[發明專利]一種基于行星齒輪的輪轂雙葉輪反向旋轉的風電機組

在審

• 申請號: 202111544696.0
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114109710A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 宋斌;胡書舉;馮帥;孟巖峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: F03D1/02
• 分類號: F03D1/02;F03D9/25;F03D15/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 金怡

1.一種基于行星齒輪的輪轂雙葉輪反向旋轉的風電機組，其特征在于，包括：塔架、輪轂、前葉輪、后葉輪、傳動系統、機艙；其中，前葉輪、后葉輪在輪轂上呈前、后布置，前、后葉輪上的葉片數量相同或者不同，前葉輪直徑不超過后葉輪直徑；前后葉輪獨立旋轉，旋轉方向相反；

前葉輪主軸和后葉輪主軸為同軸心布局，前葉輪主軸穿過機組輪轂并套在后葉輪主軸中間，輪轂前、后端各有一個軸承安裝孔，前葉輪軸承安裝在輪轂內部；后葉輪軸承通過軸承座安裝在機艙內部；

前、后葉輪主軸與雙輸入行星輪系進行連接，該行星輪系中行星架部件和內齒圈軸部件為動力輸入部件；前葉輪主軸與行星架部件進行連接，后葉輪主軸與內齒圈軸部件進行連接，雙輸入行星輪系后面通過傳動系統連接到發電機。

2.根據權利要求1所述的一種基于行星齒輪的輪轂雙葉輪反向旋轉的風電機組，其特征在于：在風速作用下，前、后葉輪分別帶動雙輸入行星輪系中行星架和內齒圈軸部件進行旋轉，行星輪系中太陽輪為動力輸出部件；前、后葉輪動力經雙輸入行星輪系合成后，通過太陽輪軸輸出至發電機中。

3.根據權利要求1所述的一種基于行星齒輪的輪轂雙葉輪反向旋轉的風電機組，其特征在于：雙輸入行星輪系為一級增速系統，包括：行星架、內齒圈軸、內齒圈、行星輪、太陽輪；其中，內齒圈軸與行星架分別為該行星輪系的動力輸入部件，太陽輪為動力輸出部件；機組前葉輪主軸與行星架連接，前葉輪動力傳遞至行星輪上；后葉輪主軸與內齒圈軸連接，后葉輪動力傳遞至內齒圈；在風速作用下，前、后葉輪反向獨立旋轉，并分別帶動行星架和內齒圈軸進行旋轉。

4.根據權利要求3所述的一種基于行星齒輪的輪轂雙葉輪反向旋轉的風電機組，其特征在于：

機艙中傳動系統設置為不同的結構形式，分別形成輪轂雙葉輪反向旋轉的半直驅型風電機組，或輪轂雙葉輪反向旋轉的雙饋型風電機組。

5.根據權利要求4所述的一種基于行星齒輪的輪轂雙葉輪反向旋轉的風電機組，其特征在于：所述輪轂雙葉輪反向旋轉的半直驅型風電機組，其中，前、后葉輪動力經過雙輸入行星輪系合成后，通過太陽輪軸輸出至發電機中。

6.根據權利要求4所述的一種基于行星齒輪的輪轂雙葉輪反向旋轉的風電機組，其特征在于：所述輪轂雙葉輪反向旋轉的雙饋型風電機組，傳動系統為三級齒輪增速傳動系統，具體采用兩種結構型式，即：

(1)采用一級雙動力輸入行星輪系齒輪箱+二級單動力輸入齒輪箱結構型式；

(2)采用單臺三級齒輪箱結構型式，其中第一級傳動形式為雙動力輸入行星輪系；

發電機采用雙饋異步式發電機。

7.按照權利要求5所述的一種基于行星齒輪的輪轂雙葉輪反向旋轉的風電機組，其特征在于：

當機組運行在額定風速以下時，基于合成功率-合成轉速最佳運行曲線進行電磁轉矩給定，并反饋至太陽輪軸上，當機組運行在額定風速或額定風速以上時，前葉輪采用失速調節或變槳距調節控制，后葉輪采用變槳距調節控制使機組功率值保持在額定功率值附近預定范圍。