用于风力涡轮机的转动器齿轮组件及其使用方法技术

一种用于使具有传动系(30)的风力涡轮机(10)的不平衡转子转动的转动器齿轮组件(52)。转动器齿轮组件(52)包括转动器齿轮(50)和阀块(78)，转动器齿轮被配置成联接到传动系(30)并且具有至少两个马达(58a、58b)，阀块可连接到转动器齿轮(50)并且具有第一流动控制阀(106)，该第一流动控制阀被配置成与泵(80)以及至少两个马达(58a、58b)流体连通。第一流动控制阀(106)可选择性在第一流体控制位置(106a)与第二流体控制位置(106b)之间地移动。当第一流动控制阀(106)处于第一流体控制位置(106a)时，至少两个马达(58a、58b)以并行的方式运行，并且当第一流动控制阀(106)处于第二流体控制位置(106b)时，至少两个马达(58a、58b)以串行的方式运行。还公开了一种操作转动器齿轮组件的方法。器齿轮组件的方法。器齿轮组件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于风力涡轮机的转动器齿轮组件及其使用方法


[0001]本专利技术总体上涉及风力涡轮机，并且更具体地涉及用于在将风力涡轮机叶片安装在风力涡轮机上时使用的转动器齿轮组件(turner gear assembly)，并且涉及特别是在风力涡轮机叶片安装期间使用这种转动器齿轮组件的方法。

