[發(fā)明專利]消除風(fēng)力渦輪機(jī)變速箱中的反沖沖擊的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810000276.4
• 申請日: 2008-01-30
• 公開（公告）號: CN101240776A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德斯·雷布斯多夫
• 申請（專利權(quán)）人: 歌美颯創(chuàng)新技術(shù)公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 北京金信立方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于消除風(fēng)力渦輪機(jī)變速箱中的反沖沖擊的方法以及具有實(shí)現(xiàn)該方法的裝置的風(fēng)力渦輪機(jī)。

背景技術(shù)

風(fēng)力渦輪機(jī)變速箱需要在其組件之間具有一定間隙，這用于幾個(gè)目的，如避免干擾、磨損、產(chǎn)生過多熱量，確保適當(dāng)?shù)臐櫥蛘哐a(bǔ)償制造公差。所述間隙使得即使輸入軸沒有轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸也以負(fù)荷反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過一微小角度。軸的“零負(fù)荷轉(zhuǎn)動(dòng)角度”的值被稱為變速箱的轉(zhuǎn)動(dòng)反沖。

如果變速箱中的主軸扭矩是零，則齒輪嚙合中的作用力基本為零。那么不存在傳動(dòng)系統(tǒng)拉力并且存在一定的反沖。

如果變速箱中的主軸扭矩增加到零以上，則齒輪嚙合中的作用力將只作用在一個(gè)方向上并且傳動(dòng)系統(tǒng)將被對正并且拉力增加。

如果變速箱中主軸扭矩減小到零以下，則齒輪嚙合中的作用力將只作用在一個(gè)方向上，但是現(xiàn)在是在相反的方向上，并且傳動(dòng)系統(tǒng)將被對正并且拉力增加。

在風(fēng)力渦輪機(jī)中，已知經(jīng)由傳動(dòng)系統(tǒng)傳播由周期性負(fù)荷反轉(zhuǎn)引起的動(dòng)態(tài)沖擊，即反沖現(xiàn)象，并且由于轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)扭矩的變化引入的激勵(lì)可能將該動(dòng)態(tài)沖擊放大，從而它們可能造成風(fēng)力渦輪機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的故障。

由于轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)扭矩的變化，傳動(dòng)系統(tǒng)被動(dòng)態(tài)激勵(lì)，產(chǎn)生持久變化的預(yù)拉力。在某些狀態(tài)下，傳動(dòng)系統(tǒng)的預(yù)拉力被完全釋放或者甚至被反向。預(yù)拉力的反向產(chǎn)生反沖，由于變化的轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)扭矩引入的激勵(lì)，該反沖可能放大。

反沖的另一個(gè)缺點(diǎn)是它們是重要的噪聲源。

據(jù)申請人所知，還沒有專門用于克服風(fēng)力渦輪機(jī)中反沖問題的現(xiàn)有技術(shù)。確實(shí)有教導(dǎo)使用發(fā)電機(jī)扭矩控制裝置和槳距控制裝置用于減少正常工作狀態(tài)下的傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷的現(xiàn)有技術(shù)并且還有教導(dǎo)在特定風(fēng)力情況下如陣風(fēng)情況下使用扭矩限制裝置的現(xiàn)有技術(shù)，但是沒有關(guān)注于避免扭矩是隨機(jī)的并且方向是變化的空轉(zhuǎn)情況的公知現(xiàn)有技術(shù)，該空轉(zhuǎn)情況具有多種不希望的潛在結(jié)果，包括噪聲的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于操作風(fēng)力渦輪機(jī)以消除變速箱中的反沖沖擊的方法。

通過提供一種用于操作風(fēng)力渦輪機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)該目的以及其它目的，該風(fēng)力渦輪機(jī)包括用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)向電網(wǎng)供電的發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括安裝有一個(gè)或多個(gè)葉片的轉(zhuǎn)子輪轂、主軸、變速箱以及連接到所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)的連接軸，在變速箱中產(chǎn)生負(fù)荷反轉(zhuǎn)的情形時(shí)，激活傳動(dòng)系統(tǒng)甩負(fù)荷(dump?load)以確保傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩具有恒定的方向，避免變速箱中的反沖沖擊，所述甩負(fù)荷包括由在專用于吸收所述甩負(fù)荷的裝置和存在于所述風(fēng)力渦輪機(jī)中用于其它目的的裝置當(dāng)中選擇的一個(gè)或幾個(gè)裝置吸收的功率。

該方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是如果變速箱包含行星齒輪級或多級行星齒輪級，隨著太陽輪的定位隨后達(dá)到正常工作條件，其有利于保持拉力的恒定方向，所述太陽輪的定位提高了變速箱壽命并允許優(yōu)化設(shè)計(jì)。對于變速箱中的其它類型齒輪級，如平行軸齒輪級，特別是螺旋齒輪級，其優(yōu)點(diǎn)是不僅降低了輪齒的疲勞，而且還減少了施加到軸承上的軸向力量的變化，該軸向力量是由螺旋齒輪級中的扭矩變化產(chǎn)生的。

該方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是將減小聲音發(fā)出，因?yàn)橐虼嬖诜礇_引起的咔嗒聲將不再發(fā)出任何聲音。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在風(fēng)力渦輪機(jī)啟動(dòng)的情形下激活甩負(fù)荷以避免該操作期間傳動(dòng)系統(tǒng)中出現(xiàn)負(fù)荷反轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在風(fēng)力渦輪機(jī)與電網(wǎng)斷開連接的情形下激活甩負(fù)荷以利于平滑的斷開連接。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在風(fēng)力渦輪機(jī)的工作狀態(tài)處于過渡狀態(tài)的各種不同情形下激活甩負(fù)荷，以便于風(fēng)力渦輪機(jī)可以渡過這些情形，提高電力生產(chǎn)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的風(fēng)力渦輪機(jī)。

通過提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)來實(shí)現(xiàn)所述目的和其它目的，該風(fēng)力渦輪機(jī)包括用于驅(qū)動(dòng)向電網(wǎng)供電的一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括安裝有一個(gè)或多個(gè)葉片的轉(zhuǎn)子輪轂、主軸、變速箱以及連接到所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)的連接軸，該風(fēng)力渦輪機(jī)還包括用于產(chǎn)生傳動(dòng)系統(tǒng)甩負(fù)荷的功率吸收裝置，其用于確保傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩具有恒定的方向，避免變速箱中的反沖沖擊，所述功率吸收裝置在專用于吸收所述甩負(fù)荷的裝置和存在于所述風(fēng)力渦輪機(jī)中用于其它目的的裝置中選擇。

通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的說明性而非限制性的實(shí)施例的詳細(xì)描述，將會(huì)理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是說明在風(fēng)力渦輪機(jī)啟動(dòng)和低風(fēng)力情況下本發(fā)明方法的示意圖。

圖2是說明在發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的連接從星形轉(zhuǎn)變到三角形或者從三角形轉(zhuǎn)變到星形的情況下本發(fā)明方法的示意圖。

圖3是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的具有雙饋轉(zhuǎn)換器的風(fēng)力渦輪機(jī)的框圖。