[實用新型]新型風力發電機

有效

• 申請號: 201220285253.4
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN202732221U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 袁宗凡
• 申請（專利權）人: 袁宗凡
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D11/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本實用新型涉及的是一種風能利用技術領域的裝置，具體是一種基于滑動軸承、行星差動傳動以及飛輪的風力發電機。

背景技術

目前風力發電機組處于野外高空，無人值守條件下工作。風電機組中的軸承，齒輪箱，葉片是三大易損壞零部件。主軸軸承是機組關鍵部件，不僅承受傳動部份自重，在風力風向作用下，運行時產生很大振動，主軸軸承因而承受較大動載荷，且長時間處于連續工作狀態；工作條件很差。目前國內外風力發電機組均采用傳統調心滾子軸承。必需在油潤滑條件下才能安全工作，故要求嚴格保養條件。因位于高空工作，受到諸多不利條件限制，調心滾子軸承往往得不到日常注油維護保養，在無油狀況下運行時極易損壞，安全可靠性差，使用壽命短。另外安裝拆卸也較麻煩，對軸承座要求較高。

經對現有技術的文選檢索發現，中國專利文選號CN1904400，公開日2007-01-31，記載了一種”風力發電機主軸調心滑動軸承”，通過內外球面達到調心目的，通過復有自潤滑復合材料的摩擦層達到減摩目的。該技術主要缺陷在于：結構較復雜，摩擦層材料單一，不能適用高溫，低溫，高濕，鹽霧，沙塵，斷油等復雜工況；成本較高。

現有的風電機(含風力機)均采用漸開線或雙園弧齒形的齒輪箱(包括定軸齒輪傳動或行星齒輪傳動)，當葉輪隨風速改變轉速時，齒輪箱轉速隨之變化，發電機(或其它工作機)無法在最佳轉速工作，降低了風電機出力。由于風速改變范圍大，使齒輪及軸承應力也大范圍改變，易發生齒輪和軸承破壞。風電機經常在高溫，低溫，高濕，鹽霧，沙塵，斷油等復雜工況運行，軸承故障率高，中國軸承工業協會2008-12-2報告指出齒輪箱為風電機故障率最高部件，平均故障率為20％，其中80％為軸承故障。

張立勇在“風力發電機組齒輪箱概述”(“機械傳動”2008年第6期第1頁)中指出，齒輪箱是風電機組故障率最高部件，平均損壞率達40％～50％，個別近100％。發達國家產品并不適合中國使用條件。同期刊物王晶晶及吳曉銓“風電機組齒輪箱發展及技術分析”中指出，在荒郊野外，海邊幾十米塔架上，機艙空間相對窄小，在極端溫差下，故障時間及維修帶來的電量損失占風電機組總價15％～20％。故障一般出現在發電高峰期，因環境惡劣，交通不便，修復極困難。

現有風電機齒輪箱均采用定軸齒輪傳動或行星齒輪傳動；輸出固定轉速，一般選用直流發電機，雙速異步機，繞線式發電機等。上述發電機均較單速異步機價格貴，體積大，重量重，結構復雜，故障率高。早在公元429～500年，祖沖之實用新型了具有錐齒輪行星差動傳動指南車，歐美在1920年造出了汽車用行星差動傳動裝置，戰后大功率船艦，航空發動機，工程機械等均應用行星差動傳動裝置。國內在重載行星差動傳動技術，封閉式行星差動傳動裝置均取得突破，在開發應用方面取得較大進展。已廣泛應用于起重機，卸船機抓斗，電爐電極升降運動，連鑄設備等。行星差動傳動技術可簡化結構，減輕重量，降低作用力，行星差動傳動裝置中附加一個變速動力源，就可成為無級變速器，用途極廣，避免現有定軸齒輪傳動裝置或行星齒輪傳動裝置只輸出單一速度的不足。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN201513525U，公開日2010-06-23，記載了一種“風電齒輪傳動裝置”，該技術包括一行星齒輪傳動機構，該行星齒輪傳動機構進一步包括太陽輪、內齒圈、行星架以及多個行星齒輪，行星架上設有多個行星齒輪軸，多個行星齒輪一一對應地分別設置于所述多個行星齒輪軸上；行星架為主動件，太陽輪為從動件，其特點是，太陽輪、內齒圈和多個行星齒輪均為雙斜齒齒輪；其中，作為太陽輪的雙斜齒齒輪為無越程槽的一體式雙斜齒齒輪，作為內齒圈和行星齒輪的雙斜齒齒輪為由兩個并排排列的斜齒輪組成的分體式雙斜齒齒輪。本實用新型的承載能力強、體積小、無軸向力。但該技術所采用的太陽輪為無越程槽的雙斜齒輪加工極難.成本高，難以保證其精度。