风力发电机组制造技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机组，包括塔筒、机舱、传动链系统及风轮，机舱安装于塔筒的顶端，传动链系统安装于机舱内的机架上，风轮与传动链系统连接，传动链系统包括减速箱及发电机。减速箱包括箱体、输入轴、输入齿轮副、平行级齿轮副及输出轴。输入轴可转动地安装于箱体内，输入轴与风轮的轮毂连接。输入齿轮副包括第一主动轮及第一从动轮，第一主动轮安装于输入轴上，多个第一从动轮与第一主动轮啮合。平行级齿轮副安装于箱体内，并与第一从动轮传动连接，输出轴与平行级齿轮副传动连接，且输出轴与发电机连接。上述风力发电机组，简化了机组传动链结构，大幅度降低了机组成本，简化了机组的安装调试，提高了机组可靠性。提高了机组可靠性。提高了机组可靠性。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体涉及一种风力发电机组。

技术介绍

[0002]随着风电市场平价，要求风电机组制造商不断降低整机制造成本，并对机组性能提出了更高要求。在风电机组构成中，传动链作为传递动力的关键系统，因其承受巨大的工作负荷而尤其关键，其结构特点直接决定了机组的成本及性能。
[0003]目前传统的风电机组由风轮系统、传动链系统、电气系统、偏航系统、变桨系统、冷却系统、控制系统、机舱系统和塔筒系统等构成。传动链系统包含轮毂、主轴、主轴轴承、轴承座、齿轮箱、发电机、联轴器等部件，其中主轴与主轴轴承、轴承座共同构成主轴部件。
[0004]风电机组传动链系统是最关键的系统之一。在传动链中，风轮轮毂直接安装在主轴一端，主轴上有一组或两组轴承进行支撑，并通过轴承座与机架相连。主轴另一端与齿轮箱输入端通过输入联轴器连接，齿轮箱通常为多级行星增速结构，齿轮箱输出轴通过输出联轴器与发电机连接。
[0005]风电机组工作时，由轮毂端传来的风轮推力、重力、横向载荷、扭矩等各种载荷均传递给主轴，并作用于主轴部件，主轴将风轮推力、重力、横向载荷通过主轴轴承、轴承座传递到机架，将扭矩传递到齿轮箱。齿轮箱则将主轴传递的低转速大扭矩增速到高速小扭矩后传递给发电机，以满足发电机的工作要求。
[0006]现有的传统风力发电机组存在以下缺点：1、传动链中存在独立的主轴部件，来自轮毂的风轮推力、重力、横向载荷、扭矩必须通过主轴部件传递到机架和齿轮箱，导致机组结构复杂、安装调试困难。2、传动链中构成主轴部件的主轴、主轴轴承、轴承座由于需要承受轮毂端传递的所有载荷，因此尺寸及重量较大，增加了机组重量及成本。3、为容纳及安装主轴部件，机组的机架需要加长轴向尺寸，增加了机组重量及成本。4、传动链中主轴轴承需要承受全部的风轮推力、重力，平衡横向载荷，受力复杂、轴承尺寸大、安装调整困难、价格昂贵，且容易损坏。

