc、Gdを、第2ヨー減速装置G2と称する。換言するならば、ブレード20から第1ヨー減速装置G1までの距離L1は、該ブレード20から第2ヨー減速装置G2までの距離L2より小さい(L1<L2)。
Here, of the four yaw reduction devices G (Ga to Gd), two yaw reduction devices Ga and Gb (
なお、本実施形態では、距離L1、L2は、ブレード20の中心から各出力ピニオン24の軸心までの同一平面上での直線距離として捉えているが、これに限らず、例えばブレード20の主軸の軸方向X1におけるブレード20の中心からの距離L1x、L2xとして捉えてもよい。このように捉えても距離の大小の傾向は同一である。
In the present embodiment, the distances L1 and L2 are regarded as linear distances on the same plane from the center of the
第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2は、構成が異なっている。但し、この実施形態では、第1、第2ヨー減速装置G1、G2の基本構成は同一である。そのため、便宜上、先ず、第2ヨー減速装置G2を用いて第1、第2ヨー減速装置G1、G2に共通の基本構成を説明し、次に、第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2の構成の具体的な相違について詳細に説明することとする。 The first yaw reduction device G1 and the second yaw reduction device G2 have different configurations. However, in this embodiment, the basic configurations of the first and second yaw reduction devices G1 and G2 are the same. Therefore, for convenience, first, the basic configuration common to the first and second yaw reduction devices G1 and G2 will be described using the second yaw reduction device G2, and then the first yaw reduction device G1 and the second yaw reduction device. A specific difference in the configuration of G2 will be described in detail.
図1は、本発明の実施形態の一例に係る風力発電設備のヨー駆動システムに使用する第2ヨー減速装置G2の全体断面図、図5は、図1のV−V線に沿う断面図、図6は、図1〜図5の第1ヨー減速装置G1の構成を示す部分拡大断面図である。 1 is an overall cross-sectional view of a second yaw reduction device G2 used in a yaw drive system of a wind power generation facility according to an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view showing the configuration of the first yaw reduction gear G1 of FIGS.
図1を参照して、第2ヨー減速装置G2(Gc、Gd)は、モータ22、直交歯車減速機構40、平行軸減速機構42及び偏心揺動型の遊星歯車減速機構44が動力伝達経路上でこの順に配置されている(第1ヨー減速装置G1も同じ)。
Referring to FIG. 1, the second yaw reduction device G2 (Gc, Gd) includes a
モータ22のモータ軸46は、直交歯車減速機構40の入力軸を兼ねており、モータ22のモータ軸46の負荷側の端部にはハイポイドピニオン47が直切りで形成されている。なお、該モータ軸46の反負荷側の端部にはブレーキ装置(図示略)が備えられている。
The motor shaft 46 of the
直交歯車減速機構40は、モータ22の先端に直切形成された前記ハイポイドピニオン47と、該ハイポイドピニオン47と噛合するハイポイドギヤ50とを備え、モータ軸46の回転方向を直角方向に変更している。ハイポイドギヤ50は、中間軸58に固定されている。
The orthogonal
中間軸58には平行軸減速機構42のスパーピニオン60が直接形成されている。平行軸減速機構42は、このスパーピニオン60と、該スパーピニオン60と噛合するスパーギヤ64とで構成されている。スパーギヤ64はホロー軸66に固定されている。ホロー軸66はキー67及びボルト68を介して継軸70と連結されている。継軸70の負荷側には継カップリング70Aが一体形成されている。継カップリング70Aの負荷側はホロー部とされ、このホロー部の内側でスプライン71が形成された遊星歯車減速機構44の入力軸72が連結されている。
A spar pinion 60 of the parallel shaft reduction mechanism 42 is directly formed on the intermediate shaft 58. The parallel shaft reduction mechanism 42 includes the spar pinion 60 and a
これにより、ホロー軸66は、継軸70、継カップリング70Aを介して入力軸72と連結されることになる。符号73は、ボルト75を介して後述する遊星歯車減速機構44の反負荷側カバー48Cとボルト75を介して装着された継ケーシングである。
As a result, the
遊星歯車減速機構44は、当該入力軸72、該入力軸72にキー結合され2つの偏心部を有する偏心体74、該偏心体74を介して偏心揺動する2枚の外歯歯車76、該外歯歯車76が内接噛合する内歯歯車78を備えている。2枚の外歯歯車76は、その偏心位相が丁度180度ずれており、互いに離反する方向に偏心した状態を維持しながら揺動回転する。なお、遊星歯車減速機構44のケーシング48は、第1、第2ケーシング体48A、48B、及び、反負荷側及び負荷側カバー体48C、48Dとで主に構成され、ボルト79を介して前記ナセル12の構造体12Aに固定されている。
The planetary gear
前記内歯歯車78は、このうちの第1ケーシング体48Aと一体化されている内歯歯車本体78Bと、該内歯歯車本体78Bに回転自在に保持されて内歯として機能する円筒状の外ピン78Aによって構成されている。内歯歯車78の内歯の数(外ピン78Aの数)は、外歯歯車76の外歯の数より僅かだけ(この例では1だけ)多い。
The
外歯歯車76には貫通孔76Aが複数(この例では12個)形成されている。各貫通孔76Aには、内ピン(遊星ピン)80が複数(この例では12本)貫通している。内ピン80の外周には、摺動促進部材81が回転自在に被せられている。摺動促進部材81と貫通孔76Aとの間には、偏心体74の偏心部の偏心量の2倍に相当する隙間δが確保されている(図5参照)。
The
内ピン80は、出力フランジ(キャリヤ)82と一体化され、該出力フランジ82は出力軸84と一体化されている。
The
第1、第2ヨー減速装置G1、G2は、この構成により、外歯歯車76の自転成分を摺動促進部材81および内ピン80を介して出力フランジ82側に伝達している。すなわち、この実施形態では、内歯歯車78が第1ケーシング体48Aに固定されているため、遊星歯車減速機構44の入力軸72が回転すると偏心体74を介して外歯歯車76が揺動し、該外歯歯車76の内歯歯車78に対する相対回転(自転成分)が、摺動促進部材81、内ピン80及び出力フランジ82を介して出力軸84から取り出される構成とされている。
