[發明專利]用于風力發電系統的自動調速穩速裝置

無效

• 申請號: 200810202394.3
• 申請日: 2008-11-06
• 公開（公告）號: CN101392727A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 張鎖懷
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D1/00;F03D11/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種自動調速、穩速裝置，尤其是一種用于風力發電的自動調速、穩速裝置。

背景技術

目前，定槳距風力發電機組與變槳距風力發電機組相比，定槳距風力發電機組在額定風速以上運行時，由于槳葉節距角和發電機轉速不能自動調節，使得發電機組性能下降，風能利用率大大降低。

當定槳距風力發電機組在額定風速以上運行時，如果通過自動調速，在允許風輪轉速隨風速增大而上升的同時，保持發電機轉速不變，從而優化了葉尖速比，使風力發電機組在額定風速以上運行時，仍可以獲得較大的風能。

發明內容

本發明是要解決定槳距風力發電機組自動調速的技術問題，而提供一種用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置，包括行星齒輪傳動機構，無級變速傳動機構，電動螺旋傳動機構，其特點是：行星齒輪傳動機構由行星架，內齒輪，行星齒輪、太陽齒輪組成；無級變速傳動機構由兩對錐輪，左右螺旋副，兩個調節杠桿組成；電動螺旋傳動機構由左右螺旋副，伺服電機組成；其中，行星齒輪同時與太陽齒輪和內齒輪嚙合，太陽齒輪與連接在兩個調節杠桿上的一對錐輪安裝在同一傳動軸上，連接在兩個調節杠桿上的另外一對錐輪同軸安裝在輸出軸上，兩對錐輪之間通過齒形帶連接；左右螺旋副分別與兩個調節杠桿連接，并與伺服電機相連。

行星架與風輪主軸相連接，并通過行星齒輪傳動機構、一對外齒輪組成定軸齒輪傳動機構，分流風輪的功率，降低齒形帶的張力載荷；輸出軸一端接外齒輪，另一端接發電機。

本發明的有益效果是：本發明將行星齒輪傳動機構，無級變速傳動機構，電動螺旋傳動機構的三個傳動方式結合在一起，構成了適用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置，當定槳距風力發電機組在額定風速以上運行時，通過自動調速，在允許風輪轉速隨風速增大而上升的同時，保持發電機轉速不變，從而優化了葉尖速比，使風力發電機組在額定風速以上運行時，仍可以獲得較大的風能。

附圖說明

圖1是本發明的傳動裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，本發明的用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置，包括伺服電機15，行星齒輪傳動機構，無級變速傳動機構，電動螺旋傳動機構。

行星齒輪傳動機構由行星架3，內齒輪4，行星齒輪19、太陽齒輪20組成；無級變速傳動機構由錐輪8，錐輪13，左右螺旋副14，兩個調節杠桿6組成；電動螺旋傳動機構由左右螺旋副14，伺服電機15組成；其中，行星齒輪19同時與太陽齒輪20和內齒輪4嚙合，太陽齒輪20與分別活動連接在兩個調節杠桿6上的兩個錐輪8同軸安裝在輸入軸9上，分別活動連接在兩個調節杠桿6上的兩個錐輪13同軸安裝在輸出軸18上，錐輪8與錐輪13之間通過齒形帶7傳動連接；左右螺旋副14分別與兩個調節杠桿6連接，并與伺服電機15相連。

行星齒輪19、太陽齒輪20和內齒輪4形成典型的行星齒輪傳動機構；安裝在輸入軸9上的一對錐輪8、安裝在輸出軸18上的一對錐輪13、齒形帶7、左右螺旋副14、兩個調節杠桿6形成典型的無級變速傳動機構；在左右螺旋副14上經聯軸器16連接伺服電機15，形成電動螺旋傳動。將上述三個傳動方式結合在一起，就構成了適用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置。

槳葉1通過輪轂、主軸和聯軸器2與行星架3相連。當槳葉1帶動行星架3旋轉時，行星架3驅動行星齒輪19做行星運動。由于行星齒輪19同時與太陽齒輪20和內齒輪4嚙合，而內齒輪4與外齒輪5屬于固定連接，外齒輪5與外齒輪17嚙合，錐輪8與錐輪13之間通過齒形帶7傳動，具有固定的傳動比關系，因此，當安裝在輸入軸9上的錐輪8和安裝在輸出軸18上的錐輪13的傳動比(節圓直徑之比)一定時，在外齒輪17與太陽齒輪20之間施加了傳動比約束關系，使輸出軸18通過聯軸器11帶動發電機12旋轉。

當傳動裝置工作時，功率流由兩路構成。一路功率經由葉輪1、行星架3、行星齒輪19、內齒輪4、外齒輪5、外齒輪17、傳動軸18，一路功率經由葉輪1、行星架3、行星齒輪19、太陽齒輪20、輸入軸9、錐輪8、齒形帶7、錐輪13、輸出軸18。功率流在輸出軸18上匯合后，通過聯軸器11傳遞到發電機12。由于該傳遞裝置具有功率分流功能，因此，流經齒形帶7的功率遠低于風力發電機組的實際功率，因此，對齒形帶的強度要求大大降低。