技术介绍

[0002]风力涡轮机用于使用可再生资源并且不燃烧化石燃料来产生电能。通常，风力涡轮机将来自风的动能转换为电力。水平轴线风力涡轮机包括塔架和定位在塔架顶部上的能量产生单元。能量产生单元典型地包括用于容纳机械和电气部件(例如发电机)的机舱以及通过从机舱延伸的主轴操作地联接到机舱中的部件的转子。转子进而包括中央轮毂和多个叶片，这些叶片从中央轮毂径向地延伸并且被配置成与风相互作用以引起转子的旋转。转子被支撑在主轴上，该主轴直接或间接地操作地与容纳在机舱内的发电机联接。因此，当风迫使叶片旋转时，发电机产生电能。
[0003]风力涡轮机通常是在风力涡轮机将工作的地点组装的。例如，在现场架设塔架，并且在塔架的顶部放置能量产生单元。然后，这些单独的叶片可以一次一个地附接到围绕能量产生单元上的中央轮毂周向地间隔开的叶片轴承。在附接第一叶片的一个具体方法中，中央轮毂被旋转，使得中央轮毂上的第一叶片轴承被旋转至大致三点钟位置，例如，(或者可替代地，六点钟位置)。在这种取向中，总体上水平取向的叶片经由提升装置(如起重机)被提升并且然后被附接到第一叶片轴承。在第一叶片被附接到中央轮毂之后，中央轮毂和第一叶片被旋转，直到第二叶片轴承总体上处于三点钟位置并且第二叶片被提升并且被附接到第二叶片轴承。再次，中央轮毂以及第一叶片和第二叶片被旋转，直到第三叶片轴承总体上处于三点钟位置并且第三叶片被提升并且被附接到第三叶片轴承。为了便于使中央轮毂旋转以将叶片轴承取向在中央轮毂上，通常使用转动器齿轮。转动器齿轮被配置成驱动转子主轴旋转，尤其是当风力涡轮机停止运转时或在其运转之前。转动器齿轮通常不是风力涡轮机的传动系的整体部分，而只是被安装和操作以例如在将叶片安装到转子轮毂期间帮助使轮毂或转子旋转。因此，在叶片安装在轮毂上之后，可从风力涡轮机移除转动器齿轮。转动器齿轮可由电力提供动力或有时由液压动力提供动力。在由液压动力提供动力的转动器齿轮的情况下，转动器齿轮的液压驱动元件通常联接到液压泵。这种泵可以与转动器齿轮一起是便携式的，因此可以相应地在使用之前或之后安装到风力涡轮机或从风力涡轮机移除。通常，转动器齿轮可直接或间接地联接到转子轮毂所连接的主轴。在叶片安装过程中，操作者可命令转动器齿轮使主轴顺时针或逆时针转动，以便将轮毂取向成用于附接相继的叶片。
[0004]当轮毂仅具有附接的一个或两个叶片时，转子被认为处于不平衡状态。转子不平衡时使转子转动所需的扭矩高于转子处于平衡状态时(即，其所有叶片均已被安装时)的扭矩。此外，与包括较小较轻叶片的转子相比，包括较大较重叶片的转子将需要较高的转动扭矩。而且，如果风力涡轮机现场在安装期间经历大风，则这可增加使不平衡转子旋转所需的
扭矩。因此，转动器齿轮必须能够产生足够的扭矩来使处于不平衡状态下的转子旋转。不平衡转子可通常包括仅具有单个附接的叶片或仅具有两个附接的叶片的轮毂。
[0005]转动器齿轮可包括一个或多个扭矩马达。如上所述，这些可以是电驱动或液压驱动的。扭矩马达可被附接成直接或间接地驱动风力涡轮机的主轴。在一些情况下，转动器齿轮的扭矩马达可安装在传动系的齿轮箱处或附近，从而驱动齿轮箱轴旋转，进而可使转子轮毂转动至用于叶片附接的期望位置。通常，当齿轮箱存在于风力涡轮机传动系统中时，转子联接到齿轮箱的低速轴，有时称为输入轴。可以安装转动器齿轮以驱动齿轮箱的高速轴，从而使用齿轮箱来增加所施加的扭矩。高速齿轮箱轴也可以被称为其输出轴。
[0006]当在转动器齿轮中使用一个或多个液压马达时，使用液压流体泵来驱动这些马达。例如，多个液压马达可以并行的方式连接到液压泵，使得每个马达接收由液压泵输送的相同的流体流和压力。液压马达由此以并行的方式运行，使得如果液压马达中的一个发生故障，则其它液压马达将保持工作，以至少使轮毂处于安全状态，直到发生故障的液压马达被修理为止。以并行的方式运行液压马达允许液压马达产生最大扭矩，但是可能会限制当由具有固定流体流速的液压泵驱动时每个液压马达能够转动多快。
[0007]例如，风力涡轮机制造商可将转动器齿轮连接到风力涡轮机中例如机舱中的预先安装的液压泵。例如，预先安装的液压泵可用于为风力涡轮机中的其它系统供电，诸如，例如，叶片间距驱动元件。可替代地，转动器齿轮可与一个或多个专用液压泵相关联或可包括一个或多个专用液压泵，专用液压泵可暂时安装在机舱中以仅用于操作转动器齿轮。所安装的液压泵的大小可基于特定风力涡轮机的需要而提供固定流体流速。例如，具有大型、重型风力涡轮机叶片的风力涡轮机将需要这样的液压泵，该液压泵的大小被确定成与具有较小、较轻叶片的风力涡轮机(其需要较小的液压泵来产生较低的流体流速)相比产生较大的流体流速。
[0008]转动器齿轮可使轮毂或转子转动的速度与液压泵所产生的流体流速直接相关。因此，联接到具有一个流体流速的液压泵的转动器齿轮可在40分钟内使转子旋转120度，而当联接到产生一半流体流速的液压泵时，相同的转动器齿轮可花费80分钟使转子旋转120度。这种减小的旋转速率可影响安装所有叶片所花费的时间。如果相同的转动器齿轮与大转子或小转子联合使用，则可能发生这种情况。例如，转动器齿轮可以用于大型风力涡轮机，在大型风力涡轮机中，“安装的”液压泵可产生大的流体流速，使得转动器齿轮可在给定转速下产生大量的扭矩。然后，该相同的转动器齿轮可被移除并且供此后在转子组装期间在较小的风力涡轮机(其安装的液压泵可产生明显小于较大的风力涡轮机上安装的液压泵的流体流速的流体流速)处使用。这样，相同的转动器齿轮可以以相应较低的转速转动，即使在其以其它方式能够产生比使较小的风力涡轮机上的较小的转子旋转所需的扭矩更多的扭矩时也是如此。因此，这种叶片组装过程可能花费相当长的时间，即使在转动器齿轮能够产生比使较小的转子转动所需的扭矩更高的扭矩时也是如此。这意味着使转子转动所花费的时间比考虑转动器齿轮的功率包络时所严格需要的时间更长。
[0009]作为本公开的基础的认识在于认识到可能需要这样一种转动器齿轮，该转动器齿轮能够在一个风力涡轮机中产生足够的扭矩和转速并且然后被重新配置成在不同的风力涡轮机中产生不同的扭矩和转速。以这种方式，需要较少扭矩的风力涡轮机可以以较低的扭矩输出使用相同的转动器齿轮，但是以增大的速度旋转，从而在安装期间节省时间。

