專利名稱：靜壓差動(dòng)調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組主傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜壓差動(dòng)調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的主傳動(dòng)裝置，尤其適用于發(fā)電功率在300KW左右的直接上網(wǎng)發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，蘊(yùn)含潛力巨大，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，但由于其主傳動(dòng)裝置的復(fù)雜及維修成本較高等原因制約著風(fēng)電的發(fā)展。目前現(xiàn)有市場(chǎng)上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要分為兩種無(wú)齒輪(直驅(qū)式)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，是一種由風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)采用多極電機(jī)與葉輪直接連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式，免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。優(yōu)點(diǎn)是低風(fēng)速時(shí)高效率、低噪音、高壽命、減小機(jī)組體積、降低運(yùn)行維護(hù)成本等，但是由于發(fā)電機(jī)的功率隨風(fēng)速變化大，以及永磁電機(jī)其自身的諸多缺點(diǎn)限制其應(yīng)用，目前未成為風(fēng)力發(fā)電的主流。齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是目前風(fēng)電的主流，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主傳動(dòng)裝置是由風(fēng)輪、傳動(dòng)軸、增速箱、發(fā)電機(jī)組成。風(fēng)輪在風(fēng)能的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)輪裝在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)增速器轉(zhuǎn)動(dòng)，增速器的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的輸入軸相連，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于自然界中風(fēng)速是不斷變化著的，時(shí)高時(shí)低，因而風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速也會(huì)隨著風(fēng)速的變化而發(fā)生變化，使得驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不是一個(gè)恒定的值，因而通常的解決放案有兩種一是需要變頻器、變壓器等大功率電子器件， 從而增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的復(fù)雜性，增加機(jī)頭的質(zhì)量。二是采用某些調(diào)速裝置，使發(fā)電機(jī)恒速工作，但這些調(diào)速裝置通常都較為復(fù)雜，成本較高。上述兩種風(fēng)電主傳動(dòng)裝置存在以下幾點(diǎn)不足1無(wú)齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率波動(dòng)較大，對(duì)電瓶和電網(wǎng)有大的沖擊。2齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要復(fù)雜的調(diào)速變頻裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組主傳動(dòng)裝置由于風(fēng)力的不穩(wěn)定性，使驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不是一個(gè)恒定的值，需要變頻器、變壓器等大功率電子器件，加重機(jī)頭質(zhì)量和維修成本等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的靜壓差動(dòng)調(diào)速式主傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊易于實(shí)現(xiàn)、傳動(dòng)效率高、低維修成本、高可靠性，適用的風(fēng)速變化范圍大，恒定發(fā)電機(jī)輸入軸轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電的頻率及功率保持恒定目的的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主傳動(dòng)裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該傳動(dòng)裝置包括行星齒輪2，其特征在于，一個(gè)行星架1上安裝三個(gè)行星齒輪2，三個(gè)行星齒輪同時(shí)與一端的內(nèi)齒圈3和太陽(yáng)輪4嚙合，惰輪5則與另一端的內(nèi)齒圈和定軸中心輪6嚙合；定量液壓馬達(dá)9帶動(dòng)的定軸中心齒輪6，定量液壓馬達(dá)9的入油口通過(guò)液壓管道II 10與變量液壓泵11的出油口連接，變量液壓泵11的出油口通過(guò)液壓管道I 7連接油箱8，定軸中心齒輪6與惰輪5嚙合；發(fā)電機(jī)輸入軸13上安裝輸出齒輪12，輸出齒輪12與調(diào)速齒輪16嚙合，調(diào)速齒輪16帶動(dòng)變量液壓泵輸入軸15旋轉(zhuǎn)；變量液壓泵輸入軸15端的齒輪與發(fā)電機(jī)輸入軸13端的齒輪嚙合；排
