用于发电设备的转速可调节的传动装置，具有：一个输入轴，它至少间接地与一个风力机或水力机的功率接收器相连接；一个输出轴，它至少间接地与一个发电机相连接，其中，该输出轴的转速基本上是恒定的；一个差动传动装置，它至少间接地与输入轴相连接并且它的功率被分配到一个第一功率支路和一个第二功率支路上，该第一功率支路至少间接地与输出轴连接；该第二功率支路包括至少两个液力循环回路，其中的至少一个液力循环回路至少间接地与第一功率支路处于连接中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于发电设备的转速可调节的传动装置，尤其用于由流体力原动机如风力机或水力机驱动并借助发电机产生电能的发电设备。借助一个功率接收器接收空气流或水流的动能的发电设备出于两个原因而具有特点。一个原因是流体介质可提供的动能的最大值随时间的变化而波动，另一原因是流体动能到功率接收器如风转子或水涡轮的动能的功率转换具有一个固有特性，即每个流体速度对应一个最佳的功率接收器转速，在该转速发生最大功率转换。对应的流体速度和最佳转速又取决于功率接收器的参数和几何构型。由此导致，发电设备如动力装置或水力装置最好以可变的输入转速运转，该输入转速又要尽可能最佳地适配相应的工作介质流动速度。对于上述发电设备的另一要求由这样的情况产生发电机被连接到一个联合电网上，该电网典型地以恒定的电网频率工作。由于该恒定电网频率涉及用于稳定联合电网的初级调节参数，由发电设备馈入电网的电能必须频率相符和相位相符地馈入。一方面这可通过变频器来达到，该变频器允许发电机用所要求的频率激励或补偿相对于电网频率的偏差及由此实现转速可变的发电机。对于通过流体介质的动能驱动的发电设备，这种方案的困难在于，风转子或水涡轮的功率接收特性仅能有条件地由变频器模仿并且基于确定的发电机特性曲线的刚性由变频器对调节或控制提出了复杂的要求。因此，使用变频器将所述类型发电设备耦合到联合电网上的公知实施方案不是最佳的，因为不可避免电网上的高次谐波负荷和显著的无功功率的产生。因此，在本申请中说明了一种相反的途径，对于所述类型发电设备提出一种转速可调节的传动装置，它的输出轴基本以恒定转速运转，同时可实现转速可变地沿一最佳额定转速导控的(gefuehrte)输入转速。由此可以作到，驱动一个转速恒定的发电机，并可在部分负载时实现从流体介质的最佳功率吸收。对于满足该任务的传动装置公知了以下的解决方案在一个第一系统中，由功率接收器从流体介质中接收的动能被传递到一个差动传动装置(Ueberlagerungsgetriebe)上。在该差动传动装置中将功率分配到一个发电机和一个小的伺服电机上，其中，通常将输入功率的约三分之一传递到伺服电机上。该伺服电机以不同频率或者作为电动机、或者作为发电机工作，由此发电机转速可被稳定，从而发电机频率固定地工作并可直接与电网连接。伺服电机又通过一个变频器连接到电网上或变换地通过一个机械耦合在发电机上的辅助电机馈电。但所述系统在调节技术上要求高并且其效率受到限制。此外，在使用变频器时也出现前面说明过的问题。在一个静液力工作的第二系统中，伺服电机被液压泵和马达取代。这里也遇到调节特性困难的问题，此外，由于液压部件的影响，产生缓慢的响应特性和显著的无效时间以及大的非线性度。对于发电设备如风力机和水力发电设备，除上面说明的在驱动耦合于联合电网上的发电机方面的基本问题外还有其它要求。这些要求由特定工况产生，如起动过程或停机过程、由于严重的电网不稳定而减少负载或在全负载条件下输入轴转速调低。后一种要求尤其在风力机上出现，该风力机的转子叶片尖端不应超过一定速度，以便使噪音发生保持在一定阈值以下。相应的阈值又根据风力机的安装地点改变，例如在岸安装地点或离岸安装地点。由此，即使在转速下调的风力机中在响应性上仍应保持一定的“柔性”，这就是说，当出现暴风时，即使转速下调的风力机也允许转子转速短时上升，然后再直接返回到阈值上。如果传动装置满足这种要求，则可使出现的力冲击减小。更好的是，在暴风中提供的附加能量可由发电设备接收并以较高功率输出的形式被利用。本专利技术的任务在于，给出一种发电设备，它具有一个满足上述要求的传动装置。尤其是，该传动装置应产生基本恒定的输出转速来驱动一个直接连接在联合电网上的发电机。在此，输入轴应转速可变地跟随功率接收器如风转子或水涡轮的最佳功率接收特性。此外，输入转速也应在出现一定工况时可导控或者说可调节到一个预定阈值以上。