一种低风速风力发电机组变转速盘车系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低风速风力发电机组变转速盘车系统，包括控制机构和与其连接的马达及液压变速箱，液压变速箱中包括与马达输出轴连接的低速挡齿轮组和高速挡齿轮组，该变速箱输出轴与联轴器刹车盘连接。低速挡齿轮组和高速挡齿轮组之间设有常闭液压制动器和常开液压离合器，能实现低转速输出和高转速输出的切换。变速箱中还包括转速监测机构和液压保压机构。本实用新型专利技术通过低速挡齿轮组和高速挡齿轮组的巧妙设计以及液压制动器和液压离合器的设置，能有效实现低速扭矩输出和高速扭矩输出，满足不同转速需求下的盘车动作，还通过转速监控机构和液压保压机构的设置，大大提高该盘车系统的安全可靠性。

Variable speed turning system of low wind speed wind turbine

The utility model discloses a variable speed turning system of a low wind speed wind turbine, which includes a control mechanism, a motor and a hydraulic gearbox connected with the control mechanism. The hydraulic gearbox includes a low-speed gear group and a high-speed gear group connected with the motor output shaft, and the output shaft of the gearbox is connected with the coupling brake disc. A normally closed hydraulic brake and a normally open hydraulic clutch are arranged between the low-speed gear group and the high-speed gear group, which can realize the switching between the low-speed output and the high-speed output. The transmission also includes a speed monitoring mechanism and a hydraulic pressure maintaining mechanism. The utility model can effectively realize low-speed torque output and high-speed torque output through the ingenious design of low-speed gear group and high-speed gear group and the setting of hydraulic brake and hydraulic clutch, meet the turning action under different speed requirements, and greatly improve the safety and reliability of the turning system through the setting of speed monitoring mechanism and hydraulic pressure maintaining mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种低风速风力发电机组变转速盘车系统
本技术涉及风电机组盘车
，特别是涉及一种低风速风力发电机组变转速盘车系统。
技术介绍
