JP4229764B2 - Wind turbine blade pitch angle control device - Google Patents

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    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、風力発電に使用される風車における風車ブレードのピッチ角を制御するピッチ角制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開2001−99045号公報
【0003】
従来の風車ブレードのピッチ角制御装置としては、例えば前記特許文献1に記載されているようなものが知られている。このものは、風車のローターヘッドに取付けられ該ローターヘッドの回転軸と同軸のサーボモータと、該サーボモータの出力軸に固定された傘歯車からなる主歯車と、各風車ブレードの半径方向内端に固定され、前記主歯車に噛み合う傘歯車からなる副歯車とから構成されたものである。そして、このものによって風車ブレードのピッチ角を制御する場合には、サーボモータを作動することで主歯車を回転し、この主歯車の回転を副歯車に伝達して全ての風車ブレードを同期回動するのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の風車ブレードのピッチ角制御装置にあっては、風車ブレードに回動力を付与するサーボモータが1台しか設置されていないため、該サーボモータが断線・停電等により故障をすると、風車ブレードのピッチ角を制御することができなくなるという問題点がある。特に、弱い風に対して風車ブレードのピッチ角が設定されているときにサーボモータが故障した後、強風が吹くようになったときには、風車が高速回転し危険となる。
【0005】
このような事態を防止するため、メインモータ(前述のサーボモータ)の他にサブモータを設置し、該メインモータが故障したとき、サブモータを作動して風車ブレードのピッチ角を制御することが考えられる。ここで、このようにメインモータの他にサブモータを設けたとき、全体形状を単純化して取り扱いを容易とするため、1個のケースに前述のメインモータ、サブモータ、減速機、伝達手段の全てを内蔵させることが一般的である。
【0006】
しかしながら、このようなものにあっては、組立作業が面倒になるとともに、いずれかの部品が故障したとき、修理に全体を分解しなければならず、メンテナンスも面倒となってしまうという問題点がある。
【0007】
この発明は、組立作業およびメンテナンス作業が容易な風車ブレードのピッチ角制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、風車のロータヘッドに取付けられ、半径方向内端部が前記ロータヘッドに回動可能に連結された複数の風車ブレードをそれぞれ回動させることでピッチ角を制御するようにした風車ブレードのピッチ角制御装置であって、メインモータと、該メインモータが故障したとき作動するサブモータと、メインモータまたはサブモータから伝達手段を介して入力された回転を減速して前記風車ブレードに伝達し、該風車ブレードを回動させる減速機と、前記伝達手段を囲むカバーとを備え、前記カバーの一側に減速機を、他側にメインモータおよびサブモータを取付けることにより達成することができる。
【0009】
この発明においては、伝達手段を囲むカバーの一側に減速機を、他側にメインモータおよびサブモータを外付けで取付けるようにしているので、これらをケースに内蔵させる場合より組立作業が容易となり、しかも、いずれかの部品が故障したときにも、減速機等を取り外すだけで故障部品を簡単に露出させて修理することができ、これにより、メンテナンス作業が容易となる。
【0010】
また、請求項2に記載のように構成すれば、メインモータの出力軸から減速機の入力部に駆動力を直接伝達することが可能となり、この結果、駆動力の伝達効率が向上するとともに、構造を簡単とすることもできる。
さらに、請求項3に記載のように構成すれば、メインモータの出力軸を減速機への駆動力伝達系としてサブモータと共用することができ、これにより、装置全体の構造が簡単となり、製作費を安価とすることもできる。
また、請求項4に記載のように構成すれば、メインモータの出力軸に外歯車を固定する場合に比較して、安価に製作することができる。
【0011】
さらに、請求項5に記載のように構成すれば、サブモータとしてメインモータより高速回転する低トルク出力のモータを用いることができ、この結果、サブモータが小型・軽量化して、装置全体が安価に製作できるとともに、コンパクトとなる。
また、請求項6に記載のように構成すれば、内、外歯車によって大きな減速比を得ることができるため、減速機の減速比を小さくすることができ、これにより、減速機を小型・安価とすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1、2、3において、11は風力発電に使用される風車の中空状ロータヘッドであり、このロータヘッド11は図示していない風車本体に回転可能に支持されている。また、このロータヘッド11は図示していない増速機および発電機に連結されており、この結果、このロータヘッド11が回転すると、発電機は(風力)発電する。14は半径方向に延びるとともに周方向に等角度離れた複数、ここでは3個の風車ブレードであり、これら風車ブレード14の半径方向内端部は円筒状を呈するとともに、ロータヘッド11に回動可能に連結されている。そして、これら風車ブレード14の半径方向内端部内周には内歯車15が形成されている。
【0013】
17は各風車ブレード14を回動させることでそのピッチ角、即ちロータヘッド11に対する風車ブレード14の取付け角度を制御する複数(風車ブレード14と同数)のピッチ角制御装置であり、各ピッチ角制御装置17はロータヘッド11に一体形成された取付けプレート18に取付けられた遊星歯車減速機、ここでは偏心揺動型減速機19を有する。21は後述の伝達手段を囲むカバーであり、このカバー21の一側には前記減速機19が、詳しくは略円筒状をしたケース20が取付けられている。
【0014】
