[實用新型]多點嚙合式變槳驅動裝置以及應用該裝置的風力發電機組

有效

• 申請號: 201220549331.7
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN202914243U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 古雅琦;王海龍;李英昌
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，特別是涉及一種多點嚙合式變槳驅動裝置以及應用該裝置的風力發電機組。

背景技術

目前國內各大風力發電機組制造商紛紛研發風力發電機組，尤其是功率在6MW及以上的風力發電機組。隨著風力發電機組功率的不斷提升，風機設計載荷的不斷增加，將影響風力發電機組各個部件的選型，尤其影響風力發電機組的變槳系統的各個部件的選型。變槳系統在風力發電機中的作用是調節葉片的角度，控制風力發電機組獲得風能的大小。當風速較大時，通過變槳系統減小葉片的迎風角，從而減少風力發電機組獲得的風能，避免風力發電機組過載；當風速較小時，通過變槳系統增大葉片的迎風角，從而增加風力發電機組獲得的風能，提高風力發電機組的發電效率。因此，變槳系統直接受風載作用的影響，其安全性和可靠性是保證風力發電機組穩定運行的關鍵，如果變槳系統一旦失效將造成風機飛車等嚴重事故。

風力發電機組的變槳系統由變槳驅動裝置、變槳軸承、變槳電池柜和變槳控制系統組成。風力發電機組實時監測風速，當風速發生變化時，主控程序向變槳控制系統發出指令，變槳控制系統通過變槳電池柜為變槳驅動裝置供電，變槳驅動裝置的輸出齒輪通過與變槳軸承的齒輪嚙合傳遞轉速和扭矩（變槳軸承的外環與輪轂連接，變槳軸承的內環與葉片連接），最終實現葉片角度的調整。

現有功率在6MW以下風力發電機組，變槳系統由一個變槳驅動裝置提供驅動力矩，變槳驅動裝置的輸出齒輪與變槳軸承采用單點嚙合方式。隨著機型的增大，如果仍然采用單變槳系統、單驅動的方式將產生諸多難以解決的問題，例如：風機載荷增大將導致變槳軸承的直徑顯著增大，現有功率為6MW風力發電機組的變槳軸承直徑已達到2米以上，根據風力發電機組風載荷與功率呈指數增長的規律，功率在10MW及以上風力發電機組變槳系統的變槳軸承直徑將達5米以上，如此龐大的變槳軸承將大大增加風力發電機組的成本以及部件的加工制造難度，甚至可能造成某些部件難以加工。對于風力發電機組，受啟動力矩等影響，變槳速度需要減慢，這就要求變槳驅動裝置具有更大的減速比，用以滿足所需要的變槳速度。此外，如果采用兩個以上的變槳驅動，將面臨驅動同步性和可靠性的問題。

由此可見，現有技術中風力發電機組的變槳系統，在結構、使用上仍存在明顯的缺陷和不足，而亟待加以進一步改進。因此，如何創設一種變槳驅動裝置，使其擴大變槳驅動的減速比調節范圍，提高變槳軸承的承載能力，降低變槳軸承的尺寸，從而解決功率6MW及以上大機型風力發電機組變槳系統的驅動問題，實屬當前重要的研發課題之一。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種多點嚙合式變槳驅動裝置以及應用該裝置的風力發電機組，使其實現變槳驅動裝置與變槳軸承的多點嚙合，提高變槳軸承的承載能力，擴大變槳驅動的減速比調節范圍，減小變槳軸承的尺寸和重量，降低風力發電機組的制造成本，從而克服現有技術的不足。

為解決上述技術問題，本實用新型一種多點嚙合式變槳驅動裝置，包括變槳電機、變槳減速機、變槳輸出齒輪組，其中：變槳輸出齒輪組包括主動齒輪以及與主動齒輪嚙合的兩個從動齒輪；變槳減速機的輸入端連接變槳電機的輸出軸，輸出端連接變槳輸出齒輪組的主動齒輪。

所述的變槳電機采用三相交流電機。

所述的變槳減速機采用行星輪系式機械傳動機構。

所述的變槳減速機包括減速機本體和變槳驅動安裝基座。

所述的減速機本體的外殼與變槳驅動安裝基座為整體鑄件。

此外，本實用新型還提供了一種應用上述變槳驅動裝置的風力發電機組，所述的變槳驅動裝置安裝在風力發電機組的輪轂內，變槳驅動裝置的兩個從動齒輪分別與輪轂上的變槳軸承嚙合。

采用以上設計后，本實用新型與現有技術比較有以下有益效果：

1、本實用新型變槳驅動裝置的平行輪系輸出齒輪組，具有較大的減速比調節范圍，解決了風力發電機組低轉速變槳的問題，特別適用于大型風力發電機組；

2、本實用新型采用了多點嚙合的變槳驅動方式，提高了變槳軸承的承載能力，降低了變槳軸承的尺寸和重量，適用于風力發電機組的變槳系統，保證了風機運行的平穩性，降低了風機啟動或制動時對風機的沖擊，提高了風力發電機組變槳系統的可靠性，降低了由于齒輪彎曲破壞或接觸點蝕對風機的危害。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型，以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。