3量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)17與電子控制單元18連接，電子控制單元18連接兩個(gè)測(cè)速傳感器14，兩個(gè)測(cè)速傳感器14分別安裝在風(fēng)機(jī)上和發(fā)電機(jī)輸入軸13上。其中，發(fā)電機(jī)輸入軸13上安裝一個(gè)輸出齒輪12，輸出齒輪12與調(diào)速齒輪16嚙合。其中，定量液壓馬達(dá)9受變量液壓泵11驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速受變量液壓泵驅(qū)流量調(diào)節(jié)；變量液壓泵的排量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)受電子控制單元調(diào)節(jié)；電子控制單元18接受來(lái)自風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)輸入軸的測(cè)速傳感器的信號(hào)反饋并作出相應(yīng)的判斷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有1此傳動(dòng)裝置對(duì)電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)包括低諧波效應(yīng)；精確的有功和無(wú)功功率調(diào)節(jié)；零壓降和高短路電流。2此傳動(dòng)裝置對(duì)風(fēng)電設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，傳動(dòng)效率高；低維護(hù)成本和高發(fā)電效；無(wú)滑環(huán)、無(wú)電刷，可靠性更高；無(wú)需變頻器、變壓器等大功率電子器件，有效降低機(jī)頭質(zhì)量；無(wú)需斷路器保護(hù)變頻器；無(wú)需無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。


圖1靜壓差動(dòng)調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組主傳動(dòng)裝置工作原理圖
具體實(shí)施例方式如圖所示，不同風(fēng)速下葉輪和發(fā)電機(jī)輸入軸的轉(zhuǎn)速也隨之變化，測(cè)速傳感器14將采集來(lái)的葉輪和發(fā)電機(jī)輸入軸13的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后反饋給電子控制單元，電子控制單元發(fā)出指令控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)變量液壓泵11的排量。發(fā)電機(jī)輸入軸13上安裝輸出齒輪12，輸出齒輪12與調(diào)速齒輪16嚙合，調(diào)速齒輪16帶動(dòng)變量液壓泵輸入軸15旋轉(zhuǎn)，軸轉(zhuǎn)速恒定，泵輸出流量隨排量變化而變化。變量液壓泵11通過(guò)液壓管道II 10輸送油液驅(qū)動(dòng)定量液壓馬達(dá)9，變量液壓泵11通過(guò)流量變化調(diào)節(jié)定量液壓馬達(dá)9的輸出轉(zhuǎn)速，定量液壓馬達(dá)9帶動(dòng)定軸中心輪6旋轉(zhuǎn)。行星差速機(jī)構(gòu)有兩個(gè)自由度，齒圈3和行星架1為原動(dòng)件，當(dāng)行星架1輸入轉(zhuǎn)速變化時(shí)，變量液壓泵11驅(qū)動(dòng)定量液壓馬達(dá)9，定量液壓馬達(dá)9 改變定軸中心輪6轉(zhuǎn)速，惰輪5的轉(zhuǎn)速隨之改變，繼而改變與之嚙合的行星差速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈 3的轉(zhuǎn)速，使得太陽(yáng)輪4軸維持恒定的轉(zhuǎn)速(1500rpm)。行星差速機(jī)構(gòu)有兩個(gè)自由度，齒圈和行星架為原動(dòng)件，從而保證了輸出軸(太陽(yáng)輪)有恒定的轉(zhuǎn)速。行星差動(dòng)齒輪2的輸出軸(即發(fā)電機(jī)的輸入軸1 上安裝一個(gè)齒輪12與另一個(gè)相配合的從動(dòng)齒輪16嚙合，從動(dòng)齒輪軸端安裝一個(gè)變量液壓泵，齒輪軸帶動(dòng)液壓泵旋轉(zhuǎn)， 液壓泵驅(qū)動(dòng)定量液壓馬達(dá)。風(fēng)機(jī)上安裝測(cè)速傳感器，測(cè)速傳感器將采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理，然后將信號(hào)反饋給電子控制單元，液壓泵排量受電子控制單元調(diào)節(jié)隨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化而改變， 液壓泵輸入轉(zhuǎn)速恒定，泵輸出流量隨排量變化而變化。液壓泵通過(guò)流量變化調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，液壓馬達(dá)調(diào)節(jié)行星差動(dòng)輪系的齒圈轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)輸出軸的恒速輸出，從而達(dá)到使發(fā)電機(jī)變速恒頻工作的目的。