技术实现思路

[0010]为了这些和其它目的，公开了一种用于使具有传动系的风力涡轮机的不平衡转子转动的转动器齿轮组件。转动器齿轮组件包括：转动器齿轮，该转动器齿轮被配置成联接到传动系并且具有至少两个马达；以及阀块，该阀块操作地连接到转动器齿轮并且包括第一流动控制阀，该第一流动控制阀被配置成与泵以及转动器齿轮的至少两个马达流体连通。第一流动控制阀可选择本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使具有传动系的风力涡轮机的不平衡转子转动的转动器齿轮组件(52)，所述转动器齿轮组件包括：转动器齿轮(50)，所述转动器齿轮被配置成联接到所述传动系并且具有至少两个马达(58a、58b)；以及阀块(78)，所述阀块(78)操作地连接到所述转动器齿轮(50)并且包括第一流动控制阀(106)，所述第一流动控制阀(106)被配置成与泵(80)以及所述转动器齿轮(50)的所述至少两个马达(58a、58b)流体连通，所述第一流动控制阀(106)能选择性地在第一流体控制位置(106b)与第二流体控制位置(106a)之间移动，其中，当所述第一流动控制阀(106)处于所述第一流体控制位置(106b)时，所述至少两个马达(58a、58b)以并行的方式运行，并且其中，当所述第一流动控制阀(106)处于所述第二流体控制位置(106a)时，所述至少两个马达(58a、58b)以串行的方式运行。2.根据权利要求1所述的转动器齿轮组件(52)，其中，所述转动器齿轮(50)具有第一马达(58a)、第二马达(58b)和第三马达(58c)，其中，所述第一流动控制阀(106)被配置成与所述第一马达(58a)和所述第二马达(58b)流体连通，所述阀块(78)还包括：第二流动控制阀(108)，所述第二流动控制阀(108)被配置成与所述泵(80)以及所述转动器齿轮(50)的所述第二马达(58b)和所述第三马达(58c)流体连通，所述第二流动控制阀(108)能选择性地在第一流体控制位置(108b)与第二流体控制位置(108a)之间移动。3.根据权利要求2所述的转动器齿轮组件(52)，其中，相应所述第一流动控制阀(106)和所述第二流动控制阀(108)的所述第一流体控制位置(106b、108b)和所述第二流体控制位置(106a、108a)选择性地被配置成使得所述第一马达(58a)、所述第二马达(58b)和所述第三马达(58c)以并行的方式运行、以串行的方式运行或以并行与串行相组合的方式运行。4.根据权利要求2所述的转动器齿轮组件(52)，其中，当所述第一流动控制阀(106)处于其第一流体控制位置(106b)且所述第二流动控制阀(108)处于其第一流体控制位置(108b)时，所述第一马达(58a)、所述第二马达(58b)和所述第三马达(58c)以并行的方式运行。5.根据权利要求2所述的转动器齿轮组件(52)，其中，当所述第一流动控制阀(106)处于其第二流体控制位置(106a)且所述第二流动控制阀(108)处于其第二流体控制位置(108a)时，所述第一马达(58a)、所述第二马达(58b)和所述第三马达(58c)以串行的方式运行。6.根据权利要求2所述的转动器齿轮组件(52)，其中，当所述第一流动控制阀(106)处于其第二流体控制位置(106a)且所述第二流动控制阀(108)处于其第一流体控制位置(108b)时，所述第一马达(58a)和所述第二马达(58b)以串行的方式运行并且所述第三马达(58c)与所述第一马达(58a)和所述第二马达(58b)的组合以并行的方式运行。7.根据权利要求2所述的转动器齿轮组件(52)，其中，所述转动器齿轮(50)还包括第四马达(58d)，并且其中设置有第三流动控制阀(110)，所述第三流动控制阀被配置成与所述泵(80)以及所述转动器齿轮(50)的所述第三马达(58c)和所述第四马达(58d)流体连通，所述第三流动控制阀(110)能选择性地在第一流体控制位置(110b)与第二流体控制位置(110a)之间移动。8.根据权利要求7所述的转动器齿轮组件(52)，其中，当所述第一流动控制阀(106)处
于其第二流体控制位置(106b)，所述第二流动控制阀(108)处于其第一流体控制位置(108b)，且所述第三流动控制阀(110)处于其第二流体控制位置(110a)时，所述第一马达(58a)和所述第二马达(58b)彼此以串行的方式运行且所述第三马达(58c)和所述第四马达(58d)彼此以串行的方式运行。9.根据权利要求7所述的转动器齿轮组件(52)，其中，相应所述第一流动控制阀(106)、所述第二流动控制阀(108)和所述第三流动控制阀(110)的所述第一流体控制位置(106b、108b、110b)、所述第二流体控制位置(106a、108a、110a)和所述第三流体控制位置(106b、106a、108b、108a、110b、110a)选择性地被配置成使得所述第一马达(58a)、所述第二马达(58b)、所述第三马达(58c)和所述第四马达(58d)以并行的方式运行、以串行的方式运行或以并行与串行相组合的方式运行。10.根据权利要求1至9中任一项所述的转动器齿轮组件(52)，所述转动器齿轮组件还包括控制单元(116)，所述控制单元被配置成选择性地使所述第一流动控制阀(106、108、110)在相应第一位置(106b、108b、110b)与第二位置(106a、108a、110a)之间移动。11.根据前述权利要求中任一项所述的转动器齿轮组件(52)，其中，所述阀块(78)还包括操作地连接到所述泵(80)的至少一个流动方向阀(88)，该流动方向阀(88)能选择性地在第一位置(88c)与第二位置(88a)之间移动，所述第一位置(88c)被配置成允许从所述泵(80)流动的流体在第一流体流动方向(90)上移动穿过所述至少两个马达(58a、58b)，并且所述第二位置(88a)被配置成允许来自所述泵(80)的流体在第二流体流动方向上移动穿过所述至少两个马达(58a、58b)。12.一种操作根据权利要求1所述的转动器齿轮组件(52)以使风力涡轮机(10)的不平衡转子转动的方法，所述方法包括：将所述转动器齿轮组件(52)操作地连接到风力涡轮机传动系(30)；在所述第一流动控制阀(106...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：