專利名稱：一種相對(duì)于風(fēng)能渦輪的第二部件驅(qū)動(dòng)該風(fēng)能渦輪的第一部件的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)風(fēng)能渦輪的改進(jìn)，尤其涉及一種驅(qū)使風(fēng)能渦輪的第一部件相對(duì)于該風(fēng)能渦輪的第二部件轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，或反之亦然。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代風(fēng)能渦輪上都配備有變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置和首搖裝置。通過首搖驅(qū)動(dòng)裝置可以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)地支承機(jī)艙的塔架水平地驅(qū)動(dòng)該風(fēng)能渦輪的機(jī)艙。變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置用來調(diào)整風(fēng)能渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片。通常每一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片都配有一個(gè)單獨(dú)的變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置。
風(fēng)能渦輪的變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置和首搖驅(qū)動(dòng)裝置在通常包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置上都設(shè)有制動(dòng)器。而且，所述電動(dòng)機(jī)通常又包括一個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)。可選擇或者可替換地，制動(dòng)器可以構(gòu)造在該第一部件和第二部件之間的軸承結(jié)構(gòu)上。在風(fēng)能渦輪的變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置和首搖驅(qū)動(dòng)裝置上設(shè)置的制動(dòng)器可以防止某個(gè)部件(轉(zhuǎn)子葉片或機(jī)艙)相對(duì)于其他部件(輪轂或塔架)發(fā)生不允許的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。但可以發(fā)生這樣的事情風(fēng)力作用在該轉(zhuǎn)子葉片和機(jī)艙上，這些風(fēng)力導(dǎo)致作用在該葉片和機(jī)艙上的扭矩大于制動(dòng)松開扭矩(break-losse torques)。由于變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置和首搖驅(qū)動(dòng)裝置的元件的慣性很大，所以這些驅(qū)動(dòng)裝置元件上的扭矩能夠上升到大于能夠破壞這些驅(qū)動(dòng)裝置的制動(dòng)松開扭矩的程度。
用一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器將首搖驅(qū)動(dòng)裝置的殼體連接到該機(jī)艙是眾所周知的。若由于大風(fēng)力作用在該機(jī)艙上而使該聯(lián)軸器滑動(dòng)，則該首搖驅(qū)動(dòng)裝置的整個(gè)殼體相對(duì)于該機(jī)艙旋轉(zhuǎn)，并且如果設(shè)有電纜的話，就不得不設(shè)置液力管道來補(bǔ)償這種旋轉(zhuǎn)。因此首搖驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)就變得復(fù)雜了。
發(fā)明概述本發(fā)明一方面提供一種相對(duì)風(fēng)能渦輪的第二部分驅(qū)動(dòng)其第一部分的裝置，所述裝置包括與所述第一部件驅(qū)動(dòng)嚙合的驅(qū)動(dòng)元件；
驅(qū)動(dòng)單元，包括能固定連接到所述第二部件上的殼體，使運(yùn)動(dòng)元件發(fā)生運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置，以及將所述運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)傳遞給所述驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)傳遞裝置；和至少一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器布置在下列位置中的至少一處所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置和所述驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)元件之間，所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置和所述驅(qū)動(dòng)元件之間，所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置之內(nèi)。
如果作用在驅(qū)動(dòng)元件上的力所產(chǎn)生的作用在所述滑動(dòng)聯(lián)軸器上的扭矩超過了預(yù)定的最大扭矩，所述滑動(dòng)聯(lián)軸器就可以滑動(dòng)調(diào)整，這樣能防止位于驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw和所述滑動(dòng)聯(lián)軸器之間的所述驅(qū)動(dòng)單元的元件受到過大的負(fù)載。


圖1示出了使機(jī)艙相對(duì)于塔架方位旋轉(zhuǎn)的風(fēng)能渦輪首搖裝置的示意圖。
