[發明專利]一種風力發電傳動裝置

無效

• 申請號: 200910085944.2
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101806291A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 王延忠;海錦濤;陳燕燕
• 申請（專利權）人: 王延忠;海錦濤;陳燕燕
• 主分類號: F03D11/02
• 分類號: F03D11/02;F03D9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種傳動方式及裝置，特別涉及一種應用于風力發電的能量傳遞方式及傳動裝置。

背景技術

風力發電利用風能來發電，而風力發電機組是將風能轉化為電能的機械。風電機組上的風輪槳葉在氣流作用下產生空氣動力使風輪旋轉，將風能轉換成機械能。就水平軸風力發電機米說：傳動機構在風力發電中負責能量的傳遞工作，將很低的風輪轉速(600千瓦的風機通常為27轉/分)變為很高的發電機轉速(通常為1500轉/分)。同時也使得發電機易于控制，實現穩定的頻率和電壓輸出。它的性能直接影響整個系統的發電效率。因此，風力發電機組的傳動機構是風能發電系統的關鍵組成部分。

傳動系統選擇的主要依據是：傳動效率高；降低安裝維修難度與費用；減小風力發電傳動裝置的體積、重量；能滿足風力發電機組架設的環境要求等。傳統的風力發電傳動方案通過齒輪箱增速驅動發電機，將機械能轉變成電能。

傳統的風力發電傳動系統采用增速齒輪箱傳遞機械能的方式，為了保證盡量高的傳遞效率，齒輪箱安裝在風輪之后，使得至少20噸主要機械部件在≥25m的高空中安裝，維護、拆卸大型部件非常不便。另外，并網運行風力發電系統中的發電機分為同步與異步兩種。同步發電機并網運行時，在恒速恒頻的運行方式下，為了保持發電機的轉速，要求風力機有精確的調速系統傳統，這就增加了系統復雜性。異步發電機并網運行時，必須仔細選擇電機級的對數與齒輪箱的增速比。若電機的極對數選小，則電機的尺寸小些，而增速齒輪箱的速比增大，齒輪箱的尺寸加大；反之，若電機的極對數選大些，則電機的尺寸大些，而增速齒輪箱的速比減少，齒輪箱的尺寸減小。不論哪種方法，整個風電機箱體尺寸、重量都還是很大。如此將增速齒輪箱和發電機都放置在塔架頂端，會增大對支撐塔架的載荷，使得塔架的設計建造要求更高。以上兩點都造成建造和維護成本大大提高。

另外，風力發電的一大特點就是風速會頻繁變動，傳統的風力發電系統正常啟動狀態下，葉片出于自由旋轉狀態，如果風速較低不足以使風電機啟動到發電，風電機組將一直保持自由空轉狀態，這就造成了能量的浪費。

再則，我國風能資源豐富的地區主要集中在北部和沿海及其島嶼兩大帶，這就決定了風力發電機的工作環境溫度在-40℃～20℃之間。在極低的氣溫下，若齒輪箱的溫度過低潤滑油會因為氣溫太低而變得很稠，尤其是采取飛濺潤滑部位的方式，部件無法得到充分的潤滑，會導致齒輪或軸承缺乏潤滑而損壞。若只是外機艙溫度過低，則管路中潤滑油也會造成流動不暢的問題，當齒輪箱油不能通過管路到達散熱器時齒輪箱油溫回不斷上升直至停機。因此傳統風力發電機組必須對齒輪箱油以及機艙內部安裝加熱裝置，增加了系統復雜性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種風力發電傳動裝置，可以實現風力發電的長距離機械能傳遞，從而達到發電機放置在地面，減輕風力機高空質量的目的。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

根據本發明的一個方面，一種風力發電傳動方式及裝置，包括：動力部分(液壓泵)：用于將風輪低速軸傳遞而來的機械能轉換成液壓能，為液壓傳動機構提供動力：與風力機連接；執行部分(液壓馬達)：用于將液壓能有轉換為機械能，帶動發電機高速轉動發電，所述部分與發電機輸入軸連接；液力傳遞部分：用于傳遞液壓能，保持并增大液壓壓力，所述部分與液壓泵以及液壓馬達連接。其中，所述液力傳遞部分包括一個容積節流調速回路，保證液壓馬達的轉速。

優選的，上述的一種風力發電傳動方式及裝置，其中所述動力部分(液壓泵)采用軸向柱塞泵，主軸與風輪低速軸相連。柱塞泵采用7柱塞的結構布置方式，減小脈動率。

優選的，上述的一種風力發電傳動方式及裝置，其中所述執行部分(液壓馬達)采用柱塞馬達，高壓油通入其壓油腔，缸體和馬達軸一起旋轉，與發動機輸入軸相連。

本發明的有益效果主要體現在：

一、本發明的傳動裝置采用液壓傳動方式，液壓傳動裝置具有體積小、重量輕，的優點。同功率液壓馬達的重量只有電動機的10％～20％。因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發生大的沖擊；

二、采用液壓傳動方式，可方便地進行長距離的運動傳遞，從而實現將發電機放置在地面的布置，大大減輕了風力發電機塔頂的載荷，可提高塔架的壽命，降低對塔架設計制造的要求，降低建造成本。風力發電機部件的下移也使得發電機的建造和維護更為簡便，使維護成本降低。

三、液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制；由于采用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；