一种可变速比风电增速箱制造技术

本发明专利技术涉及一种可变速比风电增速箱，它包括固定速比风电增速箱，其特征在于：固定速比风电增速箱的最后一级输出轴，经平行轴齿轮传动机构连接一级行星差动调速机构；行星差动调速机构包括行星架、调速驱动轴、调速驱动装置，以及由内齿圈、行星轮和太阳轮组成的差动行星排；行星架将由平行轴齿轮传动机构传递至的动力/转矩传递至差动行星排，其转速为差动行星排的输入转速；太阳轮通过调速驱动轴连接调速驱动装置获得调速转速；差动行星排将调速转速与输入转速合成后形成恒定的输出转速由内齿圈将其经增速箱输出轴输出。本发明专利技术能实现无需发电机功率变流器，就可将低速轴变转速输入经风电增速箱传递变为固定转速输出。本发明专利技术能广泛应用于同步发电机发电的风力发电机组。

Variable speed ratio wind power increasing box

The invention relates to a variable speed ratio of wind power gear box, which comprises a fixed speed wind power gear box, which is characterized in that: the last stage of the output shaft fixed ratio gearbox of wind power, a planetary differential drive mechanism connected by parallel shaft gear; planetary differential drive mechanism comprises a planetary gear, the drive shaft speed speed, driving device, and a differential planetary ring gear, planetary gear and sun gear planetary frame consisting of rows; by parallel axis gear transmission mechanism to transfer the power / torque to the differential planetary gear, the speed differential planetary input speed; the sun wheel speed through the drive shaft connection speed driving device gain speed; differential planetary speed and input speed will be formed after the synthesis output rotational speed constant by ring gear will the gearbox output shaft output. The invention can realize that the low speed shaft variable speed input can be transmitted to a fixed speed output without the need of a generator power converter. The invention can be widely applied to the wind generator set of synchronous generator.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风电增速箱，特别是关于一种用于同步发电机发电的风力发电机 组中的可变速比风电增速箱。
技术介绍
目前，常规的风电增速箱都是固定速比齿轮箱，适用于变桨双馈异步机型或半直 驱机型。变速变桨双馈异步机型采用双馈异步发电机，双馈异步发电机转子发出的电能需 要1/3额定容量的变频器才可转换成与电网同步的电能。变速变桨直驱机型采用永磁同步 发电机，发出的电能需要与发电机同功率容量的变流器才可转换成与电网同步的电能。因 此，如何能略去变流器就得到与电网同步的电能成为现在亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种无需发电机功率变流器、具有连续可变 速比，实现变速输入能够稳定转换为恒速同步转速输出的可变速比风电增速箱。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种可变速比风电增速箱，它包括固 定速比风电增速箱，其特征在于所述固定速比风电增速箱的最后一级输出轴，经一由平行 轴主动齿轮和平行轴从动齿轮构成的平行轴齿轮传动机构连接一级行星差动调速机构；所 述行星差动调速机构包括行星架、调速驱动轴、设置在所述可变速比风电增速箱外部的调 速驱动装置，以及由内齿圈、行星轮和太阳轮组成的差动行星排；所述行星架将由所述平行 轴齿轮传动机构传递至的动力/转矩传递至所述差动行星排，其转速为所述差动行星排输 入转速；所述太阳轮通过所述调速驱动轴连接所述调速驱动装置，所述调速驱动装置驱动 所述太阳轮使其获得调速转速；所述差动行星排将调速转速与输入转速合成后形成恒定的 输出转速由所述内齿圈将其经增速箱输出轴输出。所述行星差动调速机构为两自由度的传动机构。所述行星差动调速机构采用功率分流和连续传动比的变速调速方式。所述调速驱动装置采用能输出连续变转速驱动力的变量泵或调速电机。所述固定速比风电增速箱采用两级固定速比风电增速箱和三级固定速比风电增 速箱其中之一。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术由于采用在现有固定 速比风电增速箱后增设一级行星差动调速机构，通过对行星差动调速机构进行调速控制， 可实现风电增速箱的速比在一定范围内变化，即可变速比，因此，实现了无需发电机功率变 流器，就可将低速轴变转速输入经风电增速箱传递变为固定转速输出。