權(quán)利要求
1.靜壓差動(dòng)調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組主傳動(dòng)裝置，包括行星齒輪(2)，其特征在于，一個(gè)行星架 (1)上安裝三個(gè)行星齒輪(2)，三個(gè)行星齒輪同時(shí)與一端的內(nèi)齒圈(3)和太陽(yáng)輪(4)嚙合，惰輪(5)與另一端的內(nèi)齒圈(3)和定軸中心輪(6)嚙合；定量液壓馬達(dá)(9)帶動(dòng)的定軸中心齒輪(6)，定量液壓馬達(dá)(9)的入油口通過(guò)液壓管道II (10)與變量液壓泵(11)的出油口連接； 變量液壓泵(11)的出油口通過(guò)液壓管道I (7)連接油箱(8)；定軸中心齒輪(6)與惰輪(5) 嚙合；發(fā)電機(jī)輸入軸(1 上安裝輸出齒輪(12)，輸出齒輪(12)與調(diào)速齒輪(16)嚙合，調(diào)速齒輪(16)帶動(dòng)變量液壓泵輸入軸(15)旋轉(zhuǎn)；變量液壓泵輸入軸(15)端的齒輪與發(fā)電機(jī)輸入軸(1 端的齒輪嚙合；排量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17)與電子控制單元(18)連接，電子控制單元(18)連接兩個(gè)測(cè)速傳感器(14)，兩個(gè)測(cè)速傳感器(14)分別安裝在風(fēng)機(jī)上和發(fā)電機(jī)輸入軸(13)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜壓差動(dòng)調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主傳動(dòng)裝置，其特征在于，發(fā)電機(jī)輸入軸(13)上安裝一個(gè)輸出齒輪(12)，輸出齒輪(12)與調(diào)速齒輪(16)嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜壓差動(dòng)調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主傳動(dòng)裝置，其特征在于，定量液壓馬達(dá)(9)受變量液壓泵(11)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速受變量液壓泵驅(qū)流量調(diào)節(jié)；變量液壓泵的排量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)受電子控制單元調(diào)節(jié)；電子控制單元(18)接受來(lái)自風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)輸入軸的測(cè)速傳感器的信號(hào)反饋并作出相應(yīng)的判斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜壓差動(dòng)調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的主傳動(dòng)裝置。該傳動(dòng)裝置發(fā)電機(jī)輸入軸(13)上安裝一個(gè)輸出齒輪(12)，輸出齒輪(12)與調(diào)速齒輪(16)嚙合。定量液壓馬達(dá)(9)受變量液壓泵(11)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速受變量液壓泵驅(qū)流量調(diào)節(jié)；變量液壓泵的排量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)受電子控制單元調(diào)節(jié)；電子控制單元(18)接受來(lái)自風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)輸入軸的測(cè)速傳感器的信號(hào)反饋并作出相應(yīng)的判斷。測(cè)速傳感器采集信息反饋給電子控制單元，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變變量泵流量，驅(qū)動(dòng)定量泵帶動(dòng)定軸中心輪改變轉(zhuǎn)速，中心輪通過(guò)惰輪帶動(dòng)齒圈，使行星差速機(jī)構(gòu)在一個(gè)原動(dòng)件(行星架)速度情況下，改變另一個(gè)原動(dòng)件(齒圈)，從而使太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速恒定，達(dá)到發(fā)電機(jī)輸入軸轉(zhuǎn)速恒定的目的。因而無(wú)需變頻器、變壓器等大功率電子器件，有效降低機(jī)頭質(zhì)量，簡(jiǎn)化操作方法，提高了發(fā)電機(jī)組的使用壽命和對(duì)風(fēng)速變化的適應(yīng)能力。
文檔編號(hào)F16H47/04GK102506017SQ201110374148
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者劉金剛, 鞏招兵, 張小鵬, 彭柳絮 申請(qǐng)人:江麓機(jī)電科技有限公司