近年来，随着兆瓦级风力发电机组的单机容量不断加大且趋于超低风速机组设计，叶轮直径不断增加，加之受地形复杂条件影响，业内普遍存在大叶轮机组吊装及后期维护困难等问题。如在整机吊装工况中，传统吊带兜持叶轮吊装方案已经不适合特殊地形的风电项目，该吊装方式需要在地面将三支叶片和轮毂进行组装，之后主吊车和辅吊车配合，利用吊带兜持两支叶片根部进行起吊，再完成叶轮翻转。这样的吊装方式需要地面具有较大的作业空间，但如山地、林地、海上项目地面作业空间很小；机位征地困难且费用高；分散式风力发电项目多在南方山地等地形更复杂区域，这对叶轮的吊装方式提出了更严苛的挑战。针对该情况，研究使用单叶片吊装技术方案可有效的解决复杂特殊地形环境下的大叶轮吊装困难问题。单叶片吊装采用空中逐个吊装叶片，省去地面组装叶轮，单支叶片重量相对较轻，即使风速、风向变化快也可有效控制其安装姿态，做到准确对接。另外还可提升吊装作业适应风速，扩大作业时间段，有效利用吊车等物资。单叶片吊装技术的应用，不仅达到了少征地、少砍树等生态环境保护的目的，而且还可为地形更复杂的分散式风电机组吊装提供重要技术储备。而在单叶片吊装之前，不可或缺的一项任务是：需要一套大扭矩低转速的盘车系统来带动轮毂和叶片旋转。两支叶片和轮毂组装完成后，其盘车系统遭受的扭矩最大，其盘车系统需要在低转速下承受大扭矩的盘车任务。在运维工况中，特殊情况导致叶片损害时，需要利用盘车系统配合单叶片专用吊具完成对故障叶片的更换。在此过程中盘车系统遭受的扭矩相对小于单叶片吊装时的扭矩，其盘车转速可以选择快速挡将故障叶片旋转至有利位置，便于叶片吊具开展更换工作，在此种工况下要求盘车系统能够输出较大的转速。另外，还有其他工况也会要求盘车系统能随时提供不同转速的盘车动力：如单叶片吊装前需要对主齿轮箱进行搅油使齿面强制润滑，需要有较快转速的盘车系统来为传动链提供旋转动力；又如大兆瓦风电机组或海上风电机组，其风轮锁定销推入轮毂侧的转子锁定盘孔前，需要利用快速盘车系统提供旋转动力，在销和孔接近的位置处能完成点动操作，需要慢速盘车来帮助销孔入位。综上所述，急待提供一种高效、安全、可行的可变转速的盘车系统，以满足不同工况下的转速需求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种低风速风力发电机组变转速盘车系统，使其高效、安全、可行的执行不同转速下的盘车动作，既能实现单叶片吊装工况下慢速盘车的任务，又能完成运维阶段更换故障叶片的快速盘车任务，从而克服现有的盘车系统的不足。为解决上述技术问题，本技术提供一种低风速风力发电机组变转速盘车系统，包括控制机构和与其连接的马达及液压变速箱，所述液压变速箱中包括与所述马达输出轴连接的输入轴和输入轴齿轮、与所述输入轴齿轮啮合的中间轴常啮合齿轮和中间轴、设置在所述中间轴上的低速挡齿轮和高速挡齿轮、与所述低速挡齿轮啮合的低速挡输出齿轮、与所述高速挡齿轮啮合的高速挡输出齿轮，以及行星轮系，所述低速挡输出齿轮和高速挡输出齿轮共用一级太阳轮轴，所述一级太阳轮轴的输出端与所述行星轮系的输入轴连接，所述行星轮系的输出轴用于与风电机组的联轴器刹车盘连接，所述低速挡齿轮和高速挡齿轮之间设有常闭液压制动器和常开液压离合器，所述液压制动器关闭、液压离合器打开时，所述控制机构通过控制所述马达启动，带动所述输入轴齿轮转动，进而带动中间轴常啮合齿轮、低速挡齿轮、低速挡输出齿轮转动，最终带动所述行星轮系及其输出轴低速转动；所述液压制动器打开、液压离合器关闭时，所述控制机构通过控制所述马达启动，带动所述输入轴齿轮转动，进而带动中间轴常啮合齿轮、高速挡齿轮、高速挡输出齿轮转动，最终带动所述行星轮系及其输出轴高速转动。进一步改进，所述一级太阳轮轴的输出端侧设置转速监测机构，所述转速监测机构与所述控制机构连接，在所述转速监测机构监测到所述一级太阳轮轴转速不为0时，所述控制机构控制所述液压制动器和液压离合器的开合状态不变。进一步改进，所述输入轴远离所述马达输出端的端部设置有液压保压机构。进一步改进，所述马达采用正反转液压马达。所述液压马达具有正反转互锁功能。进一步改进，所述控制机构包括液压动力机构和控制终端，所述液压动力机构包括油箱、油泵、电控元件和液压元件，用于在所述控制终端的控制下为所述马达和液压变速箱提供动力。进一步改进，所述马达通过液压管路与所述油泵连接，所述液压管路上设有运行控制阀体。进一步改进，所述行星轮系的输出轴端部设置为与风电机组联轴器刹车盘连接的法兰盘结构。进一步改进，所述盘车系统还包括用于将其固定在风电机组机舱架上的固定机构。采用这样的设计后，本技术至少具有以下优点：1.本技术变转速盘车系统通过液压变速箱的低速挡齿轮组和高速挡齿轮组的巧妙设计，以及液压制动器和液压离合器的设置，能有效实现低速扭矩输出和高速扭矩输出，满足不同转速需求下的盘车动作，即既能实现单叶片吊装工况下慢速盘车的任务，又能完成运维阶段更换故障叶片的快速盘车任务，切换灵活，用途多样。2.还通过设置大部分工况下液压制动器处于常闭状态，可以保证外载足够大的情况下，载荷也不会反向传递给行星轮系，规避了换挡过程可能出现的传动系统被外载反拖的风险。