With this configuration, the first and second yaw reduction devices G1 and G2 transmit the rotation component of the
なお、出力軸84は、第2ケーシング体48Bの内周に組み込まれた自動調心ころ軸受85と、第1ケーシング体48Aの内周に配置されたころ83によって支持されている。出力軸84には、外スプライン87を介して前出の出力ピニオン24が連結され、該出力ピニオン24が既に説明した旋回歯車28(図1〜3)と噛合する構成とされている。
The
前述したように、第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2には、構成上の相違がある。その理由は、このヨー駆動システム14の作用と深く関係している。ここでは、第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2の構成上の相違についての具体的な説明をする前に、ヨー駆動システム14の作用を説明しながら、なぜ、第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2の構成に差を持たせるか、という理由から説明する。
As described above, there is a structural difference between the first yaw reduction device G1 and the second yaw reduction device G2. The reason is deeply related to the operation of the
再び図1を参照して、このヨー駆動システム14では、モータ22のモータ軸46の回転が、直交歯車減速機構40のハイポイドピニオン47及びハイポイドギヤ50の噛合によって初段減速されると共に回転軸の方向が90度変更され、さらに平行軸減速機構42のスパーピニオン60及びスパーギヤ64を介してホロー軸66に伝達される。ホロー軸66の回転は、キー67(及びボルト68)を介して継軸70に伝達され、スプライン71を介して遊星歯車減速機構44の入力軸72に伝達される。
Referring again to FIG. 1, in the
遊星歯車減速機構44の入力軸72が回転すると、偏心体74を介して外歯歯車76が(内歯歯車78に内接しながら)揺動回転するため、外歯歯車76と内歯歯車78との噛合位置が順次ずれてゆく現象が生じる。この結果、遊星歯車減速機構44の入力軸72が1回回転する毎に、外歯歯車76が1回揺動し、(ナセル12に固定されている)内歯歯車78に対して1歯分ずつ位相がずれていくようになる。この位相のずれ(外歯歯車76の自転成分)を摺動促進部材81、内ピン80、出力フランジ(キャリヤ)82を介して出力軸84側に取り出すことにより、遊星歯車減速機構44での減速が実現される。
When the
出力軸84の回転により、出力ピニオン24が、自転しながら(円筒支柱11に組み込まれた)旋回歯車28の軸心36に対して公転する(図3参照)。各ヨー減速装置G(Ga〜Gd)は、ナセル12に固定されているため、結局、該円筒支柱11側の旋回歯車28の軸心36に対してナセル12が水平方向に回転(旋回)する。
The rotation of the
このような、ナセル12の旋回駆動を行うには、各ヨー減速装置G(Ga〜Gd)は、全て同じ構造を有し、各モータ22の動力を均等に旋回歯車28側に伝えるのが好ましい。この観点で、従来は、風力発電設備のヨー駆動システムの各ヨー減速装置は、全て同一の構造で構成されていた。
In order to perform the turning drive of the
しかし、例えば、この実施形態に係る風力発電設備10は、ブレード20を風上に向けて(ナセル12の風上側にブレード20が位置する状態で)発電を行うアップウィンド型の風力発電設備であるため、発電中にブレード20が風を受けると、該ブレード20は、風下側に向かう力を受ける。この結果、該ブレード20を支持しているナセル12全体が、円筒支柱11に対して風下側(反ブレード側)に移動させられる。すると、各ヨー減速装置Gは、ナセル12に固定されているため、固定状態にある円筒支柱11側の旋回歯車28に対して、それぞれ反ブレード側に向かって(図4の矢印a〜d参照)、同じ距離だけ平行に移動する。
However, for example, the wind
その結果、各ヨー減速装置G(Ga〜Gd)の出力ピニオン24(24a〜24d)の旋回歯車28に対する噛合状態が変わる。図4を用いてこの状態をより詳細に述べる。
As a result, the meshing state of the output pinion 24 (24a to 24d) of each yaw reduction gear G (Ga to Gd) with respect to the
本実施形態のようにアップウィンド型であり、かつ旋回歯車28が外歯歯車であって、出力ピニオン24が該旋回歯車28に外接するタイプのヨー駆動システム14においては、仮に、ブレード20の軸線X1が旋回歯車28を横切る位置(ブレード20からの距離が最も小さい位置)P1にヨー減速装置が配置されていた場合には、当該位置P1に位置するヨー減速装置の出力ピニオン(24h)は、最も強く旋回歯車28に押圧され、バックラッシも詰められることになる。
In the
出力ピニオン(24)の旋回歯車28に対する押圧力は、位置P1から離れる位置に配置されたヨー減速装置ほど(ブレード20からの距離が大きい位置に配置されたヨー減速装置ほど)弱まり、バックラッシの縮小の程度も小さくなる。そして、旋回歯車28のピッチ円の直径d28がブレード20の軸線X1と直角に交差する位置P2、P3よりも遠くにまでヨー減速装置の配置位置がブレード20から離れると、出力ピニオン(24)は、ナセル12が平行移動する以前よりも、むしろ旋回歯車28から遠ざかる傾向となり、旋回歯車28とのバックラッシもより拡大する。
The pressing force of the output pinion (24) on the
ブレード20の軸線X1が再び旋回歯車28を横切る位置(ブレード20からの距離が最も大きい位置)P4では、仮に当該位置P4に位置するヨー減速装置があった場合には、その出力ピニオン(24k)は、旋回歯車28から最も離れ、該旋回歯車28とのバックラッシも最大に拡大する。
At the position P4 where the axis X1 of the
本実施形態での具体的配置によれば、風力発電設備10は、アップウィンド型であって、かつ各出力ピニオン24(24a〜24d)は、旋回歯車28に外接しているため、ブレード20に近い位置P5、P6にある第1ヨー減速装置G1(Ga、Gb)の出力ピニオン24a、24bは、ナセル12の反ブレード方向への移動によって旋回歯車28に押圧される。すると、旋回歯車28と、出力ピニオン24a、24bのバックラッシも詰められる。また、ブレード20からより遠い位置P7、P8にある第2ヨー減速装置G2(Gc、Gd)は、位置P2、P3よりも更に遠い位置であることと相まって、ナセル12全体の移動に伴って、旋回歯車28からより遠ざかるようになり、旋回歯車28と出力ピニオン24c、24dのバックラッシもより増大する状態が形成される。
According to the specific arrangement in the present embodiment, the wind