24はカバー21の他側に取付けられた電動式のメインモータであり、通常、このメインモータ24の回転駆動力により前記風車ブレード14のピッチ角が制御される。前記メインモータ24は一側に向かって延びる回転軸25を有し、この回転軸25の先端部に外嵌されたメイン伝達軸26はキー27によって該回転軸25に一体的に連結されている。このメイン伝達軸26は前記カバー21内に位置するとともに、その他端部が軸受28によりカバー21に回転可能に支持されている。前述した回転軸25、メイン伝達軸26は全体として、前記減速機19の回転中心と同軸であるメインモータ24の出力軸29を構成するが、この出力軸29のうち、メイン伝達軸26は後述する伝達手段の一部でもある。
【0015】
31は前記ケース20内に収納され減速機19の一部を構成するキャリアであり、このキャリア31は一側端に設けられた端板部31aと、端板部31aから他側に向かって延びる複数本の柱部31bと、これら柱部31bの他端にボルト32により固定された端板部31cとから構成されている。33は前記ケース20の内周に設けられた内歯としての多数の内歯ピンであり、これらの内歯ピン33は軸方向に延びるとともに、周方向に等角度離れて配置されている。34は前記キャリア31、詳しくは端板部31aの一端に一体的に連結された出力軸であり、この出力軸34および前記キャリア31は、これら出力軸34、キャリア31とケース20との間に介装された軸受35によりケース20に回転可能に支持されている。
【0016】
36は前記ケース20内に収納された複数、ここでは2個のピニオンであり、これらピニオン36は軸方向に並列配置されている。また、これらピニオン36は外周に歯数が内歯ピン33の数より若干少ない外歯36aを有し、これら外歯36aは隣接するピニオン36において 180度だけ位相がずれた状態で前記内歯ピン33に噛み合っている。前記ピニオン36には前述の柱部31bと同数の遊嵌孔38がそれぞれ形成され、これらの遊嵌孔38には前記キャリア31の柱部31bがそれぞれ遊嵌状態で軸方向に貫通している。
【0017】
また、前記ピニオン36には複数の貫通孔39が形成され、これらの貫通孔39は前記遊嵌孔38と周方向に交互に配置されている。40は複数本、ここでは前記貫通孔39と同数のクランク軸であり、これらクランク軸40の一端部は端板部31aに、他端部は端板部31cに軸受41を介して回転可能に支持されている。各クランク軸40はその軸方向中央部にクランク軸40の中心軸から等距離だけ偏心した2個の偏心部40aを有し、これら偏心部40aは周方向に 180度だけ位相がずれている。また、これら偏心部40aは各ピニオン36の貫通孔39内にニードル軸受42をそれぞれ介装した状態で挿入されている。
【0018】
45は各クランク軸40の他端部にスプライン結合により連結された減速機19の入力歯車であり、これら入力歯車45には前記メインモータ24の出力軸29、詳しくはメイン伝達軸26の先端部(一端部)外周に形成された出力外歯車46が噛み合っている。なお、このメイン伝達軸26の先端は端板部31c内に挿入されるとともに、これらの間に介装された軸受47によりキャリア31に回転可能に支持されている。このようにメインモータ24の出力軸29の先端部外周に出力外歯車46を形成するとともに、該出力外歯車46を減速機19の入力歯車45に噛み合わせるようにすれば、メインモータ24の出力軸29に別体である外歯車を固定する場合に比較して、安価に製作することができる。
【0019】
そして、メインモータ24の出力軸29の駆動回転が入力歯車45に伝達され、クランク軸40が回転すると、偏心部40aは貫通孔39内において偏心回転し、ピニオン36を 180度だけ位相をずらした状態で偏心回転(公転)させる。このとき、ケース20が静止しており、また、外歯36aの歯数が内歯ピン33の数より若干少ないので、キャリア31、出力軸34は低速で回転する。前述したケース20、キャリア31、内歯ピン33、出力軸34、ピニオン36、クランク軸40、入力歯車45は全体として、メインモータ24の出力軸29から入力された回転を大減速比で減速して出力する前記減速機19を構成する。
【0020】
50は前記出力軸34の一端部にスプライン結合により連結された外歯車であり、この外歯車50は出力軸34の一端面にボルト51により固定された抜け止めプレート52によって抜け止めされるとともに、前記内歯車15に噛み合っている。この結果、メインモータ24が作動して出力軸29が回転すると、この出力軸29の回転は減速機19により減速された後、風車ブレード14に伝達され、該風車ブレード14を回動させてそのピッチ角を変更する。
【0021】
ここで、この外歯車50はそのピッチ円が前記内歯車15のピッチ円よりかなり小径であるため、前述のように風車ブレード14の半径方向内端部内周に内歯車15を設けるとともに、減速機19の出力軸34に前記内歯車15に噛み合う外歯車50を設けるようにすれば、これら内、外歯車15、50によって大きな減速比を得ることができ、これにより、減速機19の減速比を小さくすることができて、該減速機19を小型・安価とすることができる。
【0022】
54はケース20の一端部と出力軸34との間に介装されたオイルシールであり、このオイルシール54は軸受35の一側において該軸受35にほぼ密着された状態で配置されている。このように軸受35とオイルシール54とをほぼ密着した状態で配置し、これらの間の距離を可能な限り短くすれば、出力軸34が横荷重を受けて撓んだ場合でも、オイルシール54に対する撓みの影響を効果的に小さくすることができ、これにより、オイル漏れに対する信頼性を向上させることができる。
【0023】
58は減速機19の回転中心からオフセットした状態でメインモータ24の側方に設置され、該メインモータ24(その制御部、給電部を含む)が断線・停電等によって故障したときのみ作動する電動式のサブモータであり、このサブモータ58はその回転軸59がメインモータ24の回転軸25と平行になるよう配置されるとともに、該メインモータ24と同様にカバー21の他側に取付けられている。
【0024】
このように減速機19の回転中心(出力軸34の回転軸線)とメインモータ24の出力軸29とを同軸に配置するとともに、サブモータ58をメインモータ24の側方に平行に配置するようにすれば、メインモータ24の出力軸29から減速機19の入力部(入力歯車45)に駆動力を直接伝達することが可能となり、この結果、通常運転時における駆動力の伝達効率が向上するとともに、構造を簡単とすることもできる。