發(fā)明詳細(xì)描述現(xiàn)有的風(fēng)能渦輪首搖系統(tǒng)不能承受超過其承受能力的扭矩。這可能會(huì)使驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)或支承結(jié)構(gòu)中的元件過載。由于首搖系統(tǒng)不能滑動(dòng)，元件上的負(fù)載會(huì)越來越大，也就需要另外的作用來提高其扭矩承受能力。解決這個(gè)問題的方法就是提供一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器來限制驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和支承結(jié)構(gòu)上的元件所承受的最大扭矩。
如圖1所示，用于相對(duì)于風(fēng)能渦輪的塔架14旋轉(zhuǎn)機(jī)艙12的首搖裝置10提供有裝置16，該裝置16包括一個(gè)與塔架14驅(qū)動(dòng)嚙合的驅(qū)動(dòng)元件18。在本具體實(shí)施方式
中，驅(qū)動(dòng)元件18包括一個(gè)與設(shè)置在塔架14上的環(huán)形齒輪20相嚙合的齒輪。裝置16的驅(qū)動(dòng)單元22設(shè)置在機(jī)艙12內(nèi)，其具有固定在機(jī)艙12的框架26上的殼體24。殼體24內(nèi)有一個(gè)行星十字二級(jí)齒輪箱28，或者也可以用其他的減速裝置來代替。齒輪箱28是一個(gè)將輸入軸30的運(yùn)動(dòng)傳遞到輸出軸32的運(yùn)動(dòng)傳遞裝置，其中驅(qū)動(dòng)元件18連接到輸出軸32上。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，輸入軸30是一個(gè)由運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置34，如本例的帶有制動(dòng)系統(tǒng)36的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)元件。
在圖1中，附圖標(biāo)記38表示為了防止裝置16的元件及其支承結(jié)構(gòu)過載，滑動(dòng)聯(lián)軸器可能出現(xiàn)的位置。例如，在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，滑動(dòng)聯(lián)軸器設(shè)置在輸入軸30或輸出軸32上。無論設(shè)置在哪個(gè)軸上都可以位于齒輪箱殼體外或齒輪箱殼體內(nèi)。用于滑動(dòng)聯(lián)軸器的一個(gè)可替換的方案是設(shè)置在齒輪箱28內(nèi)。在本具體實(shí)施方式
中，齒輪箱中的一級(jí)被構(gòu)造為一個(gè)行星齒輪，其中滑動(dòng)聯(lián)軸器設(shè)置在外環(huán)形齒輪40，和殼體42、輸出軸32以及行星齒輪輸入軸44三者之一之間。
所述滑動(dòng)聯(lián)軸器可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置的需要和設(shè)計(jì)而被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)裝置的高速級(jí)或低速級(jí)?？商鎿Q地，所述滑動(dòng)聯(lián)軸器設(shè)置在級(jí)間。所述滑動(dòng)聯(lián)軸器的位置距電動(dòng)機(jī)34(運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置)越近，機(jī)艙首搖運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的質(zhì)量慣性矩就越小。
首搖裝置10還包括一個(gè)傳感器裝置46，其用于感應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元22兩個(gè)元件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其中滑動(dòng)聯(lián)軸器設(shè)置在這兩個(gè)元件之間。通過傳感器裝置46能夠檢測(cè)到滑動(dòng)聯(lián)軸器的滑脫動(dòng)，這就表示在接下來的風(fēng)能渦輪維護(hù)停機(jī)期間也需要對(duì)滑動(dòng)聯(lián)軸器進(jìn)行維護(hù)。
根據(jù)本發(fā)明，所述裝置包括一個(gè)與所述第一部件驅(qū)動(dòng)嚙合的驅(qū)動(dòng)元件。所述驅(qū)動(dòng)元件由包括固定連接在所述第二部件上的殼體的驅(qū)動(dòng)單元所驅(qū)動(dòng)。所述殼體部分還包括一個(gè)使運(yùn)動(dòng)元件(也就是轉(zhuǎn)軸)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置(例如，電動(dòng)機(jī))，以及一個(gè)將運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)傳遞給驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)傳遞裝置。在驅(qū)動(dòng)單元和被驅(qū)動(dòng)元件相互嚙合的兩個(gè)元件之間至少設(shè)置一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器，一旦由作用在驅(qū)動(dòng)元件上的運(yùn)動(dòng)力所產(chǎn)生的作用在滑動(dòng)聯(lián)軸器上的扭矩超過預(yù)定的最大扭炬時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)聯(lián)軸器會(huì)進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)整。所述最大扭矩大于由滑動(dòng)聯(lián)軸器傳遞過來的能主動(dòng)驅(qū)使風(fēng)能渦輪的一個(gè)部件相對(duì)于其他部件運(yùn)動(dòng)的扭矩。當(dāng)大的風(fēng)力作用在風(fēng)能渦輪的某一部分上時(shí)，該部分會(huì)相對(duì)于其他由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的部分運(yùn)動(dòng)，這時(shí)所述滑動(dòng)聯(lián)軸器能使布置在驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw和滑動(dòng)聯(lián)軸器之間的元件不會(huì)承受不允許的負(fù)載。