一方、一般に発電中において比較的強い風が吹いているときには、ナセル12の不必要なふらつきを防止するために、モータ22の反負荷側に設けられたブレーキ装置によってヨー減速装置Gの各回転要素は回転不能の状態とされる制御がなされる。そのため、この状態で風向きが変わり、ナセル12を旋回させるような力が加わると、従来のヨー駆動システム(14)では、ナセル(12)全体が円筒支柱(11)に対して移動することによってバックラッシが詰められていた「ブレード20に近い第1ヨー減速装置G1」が旋回歯車(28)の動きを止めるという現象が生じていたと推察される。このことは、バックラッシが拡大する傾向となる第2ヨー減速装置G2の出力ピニオン24は、旋回歯車28とのバックラッシが詰められない状態のままとなってしまうことを意味する。この結果、第1ヨー減速装置G1のみ(状況によっては、2つの第1ヨー減速装置G1のうちの一方であるヨー減速装置GaまたはGbのみ)に風力負荷が集中し、第1ヨー減速装置G1が過酷な状態となってしまい易くなっていたと考えられる。
On the other hand, when a relatively strong wind is blowing during power generation, on the other hand, in order to prevent unnecessary fluctuation of the
そして、万一、第1ヨー減速装置G1が破損してしまうと、今度は残った第2ヨー減速装置G2のみ(状況によっては、2つの第2ヨー減速装置G2のうちの一方であるヨー減速装置GcまたはGdのみ)で風力負荷を受ける状態となるため、次々に連鎖的に破損してしまう状況に陥ってしまっていたと推察される。 If the first yaw speed reduction device G1 is damaged, only the remaining second yaw speed reduction device G2 (the yaw speed reduction that is one of the two second yaw speed reduction devices G2 depending on the situation). Since only the device Gc or Gd is in a state of receiving a wind load, it is presumed that it has fallen into a situation in which it is successively damaged.
そこで、本実施形態では、第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2の構成を異ならせ、この状況に対応させるようにしている。 Therefore, in the present embodiment, the configurations of the first yaw reduction device G1 and the second yaw reduction device G2 are made different so as to cope with this situation.
図1〜図5で示された実施形態においては、第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2とで、動力伝達系の一端(例えば入力軸を兼ねているモータ軸46)を固定し、他端側(例えば出力軸84側)から所定のトルクを与えたときの該他端側(出力軸84)の回転量が異なるように構成している。なお、以降、便宜上、このような差別化を「回転量相違による差別化」と称する。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the first yaw reduction device G1 and the second yaw reduction device G2 fix one end of the power transmission system (for example, the motor shaft 46 that also serves as the input shaft). The rotation amount of the other end side (output shaft 84) when a predetermined torque is applied from the other end side (for example, the
具体的には、図6に示されるように、第1ヨー減速装置G1の継軸90の軸径d1を第2ヨー減速装置G2の継軸70の軸径d2より細く形成し、この細くした軸径d1の継軸90を有するヨー減速装置を第1ヨー減速装置G1、軸径がd2のままの継軸70を有するヨー減速装置を第2ヨー減速装置G2とすることで「回転量相違による差別化」を実現している。
Specifically, as shown in FIG. 6, the shaft diameter d1 of the
すなわち、第1ヨー減速装置G1は、軸径がd1に細められたことで、継軸90の剛性が低下する。そのため、動力伝達系の一端(例えばモータ軸46)がブレーキ装置によって固定され、他端側(例えば出力軸84側)から所定の風力負荷によるトルクが与えられたときに、該他端側の回転量が第2ヨー減速装置G2側での回転量よりも大きくなる傾向となる。
That is, in the first yaw reduction gear G1, the rigidity of the
これにより、第1ヨー減速装置G1の継軸90の一端が(ブレーキ機構によって)固定されているときであっても、旋回歯車28が、更に僅かだけ回転が許容される状況が形成される。旋回歯車28が回転できると、該旋回歯車28は、バックラッシの拡大された第2ヨー減速装置G2の出力ピニオン24とも当接できるようになるため、結局、旋回歯車28を介して入力されてくる風力負荷を第2ヨー減速装置G2によっても受け止めることができるようになる。
Thus, even when one end of the
搭載されている全てのヨー減速装置G(Ga〜Gd)が共同して旋回歯車28側からの風力負荷を受けることができるようになるというメリットは大きい。これは、要するならば、例えば、本実施形態のように4個のヨー減速装置G(Ga〜Gd)によってヨー駆動システムが構成されている場合には、実質的に(従来と比べて)風力負荷トルクをほぼ1/4〜1/2に減じたと同様な作用効果を得ることができることを意味するからである。すなわち、本実施形態によれば、従来と同程度の大きさのヨー減速装置G(Ga〜Gd)を使用しながら、各ヨー減速装置G(Ga〜Gd)の破損(特に連鎖的な破損)を極めて効果的に防止することができる。
There is a great merit that all of the mounted yaw reduction gears G (Ga to Gd) can receive a wind load from the
なお、「回転量相違による差別化」、つまり、第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2とで、動力伝達系の一端を固定し、他端側から所定のトルクを与えたときの該他端側の回転量が異なるようにする構成することによる差別化には、種々の変形例が考えられる。 “Differentiation due to difference in rotation amount”, that is, when one end of the power transmission system is fixed and a predetermined torque is applied from the other end side between the first yaw reduction device G1 and the second yaw reduction device G2. Various modifications can be considered for the differentiation by configuring the rotation amount on the other end side to be different.
