[發明專利]一種風機變速箱裝置、變速方法以及風力發電系統

有效

• 申請號: 201410139021.1
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103899713B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 李義新;葉明星;高葉軍;吳增強;程偉臻;程武超;楊明莉;梅曉娟
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: F16H3/087
• 分類號: F16H3/087;F03D15/10;F03D9/25;F16H57/12
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及風機變速箱技術領域，尤其涉及一種風機變速箱裝置、變速方法以及風力發電系統。?

背景技術

目前風機變速的方法中，大部分都采用兩級變速的方式，即當風速低于一定風速時，采用一種齒輪箱變速；當風速大于一定風速時，風機采用另一種齒輪箱變速，這就需要風機裝備兩套齒輪箱，增大了機艙的體積和重量，同時也增大的故障的概率，且調速需要停機。這樣調整起來比較麻煩，同時也浪費了風能資源。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種風機變速箱裝置、變速方法以及風力發電系統，僅僅依靠自身一組齒輪箱就能夠進行風機變速地較平滑調節。?

為解決上述問題，本發明提出一種風機變速箱裝置，主要包含連接一風機的風機側齒輪、一連接發電機的發電機側齒輪以及連接并調節所述發電機側齒輪的發電機側齒輪軸調節裝置；所述風機側齒輪是一個直徑逐漸變化的齒輪，其齒輪軸的位置保持不變；所述發電機側齒輪是一個直徑固定的齒輪，其齒輪軸的位置能夠在所述發電機側齒輪軸調節裝置的作用下移動。?

進一步的，在一定風速時，所述風機側齒輪的齒輪軸固定，所述發電機側齒輪與所述風機側齒輪緊密接觸，所述發電機側齒輪繞其自身的齒輪軸轉動，進而帶動所述發電機發電；當風速變高時，所述發電機側齒輪軸調節裝置調節所述發電機側齒輪的齒輪軸向所述風機側齒輪直徑小的方向移動，進而帶動所述發電機側齒輪向所述風機側齒輪直徑小的方向移動；當風速變低時，所述發電機側齒輪軸調節裝置調節所述發電機側齒輪的齒輪軸向所述風機側齒輪直徑大的方向移動，進而帶動所述發電機側齒輪向所述風機側齒輪直徑大的方向移動。?

進一步的，所述發電機側齒輪向所述風機側齒輪直徑小的方向移動時，所述發電機側齒輪先沿其軸向平移一段距離，然后沿其徑向移動一段距離，使得移動后所述風機側齒輪和所述發電機側齒輪仍能夠緊密接觸。?

進一步的，若發電機軸轉速仍較高，則繼續進行移動調節。?

進一步的，所述發電機側齒輪向所述風機側齒輪直徑大的方向移動時，先沿其徑向平移一段距離，然后沿其軸向移動一段距離，使得移動后所述風機側齒輪和所述發電機側齒輪仍能夠緊密接觸。?

進一步的，所述發電機側齒輪軸調節裝置使發電機側齒輪的齒輪軸移動的方式為所述發電機側齒輪軸調節裝置直接帶動發電機側齒輪的齒輪軸移動的方式，或者是所述發電機側齒輪軸調節裝置帶動杠桿機構使發電機側齒輪的齒輪軸移動的方式。?

進一步的，所述發電機側齒輪軸調節裝置包括單片機系統以及連接所述單片機系統的驅動電機以及在所述驅動電機的驅動下移動所述發電機側齒輪的齒輪軸移動的軸心移動件。?

進一步的，所述軸心移動件是一可調齒輪的軸座，或者是夾持在所述發電機側齒輪的齒輪軸兩端的兩塊夾板組成的杠桿體機構。?

本發明還提供一種風機變速方法，包括以下步驟：?

在所述風機和發電機之間設置上述之一的風機變速箱裝置；?

在一定風速時，所述風機側齒輪的齒輪軸固定，所述發電機側齒輪與所述風機側齒輪緊密接觸，所述發電機側齒輪繞其自身的齒輪軸轉動，進而帶動所述發電機發電；?

當風速變高時，所述發電機側齒輪軸調節裝置調節所述發電機側齒輪的齒輪軸向所述風機側齒輪直徑小的方向移動，進而帶動所述發電機側齒輪向所述風機側齒輪直徑小的方向移動；?

當風速變低時，所述發電機側齒輪軸調節裝置調節所述發電機側齒輪的齒輪軸向所述風機側齒輪直徑大的方向移動，進而帶動所述發電機側齒輪向所述風機側齒輪直徑大的方向移動。?

進一步的，所述發電機側齒輪向所述風機側齒輪直徑小的方向移動時，所述發電機側齒輪先沿其軸向平移一段距離，然后沿其徑向移動一段距離，使得移動后所述風機側齒輪和所述發電機側齒輪仍能夠緊密接觸，若所述發電機的?軸轉速仍較高，則繼續進行發電機側齒輪的移動調節；所述發電機側齒輪向所述風機側齒輪直徑大的方向移動時，先沿其徑向平移一段距離，然后沿其軸向移動一段距離，使得移動后所述風機側齒輪和所述發電機側齒輪仍能夠緊密接觸，若發電機軸轉速仍較低，則繼續進行移動調節；在變速的過程中，所述風機側齒輪和發電機側齒輪保持齒合并留有一定的安全裕度。?

本發明還提供一種風力發電系統，包括：風機、發電機以及上述之一的風機變速箱裝置，或者使用上述之一的風機變速方法進行發電。?