[發明專利]變槳傳動設備和方法

在審

• 申請號: 201611144051.7
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108223265A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李慶江;劉眾
• 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
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 彭瓊

本發明公開一種變槳傳動設備和方法，涉及風力發電領域，包括電機、動力變矩裝置、多根傳動軸和多個傳動裝置；動力變矩裝置被配置為將電機輸出的動力轉化為分配給多根轉動軸的輸出扭矩，使得輸出扭矩相等或者輸出扭矩之差在允許范圍內，然后通過多根傳動軸帶動多個傳動裝置，從而使變槳軸承轉動。該變槳傳動設備及方法為解決傳動裝置的強度不足以支撐傳動裝置長期處于極限載荷和疲勞載荷狀態的問題。

技術領域

本發明涉及風力發電領域，尤其涉及一種變槳傳動設備和方法。

背景技術

能源是社會經濟和人類生活的主要物質基礎，是社會發展的動力。然而，作為世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然氣等不可再生的能源的儲量日趨減少，世界各個國家都在發展風力發電，風力發電作為新能源，已經形成了成熟的規模。

風力發電機組是將風能轉換成電能的設備。在風力發電過程中，風帶動風力發電機組的槳葉轉動，從而帶動風力發電機組中風力發電機轉動并產生電能。風速越大，風力發電機的轉速越快。為了保證風力發電機的轉速穩定，需要根據風速調節槳葉的槳距角，即進行變槳。

現階段中，利用單個電機輸出動力來驅動變槳軸承轉動，實現變槳功能。具體的，單個電機的輸出軸連接有減速器，減速器和變槳軸承分別與傳動裝置傳動連接，從而使得單個電機輸出的動力通過減速器傳遞到傳動裝置上，再通過傳動裝置帶動變槳軸承轉動，從而實現變槳功能。但是，隨著風力發電機組的發熱功率的提升，以及槳葉的長度和重量不斷增加，帶動變槳軸承所需要的載荷增大，傳動裝置的負擔加重。傳動裝置的強度不足以支撐傳動裝置長期處于極限載荷和疲勞載荷狀態，使得傳動裝置容易發生損壞，從而導致風力發電機組出現故障。

發明內容

本發明實施例提供了一種變槳傳動設備和方法，能夠避免傳動裝置的強度不足以支撐傳動裝置長期處于極限載荷和疲勞載荷狀態的情況。

第一方面，本發明實施例提供一種變槳傳動設備，用于帶動變槳軸承轉動，包括電機、動力變矩裝置、多根傳動軸和多個傳動裝置；動力變矩裝置被配置為將電機輸出的動力轉化為分配給多根轉動軸的輸出扭矩，使得輸出扭矩相等或者輸出扭矩之差在允許范圍內，然后通過多根傳動軸帶動多個傳動裝置，從而使變槳軸承轉動。

根據第一方面，動力變矩裝置包括動力分配單元和多個變矩器，動力分配單元被配置為將電機輸出的動力分配給多個變矩器；多個變矩器根據分配的動力進行變矩，并將變矩得到的輸出扭矩傳輸給多根傳動軸。

根據第一方面，每個變矩器還被配置為根據動力分配單元分配的動力和設定的目標扭矩的比值，調整變矩器傳輸給對應的傳動軸的輸出扭矩。

根據第一方面，上述變槳傳動設備還包括驅動器和變槳速度采集裝置，變槳速度采集裝置被配置為采集變槳軸承的實際變槳速度，并將采集的實際變槳速度傳遞給驅動器，驅動器根據實際變槳速度和設定的目標變槳速度的差值，調整電機輸出的動力。

根據第一方面，上述變槳傳動設備還包括絕對值編碼器，絕對值編碼器被配置為向驅動器反饋多根轉動軸的輸出扭矩和轉速，使得驅動器監測多根傳動軸的輸出扭矩和轉速。

根據第一方面，上述變槳傳動設備還包括設置在每根傳動軸與傳動裝置之間的離合器，離合器被配置為控制傳動軸與對應的傳動裝置傳動連接或脫離。

根據第一方面，傳動裝置為齒形帶或齒輪。

根據第一方面，動力分配單元通過多個傳動軸與多個變矩器對應傳動連接，其中，動力分配單元包括差速器或多軸減速器。

第二方面，本發明實施例還提供了一種變槳傳動方法，用于上述方案中的變槳傳動設備，包括：將電機輸出的動力傳輸給動力變矩裝置；由動力變矩裝置將電機輸出的動力轉化為分配給多根傳動軸的輸出扭矩，多根傳動軸的輸出扭矩相等或者輸出扭矩之差在允許范圍內；在多根傳動軸的帶動下，由多個傳動裝置帶動變槳軸承轉動。