2、本专利技术由于采用 行星差动调速机构进行调速控制，相对与传统变速双馈异步或直驱机型，实现了发动机前 端调速同步转速输出，使风电机组可得到稳定、可靠的调速控制。本专利技术可以广泛应用于同 步发电机发电的风力发电机组。附图说明图1是本专利技术的整体结构原理示意图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术包括现有技术中的固定速比风电增速箱1，其特征在于，固定 速比风电增速箱1的最后一级输出轴，经一由平行轴主动齿轮2和平行轴从动齿轮3构成 的平行轴齿轮传动机构连接一级行星差动调速机构4。行星差动调速机构4包括行星架5、调速驱动轴6、增速箱输出轴7、设置在本专利技术 可变速比风电增速箱外部的调速驱动装置8，以及由内齿圈9、行星轮10和太阳轮11组成 的差动行星排。其中，调速驱动装置8由一调速驱动齿轮对W进行减速，Z1, Z2为齿轮对 的齿数。行星架5将由平行轴齿轮传动机构传递至的动力/转矩传递至差动行星排，其转 速为差动行星排的输入转速nx ；太阳轮11通过调速驱动轴6连接调速驱动装置8，调速驱 动装置8驱动太阳轮11，使太阳轮11获得可进行变速调速控制的调速转速na。差动行星 排将调速转速na与输入转速nx合成后形成恒定的输出转速nb由内齿圈9将其经增速箱输 出轴7输出，输出转速nb可以保持恒定转速等于同步转速。本专利技术的可变速比风电增速箱 后可以连接同步发电机，以便适应于采用同步发电机的风电机组的需要。上述实施例中，行星差动调速机构4为两自由度的传动机构。行星差动调速机构 4采用功率分流和连续传动比的变速调速方式，使整个风电增速箱的速比按要求变化。上述各实施例中，调速驱动装置8可以采用驱动力为变量泵或调速电机等可输出 连续变转速的动力设备，并由现有技术中的调速控制系统控制调速驱动装置8获得所需要 的驱动转速nt，其中，调速控制系统设置在本专利技术可变速比风电增速箱外部。这样，使用者 就可以按照所需可变速比的要求控制获得对应的调速驱动转速nt输出，从而实现整个风电 增速箱在调速范围(可由风电机组动力特性确定)要求内连续的可变速比传动。上述各实施例中，固定速比风电增速箱1可以采用两级固定速比风电增速箱，也 可以采用三级固定速比风电增速箱。本专利技术在使用时，风力发电机组中的风轮向固定速比风电增速箱1输入动力/转 矩，其输入转速为Ii1，经固定速比风电增速箱1及平行轴齿轮传动机构后，将动力/转矩传 递给行星差动调速机构4的行星架5 (其转速为nx)，则传动比ixl = nx/ni =定值。内齿圈 9的输出转速为nb，太阳轮的调速转速为na，由差动行星传动特性可知变速比ibx为ibx = nb/nx = U0/ (l+u0) +na/ ，(1)其中，特性系数Utl = ZbAa为常数，Zb和Za分别为内齿圈9和太阳轮11的齿数。 若获得恒定的同步输出转速，输出转速nb也可确定为已知恒定值，因此由公式⑴可知，调 节改变调速转速~即可获得连续可变的传动比ibx，从而使整个风电增速箱获得连续的可 变速比，总传动比为i = ixlXibx，最终动力/转矩由增速箱输出轴7输出。综上所述，本专利技术的可变速比风电增速箱提供了适合变速和变转矩的连续传动 比，可以实现变转速输入，以恒定转速输出的功能。其中，行星差动调速机构4采用功率分 流和连续传动比的变速调速方式，使整个风电增速箱的速比按要求变化。将低速轴经固定 速比增速箱升速后的变转速动力经差动调速机构具有连续传动比变速调速后，可获得恒定的输出转速至同步绕线发电机。因此，本专利技术实现了变转速输入恒定转速输出的齿箱连续 可变速比的增速功能，以达到风轮变速条件下后接同步发电机输出频率恒定的电能。 上述各实施例仅用于说明本专利技术，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以 有所变化的，在本专利技术技术方案的基础上，凡根据本专利技术原理对个别部件进行的改进和等 同变换，均不应排除在本专利技术的保护范围之外。权利要求1.一种可变速比风电增速箱，它包括固定速比风电增速箱，其特征在于所述固定速 比风电增速箱的最后一级输出轴，经一由平行轴主动齿轮和平行轴从动齿轮构成的平行轴 齿轮传动机构连接一级行星差动调速机构；所述行星差动调速机构包括行星架、调速驱动 轴、设置在所述可变速比风电增速箱外部的调速驱动装置，以及由内齿圈、行星轮和太阳轮 组成的差动行星排；所述行星架将由所述平行轴齿轮传动机构传递至的动力/转矩传递至 所述差动行星排，其转速为所述差动行星排输入转速；所述太阳轮通过所述调速驱动轴连 接所述调速驱动装置，所述调速驱动装置驱动所述太阳轮使其获得调速转速；所述差动行 星排将调速转速与输入转速合成后形成恒定的输出转速由所述内齿圈将其经增速箱输出 轴输出。2.如权利要求1所述的一种可变速比风电增速箱，其特征在于所述行星差动调速机 构为两自由度的传动机构。3.如权利要求1所述的一种可变速比风电增速箱，其特征在于所述行星差动调速机 构采用功率分流和连续传本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可变速比风电增速箱，它包括固定速比风电增速箱，其特征在于：所述固定速比风电增速箱的最后一级输出轴，经一由平行轴主动齿轮和平行轴从动齿轮构成的平行轴齿轮传动机构连接一级行星差动调速机构；所述行星差动调速机构包括行星架、调速驱动轴、设置在所述可变速比风电增速箱外部的调速驱动装置，以及由内齿圈、行星轮和太阳轮组成的差动行星排；所述行星架将由所述平行轴齿轮传动机构传递至的动力／转矩传递至所述差动行星排，其转速为所述差动行星排输入转速；所述太阳轮通过所述调速驱动轴连接所述调速驱动装置，所述调速驱动装置驱动所述太阳轮使其获得调速转速；所述差动行星排将调速转速与输入转速合成后形成恒定的输出转速由所述内齿圈将其经增速箱输出轴输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛山，孙黎翔，秦明，施文江，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11