[實用新型]風力發電機組及其變槳驅動系統

有效

• 申請號: 201320291819.9
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN203335325U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 方振江
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D9/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 羅延紅;劉奕晴

技術領域

本實用新型涉及風力發電領域，具體地說，本實用新型涉及一種變槳驅動系統，此外，本實用新型還涉及一種具有該變槳驅動系統的風力發電機組。

背景技術

在利用風力發電機組進行發電的過程中，由于風向和風速實時變化，為了對風力發電機組的葉片旋轉速度和輸出功率進行控制，在每個葉片上均設置有變槳驅動系統。變槳驅動系統通過控制葉片的相對于風向的角度來控制輪轂的轉速，從而實現對輸出功率的控制。此外，當風速遠超過額定風速時，可以利用空氣動力制動方式使風力發電機組安全地停機。一般而言，目前常用的變槳驅動系統包括液壓式變槳系統和電動變槳系統。

圖1示出了目前較為普遍的變槳驅動系統，對于風力發電機組的每個葉片5而言，均具有單獨的變槳驅動系統，且變槳驅動系統安裝在輪轂上。變槳驅動系統大體包括電機1、與電機1的輸出軸連接的減速器3以及變槳軸承4。變槳軸承4的外圈與減速器3的輸出軸相嚙合，且與風力發電機組的葉片5固定連接，而內圈固定在風力發電機組的輪轂2上。來自電機1的扭矩較小而轉速較高的輸出經過減速器3的減速增扭作用后轉換為扭矩相對較大而轉速相對較低。通過減速器3的輸出軸與變槳軸承4的一級齒輪副傳動（或者通過傳動帶副）而帶動變槳軸承4的外圈并進一步地帶動葉片5的根部轉動，這樣，葉片5一方面可以在風力作用下旋轉，并同時帶動輪轂2一起旋轉，另一方面，電機1可以帶動葉片5的根部轉動，以對葉片5相對于風向的角度進行調節，即，進行變槳控制。

對于上述變槳驅動系統，采用的是開式齒輪傳動，需要一定的潤滑條件，且減速器3的輸出軸為懸臂支撐式結構，導致輸出軸可能會存在一定的變形，可能會使得相嚙合的齒輪的齒面受力不均勻，降低變槳驅動系統的使用壽命。此外，由于變槳驅動系統對葉片5的角度進行調節的范圍只在0度-90度之間，所以在進行變槳控制時減速器3的輸出軸與變槳軸承4只有部分齒進行嚙合，而其他齒始終處于不作業狀態。

因此，提供一種能夠提高使用壽命且結構緊湊的變槳驅動系統是本領域技術人員需要解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種變槳驅動系統，所述變槳驅動系統的使用壽命得到提高，且結構較為緊湊，可靠性高。此外，本實用新型的另一目的是提供一種包括所述變槳驅動系統的風力發電機組。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種用于風力發電機組的變槳驅動系統，所述變槳驅動系統包括電機以及與所述電機的輸出軸連接的減速器，所述減速器包括與所述電機的輸出軸連接并具有多級傳動的行星齒輪傳動系統，所述行星齒輪傳動系統的輸出端與風力發電機組的葉片固定連接。

優選地，所述行星齒輪傳動系統包括與所述電機的輸出軸連接的輸入軸、多級相互嚙合的太陽輪和行星輪、固定行星輪的行星架以及與行星輪嚙合的內齒圈，其中，第一級太陽輪與所述電機的輸出軸連接，來自上一級相互嚙合的太陽輪和行星輪的動力通過行星架而傳遞至下一級太陽輪，用于固定最后一級行星輪的行星架固定到所述風力發電機組的輪轂，以將動力從最后一級行星輪傳遞至作為所述輸出端的內齒圈。

優選地，所述變槳驅動系統還包括與所述風力發電機的輪轂固定連接的空心軸，所述空心軸安裝在所述減速器的輸入軸的靠近所述電機的一端處或者所述電機的輸出軸的靠近所述減速器的一端處，所述內齒圈通過所述減速器的側殼體支撐在所述空心軸上。

優選地，在所述側殼體和所述空心軸之間設置有兩列圓錐滾子軸承，以支撐所述內齒圈。

優選地，所述行星齒輪傳動系統的固定最后一級行星輪的行星架通過所述空心軸而固定到所述風力發電機組的輪轂。

優選地，所述內齒圈通過連接件與所述風力發電機組的葉片固定連接。

優選地，所述連接件的形狀為轂狀，并沿所述內齒圈的周向均勻地分布。

優選地，所述電機為交流伺服電機。

此外，本實用新型還提供了一種風力發電機組，包括葉片，所述葉片的根部與上述變槳驅動系統固定連接。