【0025】
61は回転軸59の先端部に外嵌されたサブ伝達軸であり、このサブ伝達軸61はキー62によって該回転軸59に一体的に連結されている。このサブ伝達軸61は前記カバー21内に位置するとともに、その軸方向両端部が軸受63によりカバー21に回転可能に支持されている。前述した回転軸59、サブ伝達軸61は全体としてサブモータ58の出力軸64を構成するが、この出力軸64のうち、サブ伝達軸61は後述する伝達手段の一部でもある。
【0026】
前記メインモータ24の出力軸29、詳しくはメイン伝達軸26の外周には第1外歯車67が形成され、一方、前記サブモータ58の出力軸64、詳しくはサブ伝達軸61の外周には第2外歯車68が形成され、これら第1、第2外歯車67、68の双方にはメイン伝達軸26とサブ伝達軸61との間に配置されたアイドル歯車69が噛み合っている。ここで、このアイドル歯車69はカバー21の軸部21aに軸受70を介して回転可能に支持されている。
【0027】
このようにメインモータ24の出力軸29に第1外歯車67を設けるとともに、サブモータ58の出力軸64に第2外歯車68を設け、さらに、これら第1、第2外歯車67、68の双方に噛み合うアイドル歯車69を設け、サブモータ58の出力軸64からの回転をメインモータ24の出力軸29を介して減速機19に伝達するようにすれば、メインモータ24の出力軸29を減速機19への駆動力伝達系としてサブモータ58と共用することができ、これにより、装置全体の構造が簡単となり、製作費を安価とすることもできる。
【0028】
ここで、前記第2外歯車68のピッチ円直径は第1外歯車67のピッチ円直径より小となっているため、サブモータ58としてメインモータ24より高速回転する低トルク出力のモータを用いることができ、この結果、サブモータ58が小型・軽量化して、装置全体が安価に製作できるとともに、コンパクトとなる。また、前述したメイン伝達軸26、サブ伝達軸61、アイドル歯車69は全体として、メインモータ24またはサブモータ58からの回転を減速機19に伝達する伝達手段72を構成し、この伝達手段72は前述したカバー21に収納されている。
【0029】
次に、この発明の一実施形態の作用について説明する。
風車ブレード14のピッチ角を変更する場合には、メインモータ24に通電して出力軸29を回転させるが、この出力軸29の回転は入力歯車45を介してクランク軸40に伝達され、該クランク軸40を同期回転させる。このとき、ケース20が静止しており、また、外歯36aの歯数が内歯ピン33の数より若干少ないので、前記出力軸29の回転は減速されてキャリア31、出力軸34、外歯車50に出力され、これらキャリア31、出力軸34、外歯車50を低速で回転させる。ここで、前記外歯車50には風車ブレード14に形成された内歯車15が噛み合っているので、外歯車50の回転により風車ブレード14は回動し、そのピッチ角が変更される。
【0030】
そして、前記風車ブレード14のピッチ角は、通常の運転時には、10〜30度の範囲内で制御されており、風が弱くなった場合には、ピッチ角が小さくなるよう風車ブレード14を回動させてロータヘッド11の回転を増速させ、一方、風が強くなった場合には、ピッチ角が大きくなるよう風車ブレード14を回動させてロータヘッド11の回転を減速させ、強風時の危険を回避しながら、発電効率を向上させるようにしている。
【0031】
ここで、前記メインモータ24が断線・停電等により故障すると、予備電源からサブモータ58に通電し出力軸64を回転させる。この出力軸64の回転はアイドル歯車69、出力軸29を介して減速機19に入力されるが、この減速機19において前述と同様に減速された後、外歯車50に出力され、該外歯車50を低速回転させる。これにより、メインモータ24が故障した場合でも、風車ブレード14を回動させてそのピッチ角を制御することができる。
【0032】
そして、この実施形態では、前述のように伝達手段72を囲むカバー21の一側に減速機19を、他側にメインモータ24およびサブモータ58を外付けで取付けるようにしているので、これらをカバー21に内蔵させる場合より組立作業が容易となり、しかも、いずれかの部品が故障したときにも、減速機19からカバー21を、あるいは、カバー21からメインモータ24、サブモータ58を取り外すだけで故障部品を簡単に露出させて修理することができ、これにより、メンテナンス作業が容易となる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、組立作業およびメンテナンス作業を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示す全体正面断面図である。
【図2】一部破断正面図である。
【図3】減速機近傍の正面断面図である。
【符号の説明】
11…ロータヘッド 14…風車ブレード
15…内歯車 17…ピッチ角制御装置
19…減速機 21…カバー
24…メインモータ 29…出力軸
34…出力軸 45…入力歯車
46…出力外歯車 50…外歯車
58…サブモータ 67…第1外歯車
68…第2外歯車 69…アイドル歯車
72…伝達手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pitch angle control device for controlling a pitch angle of a wind turbine blade in a wind turbine used for wind power generation.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-99045