例を挙げると、例えば以下のようなものがある。 For example, there are the following.
1)第1ヨー減速装置G1の直交歯車減速機構40のハイポイドピニオン47と、ハイポイドギヤ50との噛合のバックラッシを、第2ヨー減速装置G2側よりも大きくする。
1) The meshing backlash between the hypoid pinion 47 of the orthogonal
2)第1ヨー減速装置G1の平行軸減速機構42のスパーピニオン60と、スパーギヤ64との噛合のバックラッシを、第2ヨー減速装置G2側よりも大きくする。
2) The backlash of engagement between the spur pinion 60 of the parallel shaft reduction mechanism 42 of the first yaw reduction gear G1 and the
3)図7に示されるように、第1ヨー減速装置G1の内歯歯車78の一部を構成している内歯歯車本体78Bに周方向に沿う溝部78B1を形成する。これにより、内歯歯車78の内歯を構成する外ピン78Aの撓み量を、第2ヨー減速装置G2側よりも大きくすることができる。
3) As shown in FIG. 7, a groove 78B1 is formed along the circumferential direction in an internal gear
4)第1ヨー減速装置G1の内歯歯車78の内歯を構成する外ピン78Aの径d78Aを第2ヨー減速装置G2側よりも細くする。これにより、第1ヨー減速装置G1の内歯歯車78と外歯歯車76とのバックラッシの増大と、外ピン78Aの撓み量の増大が期待できる。
4) The diameter d78A of the
5)動力伝達部材間の連結部(例えば、第1ヨー減速装置G1の継カップリング70Aと遊星歯車減速機構44の入力軸72との連結を行うためのスプライン71)にバックラッシを持たせる。
5) A backlash is given to the connecting portion between the power transmission members (for example, the
6)第1ヨー減速装置G1の摺動促進部材(81)の外径d81を、第2ヨー減速装置G2の摺動促進部材81の外径d81−2よりも小さくする。換言するならば、第1ヨー減速装置G1における摺動促進部材(81)の外周と外歯歯車76の貫通孔76Aの内周との間の隙間(δ)を、第2ヨー減速装置G2側の隙間δよりも大きくする。これにより外歯歯車76と摺動促進部材(81)との間により大きなバックラッシを形成することができる。
6) The outer diameter d81 of the sliding acceleration member (81) of the first yaw reduction gear G1 is made smaller than the outer diameter d81-2 of the sliding
なお、この6)の手法によって実現する「回転量相違による差別化」は、凹面と凸面の広い摺動当接部でのバックラッシを変更するものであるため、例えば上記1)の直交歯車減速機構や、2)の平行軸減速機構のような凸面と凸面の狭い摺動当接部でのバックラッシを大きくする手法と比較して、(バックラッシを大きくしても)トルク反転時の衝撃の増大が小さいというメリットが得られる。従って、ナセルの旋回方向が風力負荷によって頻繁に変化する風力発電設備でのヨー減速装置にバックラッシを持たせる構成として好ましい。 Note that the “differentiation due to the difference in rotation amount” realized by the method 6) changes the backlash at the sliding contact portion having a wide concave surface and convex surface, and thus, for example, the orthogonal gear reduction mechanism of 1) above. Compared with the method of increasing the backlash at the sliding contact portion where the convex surface and the convex surface are narrow like the parallel axis reduction mechanism of 2), the impact at the time of torque reversal is increased (even if the backlash is increased). The advantage of being small is obtained. Therefore, it is preferable as a configuration in which the yaw reduction device in the wind power generation facility in which the turning direction of the nacelle frequently changes depending on the wind load has a backlash.
これらの構成は、いずれも、「第1、第2ヨー減速装置G1、G2との間で動力伝達部材の形状や寸法を異ならせたり、あるいは歯車の噛合部における歯形や歯形修正を異ならせることによって第1、第2ヨー減速装置G1、G2との間で「回転量相違による差別化」を実現する例と捉えることができる。 All of these configurations are described as follows: “The shape and size of the power transmission member are different between the first and second yaw reduction gears G1 and G2, or the tooth profile and the tooth profile correction at the meshing portion of the gear are different. Thus, it can be considered as an example of realizing “differentiation by a difference in rotation amount” between the first and second yaw reduction devices G1 and G2.