技术实现思路

[0007]基于此，有必要针对现有风电机组传动链尺寸长、零部件数量多、重量大、安装调试困难、成本高的的问题，提供一种风力发电机组。
[0008]一种风力发电机组，包括塔筒、机舱、传动链系统及风轮，所述机舱安装于所述塔筒的顶端，所述传动链系统安装于所述机舱内的机架上，所述风轮与所述传动链系统连接，所述传动链系统包括减速箱及发电机，所述减速箱包括：
[0009]箱体，安装于所述机架上；
[0010]输入轴，可转动地安装于所述箱体内，且所述输入轴伸出所述箱体外与所述风轮的轮毂连接；
[0011]输入齿轮副，包括第一主动轮及第一从动轮，所述第一主动轮安装于所述输入轴
位于所述箱体内的端部上，所述第一从动轮安装于所述箱体内，多个所述第一从动轮分布于所述第一主动轮周围并与所述第一主动轮啮合，所述第一主动轮和所述第一从动轮均为斜齿轮；
[0012]平行级齿轮副，安装于所述箱体内，并与所述第一从动轮传动连接，所述平行级齿轮副用于实现增速传动；及
[0013]输出轴，安装于所述箱体内，所述输出轴与所述平行级齿轮副传动连接，且所述输出轴伸出箱体外与所述发电机连接。
[0014]在其中一个实施例中，所述输入轴上间隔安装有支撑轴承，所述支撑轴承安装于所述箱体内。
[0015]在其中一个实施例中，所述输入齿轮副还包括第一平行轴，所述第一平行轴可转动地安装于所述箱体内，所述第一从动轮安装于所述第一平行轴的一端，所述第一平行轴的另一端连接所述平行级齿轮副。
[0016]在其中一个实施例中，所述第一平行轴上设有第一轴承，所述第一轴承安装于所述箱体上，所述第一从动轮远离所述输入轴一侧的所述第一轴承为推力轴承。
[0017]在其中一个实施例中，所述平行级齿轮副具有多级，所述平行级齿轮副在传递路径中通过功率汇流逐步减少分流数量。
[0018]在其中一个实施例中，所述平行级齿轮副包括第二主动轮、第二从动轮、第二平行轴、第三主动轮及第三从动轮，所述第二主动轮安装于所述第一平行轴的另一端，所述第二平行轴可转动地安装于所述箱体内，所述第二从动轮安装于所述第二平行轴的一端，所述第二从动轮与至少一个所述第二主动轮相啮合，所述第三主动轮安装于所述第二平行轴的另一端，所述第三从动轮安装于所述输出轴上，所述第三从动轮与多个所述第三主动轮相啮合。
[0019]在其中一个实施例中，所述第一从动轮一体成型于所述第一平行轴上，所述第二从动轮一体成型于所述第二平行轴上。
[0020]在其中一个实施例中，所述第二主动轮的数量为所述第二从动轮的倍数，所述第二从动轮位于所述第二主动轮围成的区域内，每个所述第二从动轮啮合多个所述第二主动轮。
[0021]在其中一个实施例中，所述输出轴内穿设有连接轴，所述第三从动轮一体成型于所述连接轴上，所述连接轴与所述输出轴柔性连接。
[0022]在其中一个实施例中，还包括电气系统、偏航系统、变桨系统、冷却系统及控制系统，所述电气系统用于将机组发电机产生的电能处理后接入电网，所述偏航系统连接所述塔筒和所述机舱，用于偏转所述风轮，所述变桨系统安装于所述轮毂内，用于调节风轮桨叶的桨距角，所述冷却系统用于对传动链中的齿轮、轴承及电气部件进行冷却保护，所述控制系统用于监测机组的运行状态及控制机组的运行。
[0023]上述风力发电机组至少具有以下优点：
[0024]1、机组中传动链系统取消了单独的主轴部件
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包括主轴、主轴支撑轴承、轴承座结构。既大大简化了机组传动链结构，也大幅度降低了机组成本，同时简化了机组的安装调试，提高了机组可靠性。
[0025]2、机组传动链系统中取消了输入联轴器，轮毂与齿轮箱输入轴直接刚性联结。简
化了机组传动链结构，降低了机组的安装难度，也降低了机组成本。
[0026]3、由于传动链系统中取消了主轴部件及输入联轴器，传动链长度大幅度缩短，机架长度相应大幅度缩短，重量大幅度减轻，降低了机组成本。
[0027]4、由于取消了主轴部件及输入联轴器，同时机架轻量化设计，机舱重量得到大幅度降低，降低了机组的吊装要求，减少了机组吊装成本。
[0028]5、机组传动链系统中的齿轮箱采用多分流平行传动结构增速，输入齿轮副啮合轴向力可以对风轮推力产生良好的抵消效果，大幅度减轻了承担主轴支撑轴承功能的输入轴支撑轴承载荷。由此降低了输入轴支撑轴承选型难度及安装调试要求；进一步提高了机组可靠性，降低了机组成本。
[0029]6、机组传动链系统中的齿轮箱采用多分流平行传动结构设计，多路分流的齿轮传动结构平行分布于承担主轴功能的输入轴四周，充分利用了径向空间布置。多个第一从动轮可将一级齿轮副啮合轴向力均匀分流为多个受力点，降低了单个位置受力大小，并使其均匀作用于箱体外侧。从而改善了箱体受力，降低了箱体结构设计的难度，利于轻量化箱体设计，降低机组成本。
[0030]7、由于机组中传动链系统长度大幅度缩短，传动链系统的动力学特性得到明显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组，其特征在于，包括塔筒、机舱、传动链系统及风轮，所述机舱安装于所述塔筒的顶端，所述传动链系统安装于所述机舱内的机架上，所述风轮与所述传动链系统连接，所述传动链系统包括减速箱及发电机，所述减速箱包括：箱体，安装于所述机架上；输入轴，可转动地安装于所述箱体内，且所述输入轴伸出所述箱体外与所述风轮的轮毂连接；输入齿轮副，包括第一主动轮及第一从动轮，所述第一主动轮安装于所述输入轴位于所述箱体内的端部上，所述第一从动轮安装于所述箱体内，多个所述第一从动轮分布于所述第一主动轮周围并与所述第一主动轮啮合，所述第一主动轮和所述第一从动轮均为斜齿轮；平行级齿轮副，安装于所述箱体内，并与所述第一从动轮传动连接，所述平行级齿轮副用于实现增速传动；及输出轴，安装于所述箱体内，所述输出轴与所述平行级齿轮副传动连接，且所述输出轴伸出箱体外与所述发电机连接。2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述输入轴上间隔安装有支撑轴承，所述支撑轴承安装于所述箱体内。3.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述输入齿轮副还包括第一平行轴，所述第一平行轴可转动地安装于所述箱体内，所述第一从动轮安装于所述第一平行轴的一端，所述第一平行轴的另一端连接所述平行级齿轮副。4.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一平行轴上设有第一轴承，所述第一轴承安装于所述箱体上，所述第一从动轮远离所述输入轴一侧的所述第一轴承为推力轴承。5.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，所述平行级齿轮副具有多级，所述平行级齿轮副...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永平，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团海装风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：