As a conventional wind turbine blade pitch angle control device, for example, the one described in Patent Document 1 is known. This includes a servo motor attached to the rotor head of the wind turbine and coaxial with the rotation shaft of the rotor head, a main gear consisting of a bevel gear fixed to the output shaft of the servo motor, and a radially inner end of each wind turbine blade. And an auxiliary gear composed of a bevel gear meshing with the main gear. And when controlling the pitch angle of the wind turbine blade with this, the main gear is rotated by operating the servo motor, and the rotation of the main gear is transmitted to the sub gear to rotate all the wind turbine blades synchronously. To do.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional wind turbine blade pitch angle control device, since only one servo motor is provided for applying rotational force to the wind turbine blade, the servo motor may be damaged due to disconnection or power failure. Then, there is a problem that the pitch angle of the windmill blade cannot be controlled. In particular, when a strong wind is blown after a servo motor breaks down when the pitch angle of the windmill blade is set for a weak wind, the windmill rotates at high speed and becomes dangerous.
[0005]
In order to prevent such a situation, it is considered that a sub motor is installed in addition to the main motor (the servo motor described above), and when the main motor fails, the sub motor is operated to control the pitch angle of the wind turbine blade. . Here, when the sub motor is provided in addition to the main motor in this way, in order to simplify the overall shape and facilitate the handling, all of the main motor, the sub motor, the speed reducer, and the transmission means described above are provided in one case. It is common to have it built in.
[0006]
However, in such a case, the assembly work becomes troublesome, and when one of the parts breaks down, the whole must be disassembled for repair, and maintenance becomes troublesome. is there.
[0007]
An object of the present invention is to provide a pitch angle control device for a wind turbine blade that can be easily assembled and maintained.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the pitch angle is controlled by rotating a plurality of windmill blades that are attached to the rotor head of the windmill and whose inner ends in the radial direction are rotatably connected to the rotor head. A pitch angle control device for a wind turbine blade, which is a main motor, a sub motor that operates when the main motor fails, and a rotation input from the main motor or the sub motor via a transmission means to be transmitted to the wind turbine blade. This can be achieved by providing a speed reducer for rotating the windmill blade and a cover surrounding the transmission means, and mounting the speed reducer on one side of the cover and the main motor and the sub motor on the other side.