次に、本発明の他の実施形態について説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
これまで説明した実施形態は、基本的に、第1ヨー減速装置G1の受け持つ風力負荷の一部を速やかに第2ヨー減速装置G2側にも受け持たせ、全てのヨー減速装置G(Ga〜Gd)が共同して風力負荷を受け持つことができるようなシステムを構築することに着目していた。しかし、この実施形態では、第1ヨー減速装置G1の許容トルクを「大きく」設定することによって、第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2の構成を差別化する。 In the embodiment described so far, basically, a part of the wind load handled by the first yaw reduction device G1 is also quickly received by the second yaw reduction device G2, and all the yaw reduction devices G (Ga˜ Gd) focused on building a system that could jointly handle wind loads. However, in this embodiment, the configuration of the first yaw reduction device G1 and the second yaw reduction device G2 is differentiated by setting the allowable torque of the first yaw reduction device G1 to “large”.
この趣旨は、既に説明したように、例えばアップウィンド型であって、かつ出力ピニオン24が旋回歯車28に外接するタイプにおいては、ブレード20からの距離が大きい(ブレード20から遠い)第2ヨー減速装置G2よりも、ブレード20からの距離が小さい(ブレード20に近い)第1ヨー減速装置G1の方が、より過酷な状態に陥り易いのであるから、第1ヨー減速装置G1の許容トルクを、第2ヨー減速装置G2の許容トルクよりも大きく設定しておけばよい、という技術思想に基づく。
As described above, the second yaw deceleration with a large distance from the blade 20 (distant from the blade 20) in the upwind type and the type in which the
この具体的な例を図8、図9に示す。 Specific examples of this are shown in FIGS.
この実施形態では、本発明を単純遊星歯車減速機構を備えたヨー減速装置に適用している。 In this embodiment, the present invention is applied to a yaw reduction device provided with a simple planetary gear reduction mechanism.
図8は、第1ヨー減速装置G1たるヨー減速機Gx、図9は、第2ヨー減速装置G2たるヨー減速装置Gyをそれぞれ示している。両ヨー減速装置Gx、Gyとも基本的な構成は類似しているため、便宜上、同一または類似する部材に同一の符号を付すこととする。 FIG. 8 shows a yaw reduction device Gx as a first yaw reduction device G1, and FIG. 9 shows a yaw reduction device Gy as a second yaw reduction device G2. Since the basic configurations of both yaw reduction devices Gx and Gy are similar, the same or similar members are denoted by the same reference numerals for convenience.
この第1ヨー減速装置G1(Gx)および第2ヨー減速装置G2(Gy)は、共に、モータ106の回転は、カップリング108を介して第1単純遊星歯車機構111の太陽歯車116から入力され、3段の単純遊星歯車機構111〜113による減速を経て、最終段の第4単純遊星歯車機構114(214)のキャリヤ118から出力され、さらにスプライン120を介して出力軸122、ピニオン124に伝達される。
In both the first yaw reduction gear G1 (Gx) and the second yaw reduction gear G2 (Gy), the rotation of the
図8の第1ヨー減速装置G1(Gx)では、最終段の第4単純遊星歯車機構として、幅広の第4単純遊星歯車機構114を有している。すなわち、第1ヨー減速装置G1(Gx)の最終段の第4単純遊星歯車機構114の太陽歯車114A、遊星歯車114B、および内歯歯車114Cの歯幅は、W1a、W1b、W1cである。また、第2ヨー減速装置G2(Gy)の最終段の第4単純遊星歯車機構214の太陽歯車214A、遊星歯車214B、および内歯歯車214Cの歯幅は、それぞれ第1ヨー減速装置G1(Gx)側より狭いW2a、W2b、W2cである。
The first yaw reduction gear G1 (Gx) in FIG. 8 has a wide fourth simple
また、遊星歯車114B、214Bを支持している軸受125の数も、第1ヨー減速装置G1では3個、第2ヨー減速装置G2では2個であり、第1ヨー減速装置G1は、軸受125の許容トルクも第2ヨー減速装置G2側より増大されている。結局、第1ヨー減速装置G1の方が、全体として第2ヨー減速装置G2よりも高い許容トルクが確保されている。したがって、ナセル12が動くことによって第1ヨー減速装置G1がより過酷な状況に陥ったとしても、第1ヨー減速装置G1は、それ自体で高い耐久性を確保することができる。そして、許容トルクを増大させるのは(高コスト化するのは)第1ヨー減速装置G1だけであるため、全部のヨー減速装置Gの許容トルクを増大させる構成に比べてヨー駆動システム全体の高コスト化を抑制することができる。
Also, the number of
なお、第1ヨー減速装置G1の許容トルクを大きくする具体的な差別化例としては、上記例のほかに、以下のようなものがある。 In addition to the above examples, specific differentiation examples for increasing the allowable torque of the first yaw reduction gear G1 include the following.
11)第1ヨー減速装置G1として、第2ヨー減速装置G2よりも大きく設定された(1〜2ランク大型の)減速装置を用いる。この場合の1〜2ランク大型とは、図8、図9のように減速機の一部のみを大きくするのではなく、相似形で全体が大きいという意味である。なお、出力ピニオン24だけは、同一の旋回歯車28と噛合させるために、第2ヨー減速装置G2の出力ピニオン24と同等の大きさ(モジュール)の出力ピニオン24を組み込む。
11) As the first yaw reduction device G1, a reduction device (larger in 1 to 2 ranks) set larger than the second yaw reduction device G2 is used. The 1 to 2 rank large size in this case does not mean that only a part of the speed reducer is enlarged as shown in FIGS. Only the
12)ヨー減速装置全体の外形の大きさは同じにして、第1ヨー減速装置G1の強度上厳しい部分(例えば継軸70)の軸径等を、第2ヨー減速装置G2よりも大きくする。 12) The outer shape of the entire yaw speed reduction device is the same, and the shaft diameter of the portion (for example, the joint shaft 70) that is severe in strength of the first yaw speed reduction device G1 is made larger than that of the second yaw speed reduction device G2.
