CN104481821A - 一种风电机组的传动结构及风电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传动结构，尤其是一种风电机组的传动结构，属于风力发电设备技术领域；所述风电机组的传动结构包括中心轴、轮毂和主齿轮箱，所述轮毂可旋转设置于中心轴上，所述主齿轮箱位于中心轴的一端，且轮毂的主齿轮箱所在侧与主齿轮箱的输入端配合连接；本发明的风电机组的传动结构，采用不同于现有风电机组的无主轴传动结构设计，使得传动装置的长度进一步缩短，有利于实现机舱体积的小型化，同时能够降低整个传动装置的重量，特别是在大型机组设计时避免了机组重量的增加，另外支撑轮毂的轴承受力情况较好，有利于降低轴承设计难度。

Description

一种风电机组的传动结构及风电机组

技术领域

本发明涉及一种传动结构，尤其是一种风电机组的传动结构，属于风力发电设备技术领域。

背景技术

传统的双馈型风机传动装置布局一般为：主轴一端通过法兰或锁紧盘与主齿轮箱相连，主轴另一端与前端轮毂相连，而主齿轮箱的输出轴通过联轴器与发电机相连，并通过主轴轴承支撑整个传动装置。

传动装置作为风力发电机组的重要组成部件，主要用于传递来自风轮的扭矩，带动发电机运转，同时主轴轴承支撑承载来自轮毂和各个大型零部件的各种载荷。传统的传动装置根据支撑方式可分为两种：（2）单点支撑，即在传动链上布置一个面对面或背对背的双列圆锥主轴轴承，此种布置可以缩短传动链长度，且改善齿轮箱受力情况，但大直径双列圆锥轴承价格昂贵且制造困难，造成机组设计选型困难和成本上升；（2）两点支撑，即在传动链上布置两个主轴轴承，此时的主齿轮箱只承受扭矩作用，齿轮箱受力相对较好，但是传动链相对较长；（3）三点支撑，即在传动链上布置1个主轴轴承，此种布置成本相对较低，但主齿轮箱前轴承承受扭矩和径向载荷，齿轮箱故障率相对较高。

因此，在设计大功率的风力发电机组时，如果仍采用传统的传动装置布置形式，会带来以下几个问题：（1）传动装置的长度会较长，即机舱的体积会较大，这给机舱罩壳的设计带来一定程度的挑战；（2）因传动装置有主轴的存在，使得整个传动装置的重量较大；（3）因主轴轴承布置在轮毂和齿轮箱之间，加上各部件增大增重，会使得主轴轴承承载较大，故选用的主轴轴承也会相应增大。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种新型的风力发电机组传动结构，以替代传统的通过主轴连接主齿轮箱的方案，达到传动结构小型化、轻量化，并且承载能力好目的。

本发明采用的技术方案如下：

一种风电机组的传动结构，包括中心轴、轮毂和主齿轮箱，所述轮毂可旋转设置于中心轴上，所述主齿轮箱位于中心轴的一端，且轮毂的主齿轮箱所在侧与主齿轮箱的输入端配合连接。本发明的风电机组的传动结构，与现有风电机组传动结构最主要区别在于：采用中心轴固定设计，轮毂可旋转设置于中心轴上，轮毂与主齿轮箱的输入端直接相连接进行驱动，且传动的连接部与主齿轮箱在轮毂的同侧。相比于传统的风电机组传动链结构，本发明由于取消了主轴，传动装置的长度进一步缩短，能够实现机舱的体积的小型化，同时能够降低整个传动装置的重量，特别是在大型机组设计时避免了机组重量的增加。

所述中心轴为中空结构，所述主齿轮箱的输出轴设置于中心轴内，或进一步的沿轴向穿过中心轴，使得传动装置能进一步缩小体积，有利于机舱整体体积的进一步缩小。

所述输出轴端部与发电机连接，所述主齿轮箱和发电机分列于中心轴的两端。主齿轮箱和发电机分列于中心轴的两端有利于整个机舱重量的平衡，保证***安装的稳定性，输出轴与发电机间通过联轴器进行连接。

所述轮毂与主齿轮箱的输入端固定连接。轮毂与主齿轮箱输入端的配合方式可以采用所有的常规形式，为了提高***的稳定性，轮毂与主齿轮箱的输入端采用法兰盘或锁紧盘进行固定连接。所述主齿轮箱可采用常规或者差动多级周转轮结构设计，轮毂与主齿轮箱轮系的内齿圈固定连接，主齿轮箱轮系的行星架与中间轴固定连接。

