CN103953688B - 一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱及其方法 - Google Patents

一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱及其方法，该增速箱包括主轴、中心齿轮、第二分流齿轮、第一分流齿轮、第二电磁离合器、第一电磁离合器、速比为i1的增速齿轮组、速比为i2的增速齿轮组；主轴与中心齿轮连为一体，中心齿轮与第一分流齿轮和第二分流齿轮同时相啮合，组成齿轮副；第一分流齿轮依次通过第一电磁离合器与速比为i1的增速齿轮组相连；速比为i1的增速齿轮组通过连轴器与第一发电机组相连；第二分流齿轮依次通过第二电磁离合器与速比为i2的增速齿轮组相连；速比为i2的增速齿轮组通过连轴器与第二发电机组相连。本发明可配备定速发电机实现不同风速时的发电要求，具有结构简单等优点。

Description

一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱及其方法
技术领域
本发明涉及一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱及其方法。
背景技术
小型风力发电装置广泛使用在多风的海岛和偏僻的乡村，另外石油天然气输送管线沿途设立有很多检测站，地处偏远山区，供电困难，多采用小型风力发电装置提供电能。目前国内小功率风力发电装置多采用单速比的风电增速箱来带动发电机发电，在风速小情况下，增速后转速没有达到发电转速；在风速太大时，增速后发电转速超过了发电机允许转速。因此采用单速比的风电增速装置，对风速要求高，发电率低。因此需要一种能够实现双速比进行切换的增速齿轮箱来适应不同风速的发电要求，从而有效地提高发电效率，为偏远地区提供一种高效、稳定的电能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱及其方法。它能适应不同风速的发电要求，从而有效地提高发电效率，为偏远地区提供一种高效、稳定的电能。
本发明采取的技术方案为：
一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱，其特征在于：
包括主轴、中心齿轮、第二分流齿轮、第一分流齿轮、第二电磁离合器、第一电磁离合器、速比为i1的增速齿轮组、速比为i2的增速齿轮组；
主轴与中心齿轮连为一体，中心齿轮与第一分流齿轮和第二分流齿轮同时相啮合，组成齿轮副，将来自主轴的功率分流；
第一分流齿轮依次通过第一电磁离合器与速比为i1的增速齿轮组相连，通过调节第一电磁离合器的通断，接通或分离第一分流齿轮和速比为i1的增速齿轮组；速比为i1的增速齿轮组通过连轴器与第一发电机组相连。
第二分流齿轮依次通过第二电磁离合器与速比为i2的增速齿轮组相连，通过调节第二电磁离合器的通断，接通或分离第二分流齿轮和速比为i2的增速齿轮组；速比为i2的增速齿轮组通过连轴器与第二发电机组相连。
所述的一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱实现发电的具体实施方法为：
来自风力叶片的传动先经过主轴轴承座、联轴器和主轴传递到中心齿轮上，再由第二分流齿轮和第一分流齿轮进行分流后，控制***根据风力叶片的转速n0大小，选择接合第二电磁离合器或第一电磁离合器，另外一个电磁离合器脱开；
如第一电磁离合器接通，第二电磁离合器脱开后，风力叶片的转速n0通过第一电磁离合器传入速比i1增速齿轮组，经过速比i1将转速n0增速到n0*i1,该转速位于n1～n2之间，传递到第一发电机组，其中发电转速为n1～n2，将机械能转换为电能；
同理，当第二电磁离合器接通，第一电磁离合器脱开后，风力叶片的转速n0通过第二电磁离合器传入速比i2增速齿轮组，经过速比i2将转速n0增速到n0*i2,该转速位于n3～n4之间，传递到第二发电机组，其中发电转速n3～n4，将机械能转换为电能。
本发明的技术效果为：
本发明可配备定速发电机实现不同风速时的发电要求，具有结构简单等优点。
来自风力叶片的转速n0由第二分流齿轮和第一分流齿轮分流后，为现有技术的控制***根据风力叶片的转速n0大小，选择接合第二电磁离合器和第一电磁离合器中的一个，而另外一个脱开，以实现不同增速速比之间的切换。当电磁离合器接通后，风力叶片的转速n0通过电磁离合器传入速比i1增速齿轮组或速比i2增速齿轮组，经过将输入转速n0增速到合适的发电转速后，传递到发电机组进行发电，从而将机械能转换为电能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记为：
1—风力叶片，2—主轴轴承座，3—主轴，4—第二分流齿轮，5—第二电磁离合器，6—速比i2增速齿轮组，7—第二发电机组，8—第一发电机组，9—速比i1增速齿轮组，10—第一电磁离合器，11—第一分流齿轮，12—中心齿轮，13—联轴器。
具体实施方式
本发明属于机械传动技术领域，特别适用于小功率风力发电***。
实施例1
参见图1，本发明涉及的一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱的具体结构为：
包括主轴3、中心齿轮12、第二分流齿轮4、第一分流齿轮11、第二电磁离合器5、第一电磁离合器10、速比为i1的增速齿轮组9、速比为i2的增速齿轮组6；其中主轴3与中心齿轮12连为一体，中心齿轮12与第一分流齿轮11和第二分流齿轮4同时相啮合，组成齿轮副，将来自主轴的功率分流。
第一分流齿轮11依次通过第一电磁离合器10与速比为i1的增速齿轮组相连9，通过调节第一电磁离合器10的通断，接通或分离第一分流齿轮11和速比为i1的增速齿轮组9。速比为i1的增速齿轮组9通过连轴器与第一发电机组8相连。
第二分流齿轮4依次通过第二电磁离合器5与速比为i2的增速齿轮组6相连，通过调节第二电磁离合器5的通断，接通或分离第二分流齿轮4和速比为i2的增速齿轮组6。速比为i2的增速齿轮组6通过连轴器与第二发电机组7相连。
本发明的具体实施方法为：
来自风力叶片1的传动先经过主轴轴承座2、联轴器13和主轴3传递到中心齿轮12上，再由第二分流齿轮4和第一分流齿轮11进行分流后，控制***（本增速器外的辅助设备，属于公知技术这里就不做详细描述）根据风力叶片1的转速n0大小，选择接合第二电磁离合器5或第一电磁离合器10，另外一个电磁离合器脱开。
如第一电磁离合器10接通，第二电磁离合器5脱开后，风力叶片1的转速n0通过第一电磁离合器10传入速比i1增速齿轮组9，经过速比i1将转速n0增速到n0*i1,该转速位于n1～n2之间，传递到第一发电机组8（发电转速n1～n2），将机械能转换为电能。
同理，当第二电磁离合器5接通，第一电磁离合器10脱开后，风力叶片1的转速n0通过第二电磁离合器5传入速比i2增速齿轮组6，经过速比i2将转速n0增速到n0*i2,该转速位于n3～n4之间，传递到第二发电机组7（发电转速n3～n4），将机械能转换为电能。
实施列2：
根据实施列1的方法，为了更清楚的表达。实施列2以具体数值对实施方法进行描述：
已知条件：（1）增速齿轮组9速比i1=50；
（2）增速齿轮组6速比i2=30；
（3）第一发电机组8的发电转速范围为n1～n2为500～1500转每分；
（4）第二发电机组7的发电转速范围为n3～n4为900～3000转每分；
（5）风力叶片1的转速10<n0<30转每分时，选择接通第一电磁离合器10；
（6）风力叶片1的转速30≤n0<100转每分时，选择接通第二电磁离合器5；
如此刻风力叶片1的转速n0=20转每分时，选择接通第一电磁离合器10，第二电磁离合器5脱开后，风力叶片1的转速n0=15转每分，通过第一电磁离合器10传入速比i1增速齿轮组9，经过速比i1=50将转速n0增速到750转每分（750=50x15）,符合第一发电机组8的发电转速范围为n1～n2为500～1500转每分（500<750<1500）,将机械能转换为电能。
如此刻风力叶片1的转速n0=40转每分时，第二电磁离合器5接通，第一电磁离合器10脱开后，风力叶片1的转速n0=40转每分，通过第二电磁离合器5传入速比i2增速齿轮组6，经过速比i2=30将转速n0增速到1200转每分（1200=40x30），符合第二发电机组7的发电转速范围为n3～n4为900～3000转每分（900<1200<3000）,将机械能转换为电能。
采用此方法可将风速10<n0<100的情况，全部纳入风力发电的范围，效率显著提高。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (1)