13)第1ヨー減速装置G1に搭載する軸受のタイプを、第2ヨー減速装置G2に搭載する軸受よりも許容トルクが大きいタイプに変更する(例えば玉軸受→ころ軸受)。 13) The type of the bearing mounted on the first yaw reduction gear G1 is changed to a type having a larger allowable torque than the bearing mounted on the second yaw reduction gear G2 (for example, ball bearing → roller bearing).
14)(形状や寸法は同一でも)熱処理の仕方や素材の選定によって、第1ヨー減速装置G1の方に、より高許容トルク特性を持たせるようにする。 14) The first yaw reduction gear G1 is given higher allowable torque characteristics by selecting the heat treatment method and the material (even if the shape and dimensions are the same).
なお、これらの第1ヨー減速装置G1の許容トルクを高める差別化と、前記「回転量相違による差別化」は、多くの場合、併用して適用することができる。 In many cases, the differentiation that increases the allowable torque of the first yaw reduction gear G1 and the “differentiation due to the difference in rotation amount” can be applied in combination.
換言するならば、アップウィンド型で、かつ旋回歯車が外歯歯車であって、出力ピニオンが旋回歯車に外接するタイプの場合、第1ヨー減速装置G1の方が「回転量相違による差別化」の観点における回転量がより大きく、また、許容トルクの差別化の観点でもより大きく設定された構成が望ましいことになる。少なくとも一方の差別化がなされていれば、本発明の相応の作用効果を得ることができ、併用されていることにより、相乗的な作用効果が得られる。 In other words, in the case of the upwind type, the turning gear is an external gear, and the output pinion is circumscribed to the turning gear, the first yaw reduction device G1 is “differentiated by the difference in rotation amount”. Therefore, it is desirable to have a configuration in which the amount of rotation is larger in view of the above and is set to be larger from the viewpoint of differentiation of the allowable torque. If at least one of the differentiations is made, the corresponding operational effects of the present invention can be obtained, and the combined use can provide a synergistic operational effect.
なお、風力発電設備のブレードの構造には、上記実施形態のような「ブレードを風上に向けて発電を行うアップウィンド型」のほかに、「ブレードを風下に向けて(ブレードがナセルより風下側に位置する状態で)発電を行うダウンウィンド型」がある。また、風力発電設備のヨー駆動システムには、「出力ピニオンが本体側の旋回歯車に外接するタイプ」と「出力ピニオンが本体側の旋回歯車に内接するタイプ」がある。すなわち、組み合わせとして、「アップウィンド型−外接タイプ」、「ダウンウィンド型−外接タイプ」、「アップウィンド型−内接タイプ」および「ダウンウィンド型−内接タイプ」の4つのタイプの風力発電設備があることになる。 In addition to the “upwind type in which power generation is performed with the blade facing the windward” as in the above embodiment, the blade structure of the wind power generation facility includes “the blade is directed leeward (the blade is leeward from the nacelle). There is a "downwind type" that generates electricity (with the power source located on the side). In addition, the yaw drive system of the wind power generation facility includes “a type in which the output pinion circumscribes the main body side turning gear” and “a type in which the output pinion is inscribed in the main body side turning gear”. That is, as a combination, four types of wind power generation facilities of "upwind type-external type", "downwind type-external type", "upwind type-inscribed type" and "downwind type-inscribed type" There will be.
上記タイプのうち、「ダウンウィンド型−内接タイプ」は、既に説明した「アップウィンド型−外接タイプ」と同一の傾向となる。すなわち、ブレードからの距離が小さい(ブレードに近い)第1ヨー減速装置G1の出力ピニオンが旋回歯車に接近してバックラッシが詰められる傾向となり、ブレードからの距離が大きい(ブレードから遠い)第2ヨー減速装置G2の出力ピニオンが、旋回歯車から離反してバックラッシが増大する傾向となる。 Among the above types, the “downwind type-inscribed type” has the same tendency as the “upwind type—inscribed type” already described. That is, the output pinion of the first yaw reduction gear G1 having a small distance from the blade (close to the blade) tends to approach the swirl gear and closes backlash, and the second yaw has a large distance from the blade (far from the blade). The output pinion of the reduction gear G2 tends to move away from the turning gear and the backlash tends to increase.
しかし、「アップウィンド型−内接タイプ」および「ダウンウィンド型−外接タイプ」は、この接近、離反の傾向が、「アップウィンド型−外接タイプ」および「ダウンウィンド型−内接タイプ」における接近、離反の傾向とは、全く逆になる。すなわち、ブレードからの距離が小さい(ブレードに近い)第1ヨー減速装置G1の出力ピニオンが旋回歯車から離反してバックラッシが増大する傾向となり、ブレードからの距離が大きい(ブレードから遠い)第2ヨー減速装置G2の出力ピニオンが、旋回歯車に接近すると共に、バックラッシが詰められる傾向となる。 However, the "upwind type-inscribed type" and the "downwind type-inscribed type" tend to approach and separate from each other in the "upwind type-circumscribed type" and "downwind type-inscribed type". This is completely opposite to the tendency of separation. That is, the output pinion of the first yaw reduction gear G1 having a small distance from the blade (close to the blade) tends to be separated from the swivel gear and the backlash tends to increase, and the second yaw having a large distance from the blade (distant from the blade). As the output pinion of the reduction gear G2 approaches the turning gear, the backlash tends to be reduced.