[0009]
In this invention, since the reduction gear is attached to one side of the cover surrounding the transmission means and the main motor and the sub motor are externally attached to the other side, the assembly work becomes easier than when these are built in the case, In addition, even if any of the components fails, the failed components can be easily exposed and repaired by simply removing the speed reducer or the like, thereby facilitating maintenance work.
[0010]
Further, if configured as described in claim 2, it becomes possible to directly transmit the driving force from the output shaft of the main motor to the input portion of the reduction gear, and as a result, the transmission efficiency of the driving force is improved, The structure can also be simplified.
Further, if configured as described in claim 3, the output shaft of the main motor can be shared with the sub motor as a driving force transmission system to the speed reducer, thereby simplifying the structure of the entire apparatus and reducing the production cost. Can be made inexpensive.
Moreover, if comprised as described in Claim 4, it can manufacture cheaply compared with the case where an external gear is fixed to the output shaft of a main motor.
[0011]
Furthermore, if constituted as described in claim 5, it is possible to use a low-torque output motor that rotates at a higher speed than the main motor as the sub motor. As a result, the sub motor is reduced in size and weight, and the entire apparatus can be manufactured at low cost. It can be made compact.
According to the sixth aspect of the present invention, since a large reduction ratio can be obtained by the internal and external gears, the reduction ratio of the reduction gear can be reduced, thereby making the reduction gear small and inexpensive. It can be.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIGS. 1, 2, and 3, reference numeral 11 denotes a hollow rotor head of a windmill used for wind power generation. The rotor head 11 is rotatably supported by a windmill body (not shown). The rotor head 11 is connected to a speed increaser and a generator (not shown). As a result, when the rotor head 11 rotates, the generator generates (wind power). Reference numeral 14 denotes a plurality of wind turbine blades that extend in the radial direction and are equiangularly spaced in the circumferential direction, here three wind turbine blades. The radial inner ends of the wind turbine blades 14 have a cylindrical shape and can be rotated by the rotor head 11. It is connected to. An internal gear 15 is formed on the inner periphery of the inner end of the wind turbine blade 14 in the radial direction.
[0013]
Reference numeral 17 denotes a plurality of pitch angle control devices (the same number as the wind turbine blades 14) for controlling the pitch angle, that is, the mounting angle of the wind turbine blade 14 with respect to the rotor head 11 by rotating the wind turbine blades 14. The device 17 has a planetary gear speed reducer, here an eccentric oscillating speed reducer 19, mounted on a mounting plate 18 formed integrally with the rotor head 11. A cover 21 encloses a transmission means to be described later. The speed reducer 19 is attached to one side of the cover 21, and in detail, a case 20 having a substantially cylindrical shape is attached.
[0014]
Reference numeral 24 denotes an electric main motor attached to the other side of the cover 21. Usually, the pitch angle of the windmill blade 14 is controlled by the rotational driving force of the main motor 24. The main motor 24 has a rotating shaft 25 extending toward one side, and a main transmission shaft 26 fitted on the tip of the rotating shaft 25 is integrally connected to the rotating shaft 25 by a key 27. . The main transmission shaft 26 is located in the cover 21 and the other end is rotatably supported by the cover 21 by a bearing 28. The rotary shaft 25 and the main transmission shaft 26 described above constitute an output shaft 29 of the main motor 24 that is coaxial with the rotation center of the speed reducer 19, and the main transmission shaft 26 of the output shaft 29 is described later. It is also part of the transmission means.
[0015]
Reference numeral 31 denotes a carrier housed in the case 20 and constituting a part of the speed reducer 19. The carrier 31 extends from the end plate portion 31a toward the other side by an end plate portion 31a provided at one end. It is composed of a plurality of column portions 31b and end plate portions 31c fixed to the other ends of these column portions 31b by bolts 32. Reference numeral 33 denotes a large number of internal teeth pins as internal teeth provided on the inner periphery of the case 20, and these internal teeth pins 33 extend in the axial direction and are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. Reference numeral 34 denotes an output shaft integrally connected to the carrier 31, more specifically, one end of the end plate portion 31a. The output shaft 34 and the carrier 31 are disposed between the output shaft 34, the carrier 31 and the case 20. The case 35 is rotatably supported by an intervening bearing 35.