1.一种采用双速比传动的小功率风力发电增速箱实现发电的方法，其特征是：具体实施方法为：
来自风力叶片（1）的传动先经过主轴轴承座（2）、联轴器（13）和主轴（3）传递到中心齿轮（12）上，再由第二分流齿轮（4）和第一分流齿轮（11）进行分流后，控制***根据风力叶片（1）的转速n0大小，选择接合第二电磁离合器（5）或第一电磁离合器（10），另外一个电磁离合器脱开；
如第一电磁离合器（10）接通，第二电磁离合器（5）脱开后，风力叶片（1）的转速n0通过第一电磁离合器（10）传入速比i1增速齿轮组（9），经过速比i1将转速n0增速到n0*i1，该转速位于n1～n2之间，传递到第一发电机组（8），其中发电转速为n1～n2，将机械能转换为电能；其中，i1=50，n1～n2为500～1500转每分；
同理，当第二电磁离合器（5）接通，第一电磁离合器（10）脱开后，风力叶片（1）的转速n0通过第二电磁离合器（5）传入速比i2增速齿轮组（6），经过速比i2将转速n0增速到n0*i2，该转速位于n3～n4之间，传递到第二发电机组（7），其中发电转速n3～n4，将机械能转换为电能；其中，i2=30；n3～n4为900～3000转每分；
该方法采用双速比传动的小功率风力发电增速箱包括主轴（3）、中心齿轮（12）、第二分流齿轮（4）、第一分流齿轮（11）、第二电磁离合器（5）、第一电磁离合器（10）、速比为i1的增速齿轮组（9）、速比为i2的增速齿轮组（6）；
主轴（3）与中心齿轮（12）连为一体，中心齿轮（12）与第一分流齿轮（11）和第二分流齿轮（4）同时相啮合，组成齿轮副，将来自主轴的功率分流；
第一分流齿轮（11）依次通过第一电磁离合器（10）与速比为i1的增速齿轮组相连（9），通过调节第一电磁离合器（10）的通断，接通或分离第一分流齿轮（11）和速比为i1的增速齿轮组（9）；速比为i1的增速齿轮组（9）通过连轴器与第一发电机组（8）相连；
第二分流齿轮（4）依次通过第二电磁离合器（5）与速比为i2的增速齿轮组（6）相连，通过调节第二电磁离合器（5）的通断，接通或分离第二分流齿轮（4）和速比为i2的增速齿轮组（6）；速比为i2的增速齿轮组（6）通过连轴器与第二发电机组（7）相连。
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