一种柔性轴传动的水平轴风力发电机制造技术

本发明专利技术公开一种柔性轴传动的水平轴风力发电机，包括风轮、传动系统、发电机，其特征在于：传动系统位于风轮与发电机之间，发电机置于地面，所述传动系统包括主轴、圆柱齿轮-端面齿轮传动系、柔性轴、塔架下端连接轴和正交增速箱，圆柱齿轮-端面齿轮传动系的输入端连接主轴，输出轴连接柔性轴，柔性轴的另一端连接塔架下端连接轴，塔架下端连接轴的另一端与正交增速箱的输入端相连，正交增速箱的输出端与发电机的输入轴相连。本发明专利技术具有传动系统结构简单、可靠性好、传动重量轻、传动效率高、系统抗突变载荷能力强、吊装重量减小、安装与维护方便等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电机，尤其是涉及一种具有新型传动系统的风力发电机。
技术介绍
风力发电机是风能发电装置，当前带增速齿轮箱的水平轴风力发电机，是现有生产与装机最多的机型，目前，其结构主要为风轮通过主轴与增速齿轮箱连接并带动发电机进行发电，其发电机部分及传动系统均位于机舱内，该结构使得风力发电机组装时，需要将发电机及传动系统吊装到位于高空的塔架顶端。同时，由于增速齿轮箱需经常进行检查维护作业，尤其在冬季与夏季，工作人员在高空的机舱内进行维护作业异常困难。不仅如此，在很多故障状况下，需要将故障部分整体转移至地面进行维修，这就使得维修成本居高不下。上述原因，使得风力发电机的安装、维修维护成本成为风力发电机总成本的重要组成部分。另外，位于高空机舱中的发电机、增速齿轮箱等给风力发电机塔架带来更大的负载，也使得塔架费用更高。中国专利201210207283. 8公开了一种液力传动风能发电系统，包括传动轴、风塔、伞齿轮组、风叶，通过液力油传递，可以将发电机落地安装，解决了电机检修的难题，但由于传动系统采用液力传动，增加的液压系统会使可靠性严重降低；液压油的泄漏容易造成环境污染；通过液压油的压力传递机械能，造成能量消耗大；长距离的液压传动，使其效率大大降低。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述现有技术的不足，提供一种新型风力发电机，该风力发电机不但可解决发电机检修难题，而且其传动系统结构简单、可靠性好、传动效率高。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种柔性轴传动的水平轴风力发电机,包括风轮、传动系统、发电机，其特征在于传动系统位于风轮与发电机之间，发电机置于地面，所述传动系统包括主轴、圆柱齿轮-端面齿轮传动系、柔性轴、塔架下端连接轴和正交增速箱，圆柱齿轮-端面齿轮传动系的输入端连接主轴，输出轴连接柔性轴，柔性轴的另一端连接塔架下端连接轴，塔架下端连接轴的另一端与正交增速箱的输入端相连，正交增速箱的输出端与发电机的输入轴相连。本专利技术风力发电机传动系统的柔性轴位于空心管塔架内。本专利技术风力发电机传动系统的柔性轴由轻质材料制成。本专利技术与现有技术相比具有以下优点(I)传动系统结构简单、可靠性好、传动效率高。(2)柔性轴在两端连接不同心的情况下可以适当弯曲，防止振动，缓解动力波动；长距离的柔性轴传动，增强了系统的抗突变载荷能力；采用由轻质材料制成的柔性轴，减轻了传动重量。(3)吊装重量减小，安装与维护方便。附图说明图1为本专利技术的结构图。图中1-叶片,2_轮穀,3_主轴,4_主轴轴承座,5-圆柱齿轮-端面齿轮传动系，6_端面齿轮，7_小圆柱齿轮轴，8_齿轮轴支撑轴承，9_机箱支架，10-机舱,11-偏航轴承，12-塔架上端回转支撑轴承座，13-联轴器A，14-空心管塔架，15-柔性轴，16-联轴器B，17-塔架下端连接轴，18-塔架下端回转支撑轴承座，19-联轴器C，20-正交增速箱，21-联轴器D，22-发动机，23-下置机舱。