[0016]
Reference numeral 36 denotes a plurality of, here two, pinions housed in the case 20, and these pinions 36 are arranged in parallel in the axial direction. Further, these pinions 36 have external teeth 36a having a slightly smaller number of teeth on the outer periphery than the number of internal tooth pins 33, and these external teeth 36a are in the state where the phase is shifted by 180 degrees in the adjacent pinion 36. It is engaged with 33. The pinions 36 are formed with the same number of loose fitting holes 38 as the above-mentioned column portions 31b, and the column portions 31b of the carrier 31 are inserted through these loose fitting holes 38 in the axial direction. .
[0017]
A plurality of through holes 39 are formed in the pinion 36, and these through holes 39 are arranged alternately with the loose fitting holes 38 in the circumferential direction. Reference numeral 40 denotes a plurality of crankshafts, here the same number as the through-holes 39. One end of the crankshaft 40 is rotatable to the end plate portion 31a and the other end portion to the end plate portion 31c via a bearing 41. It is supported. Each crankshaft 40 has two eccentric portions 40a that are eccentric by an equal distance from the central axis of the crankshaft 40 at the center in the axial direction, and these eccentric portions 40a are out of phase by 180 degrees in the circumferential direction. The eccentric portions 40a are inserted into the through holes 39 of the pinions 36 with needle bearings 42 interposed therebetween.
[0018]
45 is an input gear of the speed reducer 19 connected to the other end of each crankshaft 40 by spline coupling, and these input gears 45 include the output shaft 29 of the main motor 24, more specifically, the tip of the main transmission shaft 26. An output external gear 46 formed on the outer periphery (one end portion) is engaged. The front end of the main transmission shaft 26 is inserted into the end plate portion 31c, and is rotatably supported by the carrier 31 by a bearing 47 interposed therebetween. If the output external gear 46 is formed on the outer periphery of the tip end of the output shaft 29 of the main motor 24 and the output external gear 46 is meshed with the input gear 45 of the speed reducer 19, the output of the main motor 24 is achieved. Compared to the case where a separate external gear is fixed to the shaft 29, the shaft 29 can be manufactured at a low cost.
[0019]
Then, when the drive rotation of the output shaft 29 of the main motor 24 is transmitted to the input gear 45 and the crankshaft 40 rotates, the eccentric portion 40a rotates eccentrically in the through hole 39, and the phase of the pinion 36 is shifted by 180 degrees. Make an eccentric rotation (revolution) in the state. At this time, the case 20 is stationary and the number of external teeth 36a is slightly smaller than the number of internal tooth pins 33, so the carrier 31 and the output shaft 34 rotate at a low speed. The case 20, the carrier 31, the internal tooth pin 33, the output shaft 34, the pinion 36, the crank shaft 40, and the input gear 45 described above decelerate the rotation input from the output shaft 29 of the main motor 24 with a large reduction ratio. The speed reducer 19 is configured to output.
[0020]
50 is an external gear connected to one end of the output shaft 34 by spline coupling, and the external gear 50 is retained by a retaining plate 52 fixed to one end surface of the output shaft 34 by a bolt 51, and It meshes with the internal gear 15. As a result, when the main motor 24 operates and the output shaft 29 rotates, the rotation of the output shaft 29 is decelerated by the speed reducer 19 and then transmitted to the windmill blade 14, and the windmill blade 14 is rotated to Change the pitch angle.
[0021]
Here, since the pitch circle of the external gear 50 is considerably smaller than the pitch circle of the internal gear 15, the internal gear 15 is provided on the inner periphery of the wind turbine blade 14 in the radial direction as described above, and the speed reducer If the external gear 50 that meshes with the internal gear 15 is provided on the output shaft 34 of the nineteen, it is possible to obtain a large reduction ratio by the internal gears 15 and 50, thereby reducing the reduction ratio of the reduction gear 19. The reduction gear 19 can be made small and inexpensive.
[0022]
An oil seal 54 is interposed between one end of the case 20 and the output shaft 34. The oil seal 54 is disposed on one side of the bearing 35 so as to be in close contact with the bearing 35. Thus, if the bearing 35 and the oil seal 54 are arranged in a state of being in close contact with each other and the distance between them is made as short as possible, even if the output shaft 34 is bent due to a lateral load, the oil seal 54 It is possible to effectively reduce the influence of bending on the oil, thereby improving the reliability against oil leakage.
[0023]
58 is installed on the side of the main motor 24 in an offset state from the center of rotation of the speed reducer 19 and operates only when the main motor 24 (including its control unit and power feeding unit) fails due to disconnection or power failure. The sub motor 58 is arranged so that the rotation shaft 59 thereof is parallel to the rotation shaft 25 of the main motor 24 and is attached to the other side of the cover 21 in the same manner as the main motor 24.