至少有一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器是布置在殼體內(nèi)，或者分別位于相鄰的驅(qū)動(dòng)單元和被驅(qū)動(dòng)元件的嚙合元件之間。換句話說，由于驅(qū)動(dòng)單元的殼體固定連接在風(fēng)能渦輪的第一部件或第二部件上。因此，驅(qū)動(dòng)單元的殼體不能相對(duì)于殼體固定連接到其上的風(fēng)能渦輪部件滑動(dòng)。
至少有一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器布置在驅(qū)動(dòng)單元中的運(yùn)動(dòng)傳遞裝置的齒輪箱內(nèi)，或者為了連接從動(dòng)軸的兩個(gè)部份而將其布置在驅(qū)動(dòng)單元的至少一個(gè)從動(dòng)軸上。所述的至少一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器能防止驅(qū)動(dòng)單元的元件過載，沿著作用在對(duì)應(yīng)的風(fēng)能渦輪部件的力的作用方向看，所述元件位于所述滑動(dòng)聯(lián)軸器的后面。
為了檢測(cè)滑動(dòng)聯(lián)軸器的滑動(dòng)而設(shè)置了一個(gè)傳感器裝置，其用于感應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元兩元件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述兩元件之間設(shè)置有滑動(dòng)聯(lián)軸器。
為了保持滑動(dòng)聯(lián)軸器的正常工作，設(shè)置一個(gè)監(jiān)視裝置來監(jiān)視滑動(dòng)聯(lián)軸器的工作情況，先施加一個(gè)扭矩使滑動(dòng)聯(lián)軸器不能再滑動(dòng)，再施加一個(gè)扭矩使滑動(dòng)聯(lián)軸器正好能夠滑動(dòng)。所述監(jiān)控裝置的功能類似于本發(fā)明為了防止驅(qū)動(dòng)單元的元件過載那樣，也是為了在驅(qū)動(dòng)一個(gè)部件相對(duì)于其他部件運(yùn)動(dòng)時(shí)能保證裝置的安全。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，這些校驗(yàn)扭矩通過工作在超扭矩模式的驅(qū)動(dòng)單元提供，或者(當(dāng)每個(gè)軸承上有n個(gè)驅(qū)動(dòng)單元時(shí))通過使用第n-1個(gè)驅(qū)動(dòng)單元以應(yīng)用1個(gè)校驗(yàn)扭矩，按順序進(jìn)行n次。
所述裝置用于風(fēng)能渦輪的變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置和首搖驅(qū)動(dòng)裝置。用于變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，所述第一部件是風(fēng)能渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片，第二部件是旋轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)能渦輪轉(zhuǎn)子輪轂。同樣地，所述部件可以切換。所述轉(zhuǎn)子包括若干轉(zhuǎn)子葉片，每一個(gè)葉片都有一個(gè)帶有滑動(dòng)聯(lián)軸器的變節(jié)距驅(qū)動(dòng)裝置。另外，出于調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片末梢的目的也可以在轉(zhuǎn)子葉片上設(shè)置本發(fā)明的裝置。
在有首搖驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，所述第二部件就是風(fēng)能渦輪的機(jī)艙，所述第一部件就是旋轉(zhuǎn)支承機(jī)艙的風(fēng)能渦輪的塔架。
在有主齒輪箱的情況下，所述第一部件就是風(fēng)能渦輪的轉(zhuǎn)子，而所述第二部件就是齒輪箱的靜止部分和與可旋轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)子的風(fēng)能渦輪相連的發(fā)電機(jī)。
雖然本發(fā)明被詳細(xì)描述了可用于不同的實(shí)施例中，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以基于本發(fā)明權(quán)利要求的精神和范圍實(shí)施其他的改進(jìn)。
部件清單

權(quán)利要求
1.一種相對(duì)于風(fēng)能渦輪的第二部件驅(qū)動(dòng)該風(fēng)能渦輪的第一部件的裝置，其包括一個(gè)與所述第一部件驅(qū)動(dòng)嚙合的驅(qū)動(dòng)元件(18)；一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元(22)，其包括一個(gè)被固定連接到所述第二部件上的殼體(24)，一個(gè)使運(yùn)動(dòng)元件(30)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置(34)，以及一個(gè)將所述運(yùn)動(dòng)元件(30)的運(yùn)動(dòng)傳遞給所述驅(qū)動(dòng)元件(18)的運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)；及至少一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)，被配置在所述驅(qū)動(dòng)單元(22)的運(yùn)動(dòng)元件(30)和所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)與所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)和所述驅(qū)動(dòng)元件(18)之中的至少之一之間，并在所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)之內(nèi)；其中如果由于作用在驅(qū)動(dòng)元件(18)上的驅(qū)動(dòng)力而導(dǎo)致作用在所述滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)上的扭矩超過了預(yù)定的最大扭矩，所述滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)被調(diào)整來滑動(dòng)，從而防止被配置在于驅(qū)動(dòng)單元(16)殼體(24)和所述滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)之間的所述驅(qū)動(dòng)單元的元件承受不允許的過載。