[發明專利]流體發電設備的傳動系

有效

• 申請號: 201280033365.3
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN103917778A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: A·瓦特;R·施圖姆普;I·烏勞布
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F03D11/02
• 分類號: F03D11/02;F03D11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宣力偉;楊國治

技術領域

本發明涉及一種流體發電設備、尤其風力發電設備或者海流發電設備的傳動系，包括帶有至少一個轉子葉片的轉子輪轂和具有多個行星級的傳動機構，該傳動機構將與轉子輪轂連接的轉子軸的旋轉運動變換傳遞到隨后的發電機的驅動件上，其中轉子輪轂、傳動機構和發電機彼此同軸地布置。

背景技術

由EP2031273A1公開了這樣一種風力發電設備的傳動系，其中轉子輪轂的旋轉運動借助與轉子輪轂連接的轉子軸能夠導入到傳動機構中。于是通過該傳動機構將轉子軸的旋轉運動變換傳遞到隨后的發電機的發電機軸上，其中傳動機構為此目的由兩個依次的行星級組成。在此，第一行星級的太陽輪與轉子軸一體地構造，而第一行星級的齒圈則固定在周圍的殼體上，從而將第一行星級的太陽輪的旋轉運動變換轉換成第一級的行星架的旋轉運動，該行星架在軸向延長部處同時也構成第二行星級的行星架。于是在第二行星級側，行星齒輪與同樣靜止的齒圈以及與發電機軸耦接的太陽輪嚙合。因此，總體上轉子軸的緩慢的旋轉運動能夠變換為快速的并由此適當的旋轉運動來運行發電機。轉子輪轂、傳動機構和發電機在此彼此同軸地安置。

發明內容

基于前面介紹的現有技術，本發明的任務在于，提供一種流體發電設備的傳動系，其中能夠以緊湊的方式和方法實現轉子軸的旋轉運動通過傳動機構到隨后的發電機的驅動件上的適當變換或者說變速

該任務由權利要求1的前序部分結合其特征得以解決。所屬的從屬權利要求分別描述了本發明的有利的改進方案。

根據本發明，流體發電設備的傳動系包括帶有至少一個轉子葉片的轉子輪轂和具有多個行星級的傳動機構。在此，通過該傳動機構將與轉子輪轂連接的轉子軸的旋轉運動變換傳遞到接在該傳動機構后面的發電機的驅動件上，其中轉子輪轂、傳動機構和發電機彼此同軸地布置。在本發明的意義上，所述發電機在此能夠是軸流式電機(Axialflussmaschine)、具有他激勵的同步發電機、具有他激勵以及在一個軸上共同轉動的激勵機的同步發電機、具有永磁體或者說磁激勵的同步發電機或者具有超導體的同步發電機。此外，該發電機能夠構造為同步發電機也能夠構造為橫流式電機。此外能夠考慮在此將同步發電機構造為外動子或者內動子。在傳動機構方面，構造為同步發電機的發電機能夠完全或部分地包圍傳動機構又或者能夠完全或部分地集成到該傳動機構中。此外在本發明的意義上，在發電機的軸上設置有制動系統。該制動系統在此能夠要么位于發電機輸入軸上要么當發電機直接安裝在傳動機構上時設置在發電機往回的區域內。

本發明現在包括的技術原理是，將傳動機構構造為具有三個行星級的功率分支的傳動機構。傳動機構的這種構造以及在流體發電設備的傳動系內的安置在此具有以下優點，即以這種方式和方法能夠實現結構非常緊湊的傳動機構，通過該傳動機構基于沿軸向結構非常細長的功率分支能夠實現將轉子輪轂的旋轉運動適當地變換成用于發電機驅動件的快速的旋轉運動。結合轉子輪轂、傳動機構和發電機的同軸布置，由此能夠實現沿徑向和沿軸向緊湊構造的傳動系(Antriebsstrang)。在本發明的意義上，在此通過功率分支的傳動機構尤其能夠實現i＝20-50范圍內的傳動比。

根據本發明，具有三個行星級的、功率分支的傳動機構在此如此構造，使得傳動機構的與轉子軸耦接的驅動件與第一行星級的行星架和第二行星級的齒圈連接。此外，第一行星級的齒圈固定并且第一行星級的太陽輪與第一軸耦接，該第一軸接下來與第三行星級的行星架連接。此外，第二行星級的行星架固定并且第二行星級的太陽輪通過第二軸與第三行星級的齒圈連接。最后第三行星級的太陽輪還與傳動機構的從動件連接。功率分支的傳動機構的這種構造的優點在于，在傳動機構的結構形式特別緊湊的情況下能夠實現適當的變換。

根據本發明一種有利的實施方式，轉子軸通過主軸承支承在周圍的支承結構內，容納傳動機構的傳動機構殼體在兩側通過轉矩支撐結構與該支承結構連接。傳動系在三個點上的這種支承在此具有以下優點，即在轉子軸的區域內由此設置僅一個支承位置，這相應降低了用于構造根據本發明的傳動系的制造花費。

作為這種構造方案的替代方案，轉子軸通過兩個沿軸向前后安置的主軸承支承在周圍的支承結構內，其中容納傳動機構的傳動機構殼體在兩側通過轉矩支撐結構與該支承結構連接。也就是說在這種情況下傳動系支承在四個點上，從而使得通過轉子輪轂引起的彎曲力矩和橫向力通過轉子軸的這兩個主軸承并通過在傳動機構兩側的轉矩支撐結構承受并且導入到支承結構內。也就是說使得傳動機構僅還承受扭矩。通過設置兩個主軸承在此能夠在結構上相應小地構造所述主軸承。