[發明專利]具有傳動系的風輪機

無效

• 申請號: 200780051936.5
• 申請日: 2007-01-31
• 公開（公告）號: CN101646863A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: A·貝奇
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統有限公司
• 主分類號: F03D1/00
• 分類號: F03D1/00;F03D9/00;F03D11/00;F03D11/02;F16C19/55;F16H1/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 馬江立;吳 鵬

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序所述的具有傳動系的風輪機。

背景技術

現有技術公知的風輪機包括風輪機塔筒和安放在塔筒的頂部的風輪機 機艙。具有多個風輪機葉片的風輪機轉子通過低速軸連接到該機艙上，如 圖1所示。

隨著現代風輪機在尺寸和輸出兩方面都變得越來越大，對更有效的風 輪機部件的需求也增加。但隨著風輪機的部件如傳動系變得更大，保證傳 動系的剛度也變得日益困難且成本高。

另外，大型現代風輪機-尤其是高于1MW的風輪機-都具有緩慢轉 動的轉子，并且一般轉子速度越低，則轉子直徑越大。這對于能量轉換系 統是不利的。

在現有MW級風輪機上，大多數齒輪箱都具有行星齒輪作為第一級， 而后面的級或是行星齒輪或是螺旋齒輪。第一級行星齒輪最常見地具有三 個較大直徑的行星輪和一個較小直徑的太陽輪。

PCT申請WO?91/19916中公開了這種風輪機的一個例子，其中風輪機 的主軸設有兩個主軸承和一個行星齒輪箱，該行星齒輪箱包括至少兩個齒 輪級。這種傳動系的下側之一用于保證所有部件總是處于它們的正確位置， 所有部件必需彼此相對地剛性固定。這需要一種剛性、重型和昂貴的結構。

本發明的一個目的是提供一種具傳動系的風輪機，該風輪機的成本和 重量更有效。

發明內容

本發明提供一種具有傳動系的風輪機，該傳動系部分地或整個地放置 在所述風輪機的機艙中。該傳動系包括行星齒輪箱，該行星齒輪箱包括至 少一個齒輪級，所述齒輪級包括多個行星齒輪，所述多個行星齒輪與太陽 輪和/或環形齒輪嚙合。該齒輪箱部分地或完全將風輪機的轉子的旋轉速度 加快傳到風輪機的至少一個發電機。該風輪機的特征在于，傳動系還包括 至少一個局部徑向自循跡(自跟蹤，self-tracking)軸承，該軸承用于使轉 子能相對于機艙的機艙結構旋轉。

將至少一個局部徑向自循跡軸承與風輪機的傳動系中的行星齒輪箱組 合是有利的，因為這種組合可以使傳動系的設計更靈活。

風輪機越大，傳動系的部件也必需越大。傳動系的部件越大，則不同 的傳動系部件的內部加固結構必需越大和越堅固，將不同傳動系部件彼此 相對固定的外部加固結構也必需越大和越堅固。

行星齒輪箱由于其性質而能在某種程度上接收齒輪的徑向偏轉，但設 置在傳動系中以使轉子能相對于傳動系的固定(位置固定)部分-例如發 電機的定子部分、機艙結構等-旋轉的常規軸承則不接收僅在一個軸承圈 上的大的局部徑向負荷，因為它們具有固有的剛度需求。也就是說，傳統 的兩圈式滾珠軸承必需將內圈一側上的大的局部徑向負荷傳遞到內圈的另 一側以便承受該負荷。這種負荷的傳遞要求軸承圈剛性很大且不易彎曲。

通過為軸承設置用于局部地適應例如由大的徑向負荷引起的任何徑向 運動的機構，能完消除或至少大大減少機艙的外部加固結構，從而減小了 傳動系的重量和成本。

應該指出，術語“局部地”應理解為負荷基本在它所施加的地方傳遞。 例如，如果傳統的兩圈式滾珠軸承的內圈受到朝向軸承旋轉軸線的徑向負 荷，則唯一的事情是防止內圈和外圈分開，因為內圈將在軸承的兩相對側 上(經由滾珠)壓靠外圈。這種負荷傳遞不是局部的，因為負荷在軸承的 兩側上傳遞。

另外，應該指出，術語“自循跡”應理解為軸承基本上自動導向，即， 它基本不需要它所附裝的結構的剛度用以合適地運行。

在本發明的一方面，所述局部徑向自循跡軸承包括這樣的機構，該機 構用于在直接或間接地連接到所述轉子上的一個或多個軸承圈和直接或間 接地連接到所述機艙結構上的一個或多個軸承圈之間沿全部兩個徑向方向 局部地傳遞負荷。

這是有利的，因為可以減少對軸承圈附裝于其上的部件的剛度的需要。

應該指出，術語“全部兩個徑向方向(both?radial?directions)”應理 解為基本垂直地朝向和離開軸承旋轉軸線的這兩個方向。

在本發明的一方面，所述太陽輪的節徑比所述環形齒輪的節徑大30％ 至99％，優選在50％和95％之間，最優選在70％和90％之間，例如80％。