这些工况除转速调节外例如是起动阶段和停机阶段或负载下降。此外，给出一种这样的用于发电设备的传动装置，它具有良好调节特性及在响应性能上的一定柔性并且具有结构及制造技术上的简单性。为了解决该任务，专利技术人认识到传动装置中的功率流必须被分配到具有至少两个液力循环回路的至少两个功率支路上。为此，在一个优选构型中传动装置包括一个差动传动装置，它至少间接地与输入轴作用连接并且将功率流分配到第一功率支路和第二功率支路上。第一功率支路至少间接地与驱动发电机的输出轴相连接。通过调节或控制第二功率支路中的功率流来达到所要求的输出轴频率恒定。根据本专利技术，第二功率支路包括至少两个液力循环回路，其中的至少一个液力循环回路在第一功率支路和第二功率支路之间在差动传动装置从动侧形成作用连接。应当注意的是，第二功率支路中的功率流的方向既可向前也可向后。对于向前可理解为功率流向从动侧方向进行。对于该情况，借助连接第一与第二功率支路的液力循环回路来调整从第二到第一功率支路的功率输入。如果取而代之功率返回到第二功率支路，即功率从第一功率支路流回到差动传动装置，则由此存在无功功率流，它也可被这样调节，使得满足对发电设备的传动装置的所述要求。除第一液力循环回路外，第二功率支路还附加包括至少一个第二液力循环回路。用于第二液力循环回路的附加结构成本可通过多个优点得到补偿。一个优点是，与第一液力循环回路相比，第二液力循环回路可具有不同的结构形式或不同的配置。作为液力循环回路，可使用液力变矩器、液力离合器、液力缓速器(Retarder)和Trilok变矩器(Trilokwandler)。每个这样的液力循环回路对于一定的应用或工作区域具有优点。如果用液力变矩器来耦合第一与第二功率支路，则尤其得到这样的优点液力变矩器的特性与由自然资源驱动的功率接收器如风转子或水涡轮的特性相应，由此，基于自调节特性自动调整到从动侧轴上所要求的频率恒定，对此在下面还要详细描述。对于液力离合器，虽然不可实现自调节特性，但基于在一定工作区域中的更高效率，与液力变矩器相比具有液力离合器的优点。尤其对于全负载区域，在该区域中，传动装置的输入转速被导控并且在大多数情况下被向下调节。Trilok变矩器在一定工作区域中又组合了效率和调节特性方面的优点。因此，不同的液力循环回路各对于一定的工作区域或工况具有优点，这样，在使用至少两个液力循环回路时可组合液力循环回路的不同结构类型。视要求而定，可在这些液力循环回路之间来回转换或改变相应的权重。这可最简单地通过调整液力循环回路中的工作介质填充状态来实现。除使用不同结构形式的液力循环回路外，还可在第二功率支路中并列地安装多个同类型的、例如两个液力变矩器，它们通过其配置特性或基于对应变速部分前置或后置连接来区别。因此可以使根据本专利技术的传动装置适应不同的工况。如果有不同的配置可供使用，则也可用变换配置来以更好的方式方法适应自然资源的随时间变化的功率潜能。此外，本专利技术的一个有利构型在于，使用第二液力循环回路来调节和控制第一液力循环回路。典型地，在此情况下，第一液力循环回路承担的任务是将第一功率支路的功率流调节或控制到第二功率支路上或者向相反方向。通常这通过调整响应元件来达到。对于液力循环回路，这些响应元件例如是导向叶片。如果由一定工况得到的要求是离开自调节特性和与本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于发电设备的转速可调节的传动装置，具有： 一个输入轴（２），它至少间接地与一个风力机或水力机的功率接收器相连接； 一个输出轴（１０），它至少间接地与一个发电机（１１）相连接，其中，该输出轴（１０）的转速基本上是恒定的； 一个差动传动装置（５），它至少间接地与输入轴（２）相连接并且它的功率被分配到一个第一功率支路（７）和一个第二功率支路（１８）上，该第一功率支路至少间接地与输出轴（１０）连接； 该第二功率支路（１８）包括至少两个液力循环回路，其中的至少一个液力循环回路至少间接地与第一功率支路（７）处于连接中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁蒂尔舍尔，安德烈亚斯巴斯特克，
申请(专利权)人：福伊特涡轮机两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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