具体实施例方式本专利技术的风力发电机，主要包括风轮、传动系统、发电机，其中，风轮包括轮毂和安装在轮毂上的叶片，风轮用于捕获风能，并将捕获的风能转换为机械能；传动系统包括主轴、圆柱齿轮-端面齿轮传动系、柔性轴、塔架下端连接轴和正交增速箱，将风轮的机械能传递给传动系统，圆柱齿轮-端面齿轮传动系由端面齿轮和小圆柱齿轮轴组成，小圆柱齿轮轴通过联轴器A与柔性轴上端相连，柔性轴下端通过联轴器B与塔架下端连接轴相连，正交增速箱的输入端通过联轴器C与塔架下端连接轴相连，该部分用于长距离的传递机械能和改变传动方向；下置的发电机将机械能转化为电能，发电机与正交增速箱的输出轴通过联轴器D连接。传动系统位于风轮与发电机之间，发电机置于地面，该传动系统首先通过圆柱齿轮-端面齿轮传动系将风轮产生的机械能传递方向由水平变为竖直，然后通过柔性轴将机械能长距离的传递至位于地面的正交增速箱，正交增速箱再将机械能传递方向由竖直变为水平，并输出给发电机，此过程就可以将机械能由高空传送至地面，进行机械能与电能的转换；同时，在此过程中，圆柱齿轮-端面齿轮传动系与正交增速箱均具有增加转速、降低扭矩的作用，所以这种传动系统不仅可以起到传统风力发电机传动系统增加转速、降低扭矩的作用，而且可以将机械能长距离的传递至地面。由于柔性轴的特点是需要抗拉性能高于抗压性能，因此柔性轴可选用合适的轻质材料制成。例如选用尼龙制成。下面结合附图对本专利技术做进一步具体的说明。如图1所示，各部件间的连接关系叶片I安装在轮毂2上，轮毂2与主轴3固定连接，圆柱齿轮-端面齿轮传动系5由端面齿轮6和小圆柱齿轮轴7组成，端面齿轮6与主轴3相连，小圆柱齿轮轴7通过联轴器A13与柔性轴15上端相连，柔性轴15下端通过联轴器B16与塔架下端连接轴17相连，正交境速箱20的输入端通过联轴器C19与塔架下端连接轴17相连，正交增速箱20输出端通过联轴器D21与发电机相连，正交增速箱20与发电机22放置在位于地面的下置机舱23中。各主要部件的位置关系圆柱齿轮-端面齿轮传动系5位于机舱10内，柔性轴15位于空心管塔架14内，正交增速箱20与发电机22位于下置机舱23内，下置机舱23置于地面。辅助支撑部分小圆柱齿轮轴7由两个支撑轴承支撑，其轴承座分别固定于机舱10和空心管塔架14上，塔架下端连接轴17由轴承支撑，其轴承座固定于下置机舱23上。各主要部件的作用圆柱齿轮-端面齿轮传动系5具有增加转速、降低转矩、改变动力传递方向的作用；柔性轴15能够长距离的传递动力，柔性轴两端的安装要求降低，允许有较大的轴向长度误差与对中度误差，并增强了风机抗突变载荷的能力；正交增速箱20具有增加转速、降低转矩、改变动力传递方向的作用。能量传递过程为风力叶轮I将风能转化为扭矩形式的机械能，机械能在传递过程中依次经过轮毂2、主轴3、圆柱齿轮-端面齿轮传动系5、柔性轴15、塔架下端连接轴17、正交增速箱20，最终进入发电机22，将机械能转化为电能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性轴传动的水平轴风力发电机，包括风轮、传动系统、发电机，其特征在于：传动系统位于风轮与发电机之间，发电机置于地面，所述传动系统包括主轴（3）、圆柱齿轮?端面齿轮传动系（5）、柔性轴（15）、塔架下端连接轴（17）和正交增速箱（20），圆柱齿轮?端面齿轮传动系（5）的输入端连接主轴（3），输出轴连接柔性轴（15），柔性轴（15）的另一端连接塔架下端连接轴（17），塔架下端连接轴（17）的另一端与正交增速箱（20）的输入端相连，正交增速箱（20）的输出端与发电机的输入轴相连。

【技术特征摘要】
1.一种柔性轴传动的水平轴风力发电机，包括风轮、传动系统、发电机，其特征在于 传动系统位于风轮与发电机之间，发电机置于地面，所述传动系统包括主轴(3)、圆柱齿轮-端面齿轮传动系(5)、柔性轴(15)、塔架下端连接轴(17)和正交增速箱(20)，圆柱齿轮-端面齿轮传动系(5)的输入端连接主轴(3)，输出轴连接柔性轴(15)，柔性轴(15)的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继刚，唐林强，崔淋淋，蔡明，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：