[發明專利]導葉可調式變矩器調節的變速輸入恒速輸出發電調速系統

有效

• 申請號: 201610457179.2
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN105889451B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 邵萬珍;吳岳;李邵穎;王開晶;孔奕人;張健;李冉
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: F16H47/08
• 分類號: F16H47/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 李洪福

技術領域

本發明技術主要涉及液力傳動和發電技術領域，尤其是涉及一種導葉可調式變矩器調節的變速輸入恒速輸出發電調速系統。

背景技術

風力發電機組輸出轉速、輸出功率恒定，這是目前大功率并網型風力發電機組的重要技術保障之一。隨著風電產業的飛速發展，風電機組正向大容量、高效率、高可靠性方向發展，風電機組單機容量不斷增大，體積也將越來越大，為了能讓機組的反應速度及時跟上風速的變化，引入了變頻器來控制發電機轉子電流以調節轉速。這就使得風電機組的制造成本增加，繼而出現了可靠性降低、壽命變短的問題。目前，主要通過兩種途徑解決變速輸入、恒速輸出這一問題。一是調節風輪葉片，有變槳矩和調節風輪葉片角度的方法，這一方法主要應用于水平軸風力機，通過偏航裝置控制槳矩的變化來實現。二是改變運動的傳動品質，可采用行星齒輪調速和液力變矩器調速兩種途徑，保證風輪轉速隨著風速的變化使發電機轉速恒定。其中，行星齒輪調速存在以下問題：行星齒輪調速傳動鏈較長，使整個傳動系統的傳動效率降低；行星齒輪調速在高轉矩情況下，價格昂貴；行星齒輪調速因其運動存在產生較大離心力的行星輪，在大、中功率風電機組中，其應用受到限制，不被行業認可。利用液力變矩器與行星齒輪傳動相配合的方式進行調速可以實現恒速輸出，并且液力變矩器具有噪聲小、壽命長、有較寬的工作轉速調節范圍等特點。

以液力機械調速裝置為創新的新型傳動方案，是滿足并網型發電機組技術要求的新型調速裝置。實現了發電機組變速輸入恒定轉速輸出的重要作用，彌補了當前國內風力發電技術在該領域的空白，使我國風力發電技術向國際先進水平邁出了堅實的一步。

這一新型調速裝置的液力傳動部分由三部分組成：泵輪、渦輪、導輪，導輪葉片可以通過控制系統來調節葉片的開度，改變液力變矩器循環圓中液流的運動狀態，從而改變液力變矩器的渦輪轉速，通過調節恒速輸入變速輸出裝置的定軸輪系的中心輪轉速，保證泵輪轉速恒定，從而實現發電機組傳動系統的變速輸入恒速輸出。

另外汽車重力發電，潮汐發電等也需要像風力發電一樣的恒速調節裝置。

發明內容

本發明的提出，目的是開發一種導葉可調式變矩器調節的變速輸入恒速輸出發電調速系統，填補前國空白。

本發明的技術解決方案是這樣現實的：

一種導葉可調式液力變矩器調節的變速輸入恒速輸出發電調速系統，包括能源收集裝置、單向軸承、變速輸入恒速輸出裝置、聯軸器Ⅰ、聯軸器Ⅱ、導葉可調式液力變矩器、聯軸器Ⅲ、恒速發電機，所述的能源收集裝置的能源收集裝置輸出軸與單向軸承的內環鍵連接，單向軸承的外環與聯軸節大環鍵連接，聯軸節小環與輸入軸鍵連接；中心輪Ⅰ行星輪Ⅰ、雙內齒圈左端內齒圈組成行星輪系Ⅰ，輸入軸為系桿，雙內齒圈右端內齒圈、中心輪Ⅱ、行星輪Ⅱ組成行星輪系Ⅱ，系桿固定，與中心輪Ⅱ緊配合的調速軸通過聯軸器Ⅰ與渦輪軸輸出法蘭連接，與中心輪Ⅰ緊配合的輸出軸通過聯軸器Ⅱ與泵輪軸左端連接；泵輪右端通過聯軸器Ⅲ與恒速發電機輸入軸連接；所述的導葉可調式液力變矩器由渦輪軸輸出法蘭、埋入軸承、渦輪軸、渦輪軸承Ⅰ、渦輪軸承Ⅱ、泵輪軸、泵輪、中連體Ⅱ、進油體、泵輪軸承Ⅱ、滑動軸承Ⅱ、中連體Ⅰ、渦輪、芯環、導輪、導輪葉片、齒輪軸、滑動軸承Ⅰ、步進電機、小齒輪、大齒輪組成，泵輪軸有兩端軸伸，用螺釘與泵輪連接，由埋入軸承和泵輪軸承Ⅱ支承，渦輪軸用螺釘與渦輪連接，空套在泵輪軸上，由渦輪軸承Ⅰ、渦輪軸承Ⅱ支承，中連體Ⅰ與中連體Ⅱ用螺釘連接，其特征在于所述的導輪用螺釘緊固在中連體Ⅱ上，28片導輪葉片圓周向均布插入導輪腔內，分別與28個齒輪軸的軸緊配合，28個齒輪軸的軸靠28個滑動軸承Ⅰ支承在導輪上，28個齒輪軸的齒輪與靠滑動軸承Ⅱ支承在導輪上的大齒輪(621)外嚙合，芯環緊固在導輪內環上，進油體緊固在中連體Ⅱ上，組成了液力變矩器工作液體的循環流道，步進電機緊固在中連體Ⅱ上，其軸上裝有小齒輪，小齒輪與大齒輪外嚙合；根據能源收集裝置輸出轉速調節步進電機轉動依次帶動小齒輪、大齒輪、齒輪軸轉動，齒輪軸帶動導輪葉片擺動傾斜，改變流道內液體流量從而改變渦輪軸轉速，保證泵輪轉速恒定。

與現有技術相比較，本發明的優點是顯而易見的，主要表現在：

1、液力變矩器導輪葉片通過其上的軸轉動，帶動葉片擺動，導輪外環內環為一體固定在變矩器體上。解決現有技術靠齒輪齒條嚙合來承受液體沖擊力受力不穩固的問題。

2、用步進電機帶動葉片擺動，容易自動控制。