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)包括一個(gè)齒輪箱，其中所述至少一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)被配置在該齒輪箱內(nèi)或其上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)包括至少一個(gè)從動(dòng)軸(30，32)，所述滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)被配置在所述受驅(qū)動(dòng)軸(30，32)的第一和第二部分之間。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括用于感應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元(16)兩元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)器(46)，所述兩元件之間配置滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括一個(gè)監(jiān)視滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)的工作的監(jiān)視裝置，其步驟為對(duì)滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)施加一個(gè)使滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)不能滑動(dòng)的第一扭矩然后對(duì)滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)施加一個(gè)使滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)必須滑動(dòng)的第二扭矩。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二部件就是風(fēng)能渦輪的機(jī)艙(12)，所述第一部件就是旋轉(zhuǎn)地支承該機(jī)艙(12)的風(fēng)能渦輪的塔架(14)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一部件是風(fēng)能渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片，所述第二部件是旋轉(zhuǎn)地支承該轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)能渦輪轉(zhuǎn)子輪轂。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一部件是風(fēng)能渦輪的轉(zhuǎn)子，而所述第二部件是與可旋轉(zhuǎn)地支承該轉(zhuǎn)子的該風(fēng)能渦輪的齒輪箱一發(fā)電機(jī)組合。
全文摘要
一種相對(duì)于風(fēng)能渦輪的第二部件驅(qū)動(dòng)風(fēng)能渦輪的第一部件的裝置，其包括一個(gè)與所述第一部件驅(qū)動(dòng)嚙合的驅(qū)動(dòng)元件(18)；一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元(22)，包括能固定連接到所述第二部件上的殼體(24)，一個(gè)使運(yùn)動(dòng)元件(30)發(fā)生運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置(34)，以及一個(gè)將所述運(yùn)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)傳遞給所述驅(qū)動(dòng)元件(18)的運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)；及至少一個(gè)滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)布置在下列位置中的至少一處所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)和所述驅(qū)動(dòng)單元(22)的運(yùn)動(dòng)元件(30)之間，所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)和所述驅(qū)動(dòng)元件(18)之間，所述運(yùn)動(dòng)傳遞裝置(28)之內(nèi)。其中如果作用在驅(qū)動(dòng)元件(18)上的力所產(chǎn)生的作用在所述滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)上的扭矩超過了預(yù)定的最大扭矩，所述滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)就可以滑動(dòng)調(diào)整，這樣能防止位于驅(qū)動(dòng)單元(16)殼體(24)和所述滑動(dòng)聯(lián)軸器(38)之間的所述驅(qū)動(dòng)裝置(16)的元件過載。
文檔編號(hào)F03D7/00GK1948748SQ20061014444
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者J·尼斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司