[發明專利]用于調整風力渦輪機的轉子葉片的槳距角的致動器和具有該致動器的風力渦輪機

在審

• 申請號: 201980021880.1
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN111936739A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 馬丁·達爾;斯特凡·克萊因爾;馬賽爾·溫克勒;馬庫斯·舒斯特;克里斯托弗·芬格胡特;托馬斯·舒爾茨
• 申請（專利權）人: 利勃海爾比伯拉赫零部件有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D80/70;F16C41/00;F16C19/38
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 曹正建;陳桂香

本發明總體上涉及風力渦輪機，所述風力渦輪機的轉子葉片的槳距角能夠調節。本發明尤其涉及用于調節風力渦輪機的轉子葉片的槳距角的致動器，所述致動器具有大型滾動軸承和調節致動器，大型滾動軸承包括兩個能夠相對彼此旋轉的軸承環，調節致動器用于使兩個軸承環相對彼此旋轉。根據本發明，所述致動器包括環形通道缸和至少一個活塞，所述環形通道缸形成在一個軸承環中，所述至少一個活塞可滑動地容納在環形通道缸中并以傳動的方式連接到兩個軸承環中的另一軸承環。

技術領域

本發明總體上涉及一種風力渦輪機，該風力渦輪機的轉子葉片的攻角是可調節的。本發明尤其涉及用于調整風力渦輪機的轉子葉片的槳距角的致動器(Stellantrieb)，該致動器具有包括兩個能夠相對彼此旋轉的軸承環的大型滾動軸承以及用于使兩個軸承環相對彼此旋轉的調節致動器(Stellaktor)。

背景技術

在現代風力渦輪機中，所有轉子葉片都安裝在轉子輪轂上，使得它們可以圍繞轉子葉片的縱軸旋轉，從而可以根據風速來改變轉子葉片的攻角(Anstellwinkel)。在此，一方面可以電動地調節槳距角(即，圍繞轉子葉片縱軸的攻角)，其中在槳距的電動調整的情況下，電動馬達、齒輪和齒圈安裝在滾動軸承上。由電動馬達驅動的小齒輪與齒圈嚙合，以便以此方式使兩個軸承環相對彼此旋轉并由此調節槳距角。

另一方面，已知的是液壓地調整槳距角(Pitchwinkel)。在此，設置有一個或兩個液壓缸，它們支撐在輪轂上或與輪轂連接的軸承環上，其中活塞桿偏心地鉸接在通過第二軸承環與轉子葉片連接的盤上，從而通過活塞桿的縮回和伸出實現兩個軸承環的旋轉并由此實現槳距角的調節。

由于這種用于調節槳距角的致動器通常長時間保持在相同的位置且將轉子葉片保持在曾經調節的槳距角上，因此這些致動器存在特殊要求。例如，由于小齒輪通常相對于齒圈長時間不運動且無法分配潤滑劑，因此上述的電動槳距調整存在潤滑問題。

在所述的槳距的液壓調整中，由于液壓缸的杠桿臂或其活塞桿隨樞轉角度而變化，因此產生的調節扭矩通常不是恒定的。另一方面，由于活塞區域和活塞桿區域具有不同的尺寸，因此在這種液壓缸中的氣缸力取決于方向。在這方面，已經考慮了相應地控制液壓壓力以補償不同的致動力，但這非常復雜。

發明內容

本發明的目的在于，針對這種風力渦輪機的轉子葉片的槳距角創建一種改進的風力渦輪機和一種改進的致動器，其避免了現有技術的缺點并以有利的方式進一步發展了現有技術。特別地，應創建一種用于槳距角的緊湊且低維護的致動器，其可以實現與方向無關的大小相同的恒定的致動扭矩，而為此無需復雜的壓力控制。

根據本發明，所述目的通過根據權利要求1的致動器和根據權利要求12的風力渦輪機實現。本發明的優選實施例是從屬權利要求的主題。

因此，提出將致動器集成到大型滾動軸承中，并將致動器的活塞放置到軸承環中的一者的內部，以便可以在圓弧形路徑上調整活塞，并從而無需更換杠桿臂。根據本發明，致動器包括環形通道缸和至少一個活塞，環形通道缸形成在兩個軸承環中的一個軸承環中，至少一個活塞可滑動地容納在環形通道缸中并以傳動的方式連接到兩個軸承環中的另一軸承環。如果環形通道缸中的活塞受到壓力介質作用，則活塞在一個軸承環的環形通道缸中移動，并通過所述的傳動式連接帶動另一軸承環，從而使兩個軸承環旋轉并由此調整槳距角。在此，不僅活塞的杠桿臂以及由此產生的扭矩保持恒定，而且活塞在相對兩側也可以具有相同大小的活塞表面，從而無論方向如何，都會產生相同的致動力，并由此產生相同的調整扭矩。

有利地，可以設置多個活塞，且每個活塞都容納在環形通道缸中，其中，多個活塞可以分別與另一軸承環以傳動的方式連接。通過這樣的多個活塞，可以以相對較小的活塞直徑產生相對較高的致動力。

為了特別緊湊地制造，可以將多個活塞容納在相同的環形通道缸中或公共的環形通道缸的不同分段中。為此，環形通道缸的分段可以通過分隔壁彼此分隔開，從而可以將使活塞運動的壓力支撐在分隔壁上。