したがって、「アップウィンド型−内接タイプ」および「ダウンウィンド型−外接タイプ」の場合には、これまで説明した第1ヨー減速装置G1と第2ヨー減速装置G2の差別化と全く逆の特性にて差別化を行うようにすればよい。すなわち、「アップウィンド型−内接タイプ」および「ダウンウィンド型−外接タイプ」にあっては、第2ヨー減速装置G2の方が「回転量相違による差別化」の観点における回転量がより大きく、また、許容トルクの差別化の観点でもより大きく設定された構成が望ましいことになる。 Therefore, in the case of the “upwind type—inscribed type” and “downwind type—external type”, the characteristics completely opposite to the differentiation between the first yaw reduction device G1 and the second yaw reduction device G2 described so far. Differentiation should be done at. That is, in the “upwind type—inscribed type” and “downwind type—external type”, the second yaw reduction device G2 has a larger amount of rotation in terms of “differentiation due to a difference in the amount of rotation”. Also, a larger setting is desirable from the viewpoint of differentiation of the allowable torque.
なお、上記実施形態においては、本発明を風力発電設備において4個のヨー減速装置を備えたヨー駆動システムに本発明を適用していたが、ヨー減速装置の数は4個に限定されるものではなく、4個より多くても少なくてもよい(各ヨー減速装置の間隔も必ずしも等間隔でなくてもよい)。 In the above embodiment, the present invention is applied to a yaw driving system including four yaw reduction devices in a wind power generation facility, but the number of yaw reduction devices is limited to four. Instead, the number may be more or less than four (the intervals between the yaw reduction devices may not necessarily be equal).
ヨー減速装置のブレードからの距離が3種以上あるときは、距離が異なる特定の2個のヨー減速装置に着目した場合に、ブレードに近い方のヨー減速装置を第1ヨー減速装置、ブレードからの距離が遠い方のヨー減速装置を第2ヨー減速装置と捉えることで、本発明を適用することができる。 When there are three or more distances from the blade of the yaw reduction device, when focusing on two specific yaw reduction devices with different distances, the yaw reduction device closer to the blade is separated from the first yaw reduction device and the blade. The present invention can be applied by regarding the yaw decelerator with the longer distance as the second yaw decelerator.
例えば、ある「特定のヨー減速装置A」が、ブレードにより近いヨー減速装置Bに対しては、第2ヨー減速装置としての構成を有し、同時に、ブレードからより離れたヨー減速装置Cに対しては、第1ヨー減速装置としての構成を有する、というように、(多重に本発明を適用して)ヨー駆動システムを構築することもできる。 For example, a “specific yaw reduction device A” has a configuration as a second yaw reduction device for a yaw reduction device B closer to the blade, and at the same time, for a yaw reduction device C further away from the blade. Thus, it is possible to construct a yaw drive system (by applying the present invention in a multiple manner), such as having a configuration as a first yaw reduction device.
逆に、ヨー減速装置のブレードからの距離が3種以上あった場合においても、例えば、そのうちの最も近いものだけを第1ヨー減速装置として捉え、他は、距離の如何に関わらず全て第2ヨー減速装置として同一の設計するようにしてもよい(逆でもよい)。つまり、距離が異なる2以上のヨー減速装置同士が、必ず別の構成とされている必要はない。 On the contrary, even when there are three or more distances from the blade of the yaw reduction device, for example, only the closest one of them is regarded as the first yaw reduction device, and the others are all the second regardless of the distance. You may make it design the same as a yaw reduction gear (the reverse may be sufficient). That is, it is not always necessary that two or more yaw reduction devices having different distances have different configurations.
さらに、第1ヨー減速装置と第2ヨー減速装置の構成の具体的な差別化自体についても、本発明は、必ずしも上記相違(回転量や許容トルクの相違)に基づく差別化に限定されない。 Further, regarding the specific differentiation itself of the configurations of the first yaw reduction device and the second yaw reduction device, the present invention is not necessarily limited to the differentiation based on the above differences (differences in rotation amount and allowable torque).
また、上記実施形態では、ヨー減速装置の減速機構として、直交軸歯車+平行軸歯車+偏心揺動型遊星歯車の組み合わせによる減速機構と、複数の単純遊星歯車の組み合わせによる減速機構とが例示されていたが、ヨー減速装置の減速機構は特に限定されず、どのような減速機構であってもよい。 In the above embodiment, the reduction mechanism of the yaw reduction device is exemplified by a reduction mechanism using a combination of an orthogonal shaft gear + parallel shaft gear + an eccentric oscillating planetary gear, and a reduction mechanism using a combination of a plurality of simple planetary gears. However, the speed reduction mechanism of the yaw speed reduction device is not particularly limited, and any speed reduction mechanism may be used.
10…風力発電設備
11…円筒支柱
12…ナセル(発電室)
14…ヨー駆動システム
20…ブレード
22…モータ
24…出力ピニオン
44…遊星歯車減速機構
76…外歯歯車(遊星歯車)
78…内歯歯車
80…内ピン
84…出力軸
G(Ga〜Gd)…ヨー減速装置
G1…第1ヨー減速装置
G2…第2ヨー減速装置
10 ... wind
DESCRIPTION OF
78 ...
Claims (9)
当該風力発電設備のブレードから前記第1ヨー減速装置までの距離が、該ブレードから前記第2ヨー減速装置までの距離と異なり、
前記第1ヨー減速装置と前記第2ヨー減速装置とで構成が異なる
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 The output pinion of each of the plurality of yaw speed reduction devices including at least the first yaw speed reduction device and the second yaw speed reduction device is meshed with the turning gear on the main body side of the wind power generation equipment, and the yaw of the wind power generation equipment that drives the nacelle to turn. A drive system,
The distance from the blade of the wind power generation facility to the first yaw reduction device is different from the distance from the blade to the second yaw reduction device,
The configuration of the first yaw reduction device is different from that of the second yaw reduction device. A yaw drive system for wind power generation equipment, characterized in that:
前記第1ヨー減速装置と前記第2ヨー減速装置とで、動力伝達系の一端を固定し、他端側から所定のトルクを与えたときの該他側端の回転量が異なる
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 In claim 1,
The first yaw speed reduction device and the second yaw speed reduction device are characterized in that one end of a power transmission system is fixed and a rotation amount of the other side end when a predetermined torque is applied from the other end side is different. Yaw drive system for wind power generation equipment.