所述主齿轮箱固定设置于中心轴端部，优选通过螺栓连接。

所述中心轴固定设置于风机机架上，优选通过螺栓连接。

通过主齿轮箱与中心轴的固定连接，中心轴和风机机架的固定连接，形成一个具有可靠支撑结构的整体，从而使得中心轴也成为机舱架体的一部分。

所述轮毂通过轴承可旋转套设于中心轴上。

所述轮毂通过两个轴承可旋转套设于中心轴上，两轴承分别位于轮毂的两端，使得所述轮毂重心位于中心轴两个支撑轴承的中部，有利于改善轴承受力，降低轴承要求，特别利于大型机组的减重设计和轴承选型。

一种采用所述风电机组传动结构的风电机组。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的风电机组的传动结构，采用不同于现有风电机组的无主轴传动结构设计，使得传动装置的长度进一步缩短，有利于实现机舱体积的小型化，同时能够降低整个传动装置的重量，特别是在大型机组设计时避免了机组重量的增加，支撑轮毂的轴承受力情况较好，有利于降低轴承设计难度。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的剖面结构示意图。

图中标记：1-中心轴、2-轮毂、3-主齿轮箱、4-输出轴、5-发电机、6-风机机架、7-轴承。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例

本发明风电机组的传动结构，其结构如图1所示，包括中心轴1、轮毂2和主齿轮箱3，所述中心轴1固定设置于风机机架6上，所述轮毂2通过两个轴承7可旋转设置于中心轴1上，所述主齿轮箱3位于中心轴1的一端，主齿轮箱3通过螺栓固定于中心轴1端部，且轮毂2的主齿轮箱3所在侧与主齿轮箱3的输入端配合连接；所述中心轴1为中空的筒状结构，主齿轮箱3的输出轴4设置于中心轴1内并沿中心轴1的轴向布置，输出轴4的端部通过联轴器与发电机5连接，使得所述主齿轮箱3和发电机5分列于中心轴1的两端。

所述轮毂2与主齿轮箱3的输入端固定连接，轮毂2与主齿轮箱3的输入端采用法兰盘进行固定连接，本实施例中主齿轮箱3采用差动周转轮结构设计，轮毂2与主齿轮箱3的内齿圈通过法兰和螺栓连接，主齿轮箱3的行星架与中心轴1固定连接。主齿轮箱3的具体设计可以根据机组的规格为依据进行。

一种风电机组，包含所述的风电机组的传动结构，还包含所述偏航***，变桨***和控制***等其他必要的***，组成完整的风电机组整体。

本发明的风电机组的传动结构，采用不同于现有风电机组的主轴传动设计，创造性的采用轮毂旋转并与主齿轮箱直接连接传动的结构设计，使得传动装置的长度进一步缩短，这种结构有利于实现机舱体积的小型化，由于主轴的取消同时还能够降低整个传动装置的重量，特别是在大型机组设计时避免了机组重量的增加，另外由于轴承直接设置于轮毂内，改善了轴承的受力，使得还具有轴承小且轴承承载能力好的优点。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种风电机组的传动结构，其特征在于：包括中心轴（1）、轮毂（2）和主齿轮箱（3），所述轮毂（2）可旋转设置于中心轴（1）上，所述主齿轮箱（3）位于中心轴（1）的一端，且轮毂（2）的主齿轮箱（3）所在侧与主齿轮箱（3）的输入端配合连接。

2.如权利要求1所述的风电机组的传动结构，其特征在于：所述中心轴（1）为中空结构，所述主齿轮箱（3）的输出轴（4）设置于中心轴（1）内。

3.如权利要求2所述的风电机组的传动结构，其特征在于：所述输出轴（4）端部与发电机（5）连接。

4.如权利要求3所述的风电机组的传动结构，其特征在于：所述主齿轮箱（3）和发电机（5）分列于中心轴（1）的两端。

5.如权利要求1所述的风电机组的传动结构，其特征在于：所述轮毂（2）与主齿轮箱（3）的输入端固定连接。

6.如权利要求1所述的风电机组的传动结构，其特征在于：所述主齿轮箱（3）固定设置于中心轴（1）端部。

7.如权利要求1至6任一项所述的风电机组的传动结构，其特征在于：所述中心轴（1）固定设置于风机机架（6）上。

8.如权利要求1所述的风电机组的传动结构，其特征在于：所述轮毂（2）通过轴承（7）可旋转套设于中心轴（1）上。

9.如权利要求8所述的风电机组的传动结构，其特征在于：所述轮毂（2）通过两个轴承（7）可旋转套设于中心轴（1）上，两轴承（7）分别位于轮毂（2）的两端。

10.一种风电机组，其特征在于：采用如权利要求1至9任一项所述的风电机组的传动结构。