3.还通过设置转速监控机构，可以实时监控盘车系统的输出转速升降趋势，并通过与控制机构连接，可以实现在误操作状态下不能进行换挡操作，即可在换挡误操作的过程中对盘车系统进行保护。并且由于是采用液压控制来实现换挡动作，安全省力，克服了传统的手动式拨杆换挡单元阻力较大的弊端。4.还通过设置液压保压机构，利用液力保压原理实现在输入动力中断或液压管路泄露等意外情况下，实现保压功能，保持平行级齿轮保持啮合状态而起到系统制动的目的，保证整个盘车系统的安全可靠，安全性大大提高。5.将该盘车系统的输出端设置为法兰盘机构，通过螺栓与联轴器刹车盘连接，避免了现有盘车装置需对联轴器刹车盘外缘进行开齿的操作，有效提高了动力传递效率。6.本技术变转速盘车系统结构紧凑，方便吊装、安装及拆卸，使用灵活，功能多样。附图说明上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。图1是本技术变转速盘车系统原理图。其中：1、控制机构，2、马达，3、液压变速箱，4、行星轮系输出端，5、输入轴，6、中间轴，7、一级太阳轮轴，8、输入轴齿轮，9、中间轴常啮合齿轮，10、低速挡齿轮，11、高速挡齿轮，12、低速挡输出齿轮，13、高速挡输出齿轮，14、液压制动器(常闭)，15、液压离合器(常开)，16、行星轮系(常啮合齿系)，17、行星轮系输出轴，18、液压保压机构，19、转速监测机构。具体实施方式参照附图1所示，本实施例低风速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低风速风力发电机组变转速盘车系统，其特征在于，包括控制机构和与其连接的马达和液压变速箱，所述液压变速箱中包括与所述马达输出轴连接的输入轴和输入轴齿轮、与所述输入轴齿轮啮合的中间轴常啮合齿轮和中间轴、设置在所述中间轴上的低速挡齿轮和高速挡齿轮、与所述低速挡齿轮啮合的低速挡输出齿轮、与所述高速挡齿轮啮合的高速挡输出齿轮，以及行星轮系，所述低速挡输出齿轮和高速挡输出齿轮共用一级太阳轮轴，所述一级太阳轮轴的输出端与所述行星轮系的输入轴连接，所述行星轮系的输出轴用于与风电机组的联轴器刹车盘连接，/n所述低速挡齿轮和高速挡齿轮之间设有常闭液压制动器和常开液压离合器，所述液压制动器关闭、液压离合器打开时，所述控制机构通过控制所述马达启动，带动所述输入轴齿轮转动，进而带动中间轴常啮合齿轮、低速挡齿轮、低速挡输出齿轮转动，最终带动所述行星轮系及其输出轴低速转动；所述液压制动器打开、液压离合器关闭时，所述控制机构通过控制所述马达启动，带动所述输入轴齿轮转动，进而带动中间轴常啮合齿轮、高速挡齿轮、高速挡输出齿轮转动，最终带动所述行星轮系及其输出轴高速转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种低风速风力发电机组变转速盘车系统，其特征在于，包括控制机构和与其连接的马达和液压变速箱，所述液压变速箱中包括与所述马达输出轴连接的输入轴和输入轴齿轮、与所述输入轴齿轮啮合的中间轴常啮合齿轮和中间轴、设置在所述中间轴上的低速挡齿轮和高速挡齿轮、与所述低速挡齿轮啮合的低速挡输出齿轮、与所述高速挡齿轮啮合的高速挡输出齿轮，以及行星轮系，所述低速挡输出齿轮和高速挡输出齿轮共用一级太阳轮轴，所述一级太阳轮轴的输出端与所述行星轮系的输入轴连接，所述行星轮系的输出轴用于与风电机组的联轴器刹车盘连接，
所述低速挡齿轮和高速挡齿轮之间设有常闭液压制动器和常开液压离合器，所述液压制动器关闭、液压离合器打开时，所述控制机构通过控制所述马达启动，带动所述输入轴齿轮转动，进而带动中间轴常啮合齿轮、低速挡齿轮、低速挡输出齿轮转动，最终带动所述行星轮系及其输出轴低速转动；所述液压制动器打开、液压离合器关闭时，所述控制机构通过控制所述马达启动，带动所述输入轴齿轮转动，进而带动中间轴常啮合齿轮、高速挡齿轮、高速挡输出齿轮转动，最终带动所述行星轮系及其输出轴高速转动。


2.根据权利要求1所述的低风速风力发电机组变转速盘车系统，其特征在于，所述一级太阳轮轴的输出端侧设置转速监测机构，所述转速监测机构与所述控制机构连接，在所述转速监测机构监测到所述一级太阳轮轴转速不为0时，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁凌，褚景春，信晶，李英昌，员一泽，李涛，刘海涛，荀光涛，郑梁，刘敬波，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11