前記第1ヨー減速装置の特定の部材の軸径が、前記第2ヨー減速装置の前記特定の部材に対応する部材の軸径と異なっている
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 In claim 2,
A shaft diameter of a specific member of the first yaw reduction device is different from a shaft diameter of a member corresponding to the specific member of the second yaw reduction device.
前記第1ヨー減速装置と前記第2ヨー減速装置とで、動力伝達の許容トルクが異なっている
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 In any one of Claims 1-3,
The first yaw reduction device and the second yaw reduction device have different power transmission allowable torques.
前記第1ヨー減速装置の特定の歯車の歯幅が、前記第2ヨー減速装置の前記特定の歯車に対応する歯車の歯幅と異なっている
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 In claim 4,
The gear width of the specific gear of the first yaw reduction gear is different from the gear width of the gear corresponding to the specific gear of the second yaw reduction gear.
前記風力発電設備が、前記ブレードを風上に向けて発電を行うアップウィンド型であり、かつ前記出力ピニオンが前記本体側の旋回歯車に外接するタイプの風力発電設備であって、
前記ブレードから前記第1ヨー減速装置までの距離が、該ブレードから前記第2ヨー減速装置までの距離より小さく、
請求項2に記載の前記回転量および請求項4に記載の前記許容トルクの少なくとも一方が、前記第1ヨー減速装置の方が、前記第2ヨー減速装置よりも大きい
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 In claim 1,
The wind power generation facility is an upwind type that generates power with the blades facing upwind, and the output pinion is a wind power generation facility that circumscribes the swivel gear on the main body side,
A distance from the blade to the first yaw reduction device is smaller than a distance from the blade to the second yaw reduction device;
Wind power generation characterized in that at least one of the rotation amount according to claim 2 and the allowable torque according to claim 4 is greater in the first yaw reduction device than in the second yaw reduction device. Equipment yaw drive system.
前記風力発電設備が、前記ブレードを風上に向けて発電を行うアップウィンド型であり、かつ前記出力ピニオンが前記本体側の旋回歯車に内接するタイプの風力発電設備であって、
前記ブレードから前記第1ヨー減速装置までの距離が、該ブレードから前記第2ヨー減速装置までの距離より小さく、
請求項2に記載の前記回転量および請求項4に記載の前記許容トルクの少なくとも一方が、前記第2ヨー減速装置の方が、前記第1ヨー減速装置よりも大きい
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 In claim 1,
The wind power generation facility is an upwind type that generates power with the blade facing upwind, and the output pinion is a type of wind power generation facility inscribed in the swivel gear on the main body side,
A distance from the blade to the first yaw reduction device is smaller than a distance from the blade to the second yaw reduction device;
Wind power generation characterized in that at least one of the rotation amount according to claim 2 and the allowable torque according to claim 4 is greater in the second yaw reduction device than in the first yaw reduction device. Equipment yaw drive system.
前記風力発電設備が、前記ブレードを風下に向けて発電を行うダウンウィンド型であり、かつ前記出力ピニオンが前記本体側の旋回歯車に外接するタイプの風力発電設備であって、
前記ブレードから前記第1ヨー減速装置までの距離が、該ブレードから前記第2ヨー減速装置までの距離より小さく、
請求項2に記載の前記回転量および請求項4に記載の前記許容トルクの少なくとも一方が、前記第2ヨー減速装置の方が、前記第1ヨー減速装置よりも大きい
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 In claim 1,
The wind power generation facility is a downwind type that generates power with the blade facing downwind, and the output pinion is a type of wind power generation facility circumscribing the swivel gear on the main body side,
A distance from the blade to the first yaw reduction device is smaller than a distance from the blade to the second yaw reduction device;
Wind power generation characterized in that at least one of the rotation amount according to claim 2 and the allowable torque according to claim 4 is greater in the second yaw reduction device than in the first yaw reduction device. Equipment yaw drive system.
前記風力発電設備が、前記ブレードを風下に向けて発電を行うダウンウィンド型であり、かつ前記出力ピニオンが前記本体側の旋回歯車に内接するタイプの風力発電設備であって、
前記ブレードから前記第1ヨー減速装置までの距離が、該ブレードから前記第2ヨー減速装置までの距離より小さく、
請求項2に記載の前記回転量および請求項4に記載の前記許容トルクの少なくとも一方が、前記第1ヨー減速装置の方が、前記第2ヨー減速装置よりも大きい
ことを特徴とする風力発電設備のヨー駆動システム。 In claim 1,
The wind power generation facility is a downwind type that generates power with the blades directed leeward, and the output pinion is a type of wind power generation facility inscribed in the swivel gear on the main body side,
A distance from the blade to the first yaw reduction device is smaller than a distance from the blade to the second yaw reduction device;
Wind power generation characterized in that at least one of the rotation amount according to claim 2 and the allowable torque according to claim 4 is greater in the first yaw reduction device than in the second yaw reduction device. Equipment yaw drive system.
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WO2011151887A1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 三菱重工業株式会社 | Wind power generation device, gear transmission mechanism, and gear-meshing control method |
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WO2011151887A1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 三菱重工業株式会社 | Wind power generation device, gear transmission mechanism, and gear-meshing control method |
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