[0024]
In this way, the rotation center of the reduction gear 19 (the rotation axis of the output shaft 34) and the output shaft 29 of the main motor 24 are arranged coaxially, and the sub motor 58 is arranged parallel to the side of the main motor 24. For example, it is possible to directly transmit the driving force from the output shaft 29 of the main motor 24 to the input part (input gear 45) of the speed reducer 19. As a result, the transmission efficiency of the driving force during normal operation is improved. The structure can also be simplified.
[0025]
61 is a sub-transmission shaft that is externally fitted to the tip of the rotary shaft 59. The sub-transmission shaft 61 is integrally connected to the rotary shaft 59 by a key 62. The sub-transmission shaft 61 is located in the cover 21 and both axial ends thereof are rotatably supported by the cover 21 by bearings 63. The rotary shaft 59 and the sub transmission shaft 61 described above constitute an output shaft 64 of the sub motor 58 as a whole. Of the output shaft 64, the sub transmission shaft 61 is also a part of transmission means described later.
[0026]
A first external gear 67 is formed on the outer periphery of the output shaft 29 of the main motor 24, more specifically, the main transmission shaft 26, while a second outer gear 67 is formed on the outer periphery of the output shaft 64 of the sub motor 58, more specifically, the outer periphery of the sub transmission shaft 61. An external gear 68 is formed, and an idle gear 69 disposed between the main transmission shaft 26 and the sub transmission shaft 61 is engaged with both the first and second external gears 67 and 68. Here, the idle gear 69 is rotatably supported on the shaft portion 21 a of the cover 21 via a bearing 70.
[0027]
As described above, the first external gear 67 is provided on the output shaft 29 of the main motor 24, the second external gear 68 is provided on the output shaft 64 of the sub motor 58, and both the first and second external gears 67, 68 are provided. If the idle gear 69 that meshes with the output shaft 64 of the sub motor 58 is transmitted to the speed reducer 19 via the output shaft 29 of the main motor 24, the output shaft 29 of the main motor 24 is connected to the speed reducer 19. It can be shared with the sub motor 58 as a driving force transmission system for the motor, whereby the structure of the entire apparatus is simplified and the manufacturing cost can be reduced.
[0028]
Here, since the pitch circle diameter of the second external gear 68 is smaller than the pitch circle diameter of the first external gear 67, a motor with a low torque output rotating at a higher speed than the main motor 24 may be used as the sub motor 58. As a result, the sub motor 58 is reduced in size and weight so that the entire apparatus can be manufactured at low cost and becomes compact. The main transmission shaft 26, the sub transmission shaft 61, and the idle gear 69 described above constitute a transmission means 72 that transmits the rotation from the main motor 24 or the sub motor 58 to the speed reducer 19, and the transmission means 72 is the above-described transmission means 72. Stored in the cover 21.
[0029]
Next, the operation of one embodiment of the present invention will be described.
When changing the pitch angle of the wind turbine blade 14, the main motor 24 is energized to rotate the output shaft 29. The rotation of the output shaft 29 is transmitted to the crankshaft 40 via the input gear 45, and the crankshaft The shaft 40 is rotated synchronously. At this time, the case 20 is stationary, and the number of external teeth 36a is slightly less than the number of internal tooth pins 33, so that the rotation of the output shaft 29 is decelerated and the carrier 31, the output shaft 34, the external gear 50, the carrier 31, the output shaft 34, and the external gear 50 are rotated at a low speed. Here, since the internal gear 15 formed on the windmill blade 14 meshes with the external gear 50, the windmill blade 14 is rotated by the rotation of the external gear 50, and the pitch angle thereof is changed.
[0030]
The pitch angle of the windmill blade 14 is controlled within a range of 10 to 30 degrees during normal operation. When the wind becomes weak, the windmill blade 14 is rotated so that the pitch angle becomes small. The rotation of the rotor head 11 is increased, and if the wind becomes strong, the windmill blade 14 is rotated to increase the pitch angle, and the rotation of the rotor head 11 is decelerated. The power generation efficiency is improved while avoiding the problem.
[0031]
Here, if the main motor 24 fails due to disconnection, power failure, etc., the auxiliary motor 58 is energized from the standby power supply to rotate the output shaft 64. The rotation of the output shaft 64 is input to the speed reducer 19 via the idle gear 69 and the output shaft 29. After being decelerated in the same manner as described above, the speed reduction gear 19 is output to the external gear 50. Rotate 50 at low speed. Thus, even when the main motor 24 fails, the windmill blade 14 can be rotated to control the pitch angle.
