[發明專利]用于風力渦輪機中的發電機的傳動系

無效

• 申請號: 201110417574.5
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102562488A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: A·D·米納德奧;J·H·馬奇;P·C·帕特爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D11/02
• 分類號: F03D11/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;楊炯

技術領域

本發明總體涉及風力渦輪機，并且更具體地，涉及用于風力渦輪機中的發電機的傳動系。

背景技術

風能被認為是目前可獲得的最清潔、最具環境友善性的能源之一，并且風力渦輪機在這方面已不斷獲得關注。現代的風力渦輪機典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙以及一個或更多的轉子葉片。轉子葉片利用已知的翼型原理捕獲風的動能。轉子葉片對轉動能量形式的動能進行傳遞，從而轉動主軸，該主軸將轉子葉片聯接至齒輪箱，或者如果未使用齒輪箱，則將轉子葉片直接聯接至發電機。發電機接著將機械能轉化成可以配置于公用電網的電能。

在風力渦輪機的操作過程中，風力渦輪機的各個部件可能會經受各種不同負載。具體而言，傳動系可能會經受各種負載，傳動系可以包括軸、齒輪箱、發電機及其各個部件。可能是由于轉子葉片的風負載而經受這些負載。轉子葉片經受的負載可以從轉子葉片傳遞至這些各個部件。

例如，在操作過程中，軸可能會由于例如轉子葉片的推力的原因而經受軸向負載。這些軸向負載能夠從軸傳遞至圍繞和支承軸的軸承以及傳遞至與軸連接的齒輪箱。施加于軸承和齒輪箱的這些軸向負載能夠對軸承和齒輪箱產生應力，并且可能造成這些部件的過早失效。

而且，在操作過程中，軸可能會由于例如影響轉子葉片的陣風的原因而經受彎曲負載。這些彎曲負載能夠從軸傳遞至與軸連接的齒輪箱。施加于軸承和齒輪箱的這些彎曲負載能夠對齒輪箱產生應力，并且可能導致齒輪箱的多個部件的過早失效。

因此，領域內將會需要改進的用于風力渦輪機的傳動系。例如，能夠在風力渦輪機的操作過程中抵消或隔離該傳動系經受的各種負載的傳動系將會是有利的。

發明內容

本發明的各個方面以及優點將會在下文的說明書中進行部分闡述，或者是通過說明書可以顯而易見的，或者是可以通過實施本發明而學到。

在一個實施例中，公開一種用于風力渦輪機中的發電機的傳動系。該傳動系包括構造成提供輸入轉速的輸入軸和與該輸入軸連通的行星齒輪箱。行星齒輪箱包括靜止托架和多個可旋轉的齒輪。行星齒輪箱構造成將輸入轉速轉換成輸出轉速。該傳動系還包括與行星齒輪箱連通的輸出軸。輸出軸構造成以輸出轉速進行旋轉。該傳動系進一步包括設置在輸入軸與行星齒輪箱之間的負載隔離裝置。負載隔離裝置構造成減少輸入軸上的彎曲負載向行星齒輪箱的傳遞。

所述負載隔離裝置包括緊固至所述輸入軸的轉矩腹板和緊固至所述行星齒輪箱的轉矩環，所述轉矩腹板構造成對所述轉矩環進行驅動。所述負載隔離裝置進一步包括連接所述轉矩腹板和所述轉矩環的轉盤軸承。所述轉矩腹板和所述轉矩環各自包括配合花鍵，所述配合花鍵構造成連接所述轉矩腹板和所述轉矩環。所述轉矩環緊固至所述行星齒輪箱的環形齒輪。

所述行星齒輪箱是單級行星齒輪箱。所述行星齒輪箱進一步包括可旋轉的環形齒輪、多個可旋轉的行星齒輪和可旋轉的太陽齒輪。

所述輸入轉速通過所述負載隔離裝置提供給所述環形齒輪。

所述輸出軸是所述太陽齒輪。所述可旋轉的環形齒輪、所述多個可旋轉的行星齒輪和所述可旋轉的太陽齒輪中的每一個都包括多個螺旋形輪齒。所述傳動系進一步包括轂，所述轂構造成對所述發電機的轉子進行驅動，所述輸出軸和所述轂各自包括配合花鍵，所述配合花鍵構造成連接所述輸出軸和所述轂。

在另一個實施例中，公開一種用于風力渦輪機中的發電機的傳動系。該傳動系包括構造成提供輸入轉速的輸入軸和與該輸入軸連通的行星齒輪箱。行星齒輪箱包括靜止托架、可旋轉的環形齒輪、多個可旋轉的行星齒輪和可旋轉的太陽齒輪。可旋轉的環形齒輪、多個可旋轉的行星齒輪和可旋轉的太陽齒輪中的每一個都包括多個螺旋形輪齒。行星齒輪箱構造成將輸入轉速轉換成輸出轉速。該傳動系進一步包括與行星齒輪箱連通的輸出軸，該輸出軸構造成以輸出轉速進行旋轉。多個螺旋形輪齒構造成抵消輸入軸上的軸向負載。所述輸出軸是所述太陽齒輪。

所述傳動系進一步包括設置在所述輸入軸與所述行星齒輪箱之間的負載隔離裝置，所述負載隔離裝置構造成減少所述輸入軸上的彎曲負載傳向所述行星齒輪箱的傳遞。所述負載隔離裝置包括緊固至所述輸入軸的轉矩腹板和緊固至所述行星齒輪箱的轉矩環，所述轉矩腹板構造成對所述轉矩環進行驅動。所述負載隔離裝置進一步包括連接所述轉矩腹板和所述轉矩環的轉盤軸承。所述轉矩腹板和所述轉矩環各自包括配合花鍵，所述配合花鍵構造成連接所述轉矩腹板和所述轉矩環。所述轉矩環緊固至所述行星齒輪箱的環形齒輪。所述行星齒輪箱是單級行星齒輪箱。所述輸入轉速通過所述負載隔離裝置提供給所述環形齒輪