[0032]
In this embodiment, as described above, the speed reducer 19 is externally attached to one side of the cover 21 surrounding the transmission means 72, and the main motor 24 and the sub motor 58 are externally attached to the other side. Assembling work is easier than in the case where it is built in 21. In addition, if any part fails, simply remove the cover 21 from the reducer 19, or remove the main motor 24 and the sub motor 58 from the cover 21. Can be easily exposed and repaired, which facilitates maintenance work.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, assembly work and maintenance work can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall front sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially broken front view.
FIG. 3 is a front sectional view of the vicinity of the speed reducer.
[Explanation of symbols]
11 ... Rotor head 14 ... Windmill blade
15 ... Internal gear 17 ... Pitch angle control device
19 ... Reducer 21 ... Cover
24 ... Main motor 29 ... Output shaft
34 ... Output shaft 45 ... Input gear
46 ... Output external gear 50 ... External gear
58 ... Sub motor 67 ... First external gear
68 ... Second external gear 69 ... Idle gear
72 ... Transmission means

Claims (6)

風車のロータヘッドに取付けられ、半径方向内端部が前記ロータヘッドに回動可能に連結された複数の風車ブレードをそれぞれ回動させることでピッチ角を制御するようにした風車ブレードのピッチ角制御装置であって、メインモータと、該メインモータが故障したとき作動するサブモータと、メインモータまたはサブモータから伝達手段を介して入力された回転を減速して前記風車ブレードに伝達し、該風車ブレードを回動させる減速機と、前記伝達手段を囲むカバーとを備え、前記カバーの一側に減速機を、他側にメインモータおよびサブモータを取付けるようにしたことを特徴とする風車ブレードのピッチ角制御装置。Pitch angle control of a wind turbine blade that is attached to the rotor head of the wind turbine and that controls the pitch angle by rotating a plurality of wind turbine blades whose inner ends in the radial direction are rotatably connected to the rotor head. A main motor, a sub motor that operates when the main motor breaks down, and a rotation input from the main motor or the sub motor via a transmission means to decelerate and transmit the wind turbine blade to the wind turbine blade, A wind turbine blade pitch angle control comprising: a reduction gear for rotation; a cover surrounding the transmission means; and a reduction gear mounted on one side of the cover and a main motor and a sub motor mounted on the other side. apparatus. 前記減速機の回転中心とメインモータの出力軸とを同軸に配置するとともに、サブモータをメインモータの側方に平行に配置した請求項1記載の風車ブレードのピッチ角制御装置。The pitch angle control device for wind turbine blades according to claim 1, wherein the rotation center of the speed reducer and the output shaft of the main motor are arranged coaxially and the sub motor is arranged in parallel to the side of the main motor. 前記メインモータの出力軸に第1外歯車を設けるとともに、サブモータの出力軸に第2外歯車を設け、さらに、これら第1、第2外歯車の双方に噛み合うアイドル歯車を設け、サブモータの出力軸からの回転をメインモータの出力軸を介して減速機に伝達するようにした請求項1または2記載の風車ブレードのピッチ角制御装置。A first external gear is provided on the output shaft of the main motor, a second external gear is provided on the output shaft of the sub motor, and an idle gear that meshes with both the first and second external gears is provided. The pitch angle control device for a wind turbine blade according to claim 1 or 2, wherein the rotation from the wind turbine blade is transmitted to the reduction gear via the output shaft of the main motor. 前記メインモータの出力軸の先端部外周に出力外歯車を形成するとともに、該出力外歯車を減速機の入力歯車に噛み合わせるようにした請求項1〜3のいずれかに3記載の風車ブレードのピッチ角制御装置。The wind turbine blade according to any one of claims 1 to 3, wherein an output external gear is formed on an outer periphery of a tip end portion of the output shaft of the main motor, and the output external gear is meshed with an input gear of the speed reducer. Pitch angle control device. 前記第2外歯車のピッチ円直径を第1外歯車のピッチ円直径より小とした請求項3記載の風車ブレードのピッチ角制御装置。The pitch angle control device for a wind turbine blade according to claim 3, wherein a pitch circle diameter of the second external gear is smaller than a pitch circle diameter of the first external gear. 前記風車ブレードの半径方向内端部内周に内歯車を設けるとともに、減速機の出力軸に前記内歯車に噛み合う外歯車を設けるようにした請求項1〜5のいずれかに記載の風車ブレードのピッチ角制御装置。The pitch of the windmill blade according to any one of claims 1 to 5, wherein an internal gear is provided on the inner periphery of the radially inner end of the windmill blade, and an external gear that meshes with the internal gear is provided on the output shaft of the speed reducer. Angle control device.
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