CN203420840U - 风力发电机组及其主传动链 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于风力发电机组的主传动链，所述主传动链包括齿轮箱和发电机，所述齿轮箱的输出端与所述发电机的输入端连接，所述主传动链还包括设置在所述齿轮箱的输出端与所述发电机的输入端之间的离合器，以在所述齿轮箱和所述发电机之间传递动力。本实用新型所提供的主传动链，齿轮箱和发电机之间所能够传递的最大扭矩值受到离合器的限制，能够防止齿轮箱或发电机的损坏，进而提供主传动链的使用寿命，并且本实用新型所采用的离合器结构简单，体积较小，安装方便。

Description

风力发电机组及其主传动链

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体地说，本实用新型涉及一种风力发电机组以及该风力发电机组的主传动链。

背景技术

一般而言，风力发电机组的主传动链主要用于传递动力。主传动链包括齿轮箱、发电机、将风力发电机的轮毂与齿轮箱的输入端连接的主轴以及在齿轮箱和发电机之间传递动力的联轴器，即，联轴器固定地连接在齿轮箱的输出端与发电机的输入端之间。

当齿轮箱所传递的扭矩超过发电机所能够接收的最大扭矩时，联轴器将该扭矩完全地传递至发电机，将可能会导致发电机内的某些部分损坏。此外，当风力发电机组存在短路时，发电机有可能将过大的短路扭矩完全地传递至齿轮箱，而导致齿轮箱内的部件损坏。

现有的主传动链不能够有效地对齿轮箱和发电机之间传递的扭矩进行限制。因此，需要提供一种新型的主传动链，以避免扭矩过大时对齿轮箱、发电机或其他部件造成的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种主传动链，所述主传动链能够对所传递的扭矩进行限制，以避免主传动链内的装置损坏。此外，本实用新型的另一目的在于提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括上述主传动链。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于风力发电机组的主传动链，所述主传动链包括齿轮箱和发电机，所述齿轮箱的输出端与所述发电机的输入端连接，所述主传动链还包括设置在所述齿轮箱的输出端与所述发电机的输入端之间的离合器，以在所述齿轮箱和所述发电机之间传递动力。

优选地，所述离合器为摩擦离合器。

优选地，所述齿轮箱包括行星齿轮传动***，所述行星齿轮传动***的输出端为输出太阳轮，所述发电机的输入端为转轴。

优选地，所述摩擦离合器包括摩擦片组件以及沿周向设置的多个弹簧，所述摩擦片组件包括在所述多个弹簧的挤压下相互贴合的多个内摩擦片和多个外摩擦片，所述多个内摩擦片与所述齿轮箱的输出太阳轮接合，所述多个外摩擦片与所述发电机的转轴接合。

优选地，所述多个内摩擦片和所述多个外摩擦片彼此交替地设置。

优选地，所述主传动链还包括与所述转轴固定连接的连接件，所述多个外摩擦片通过所述连接件而接合到所述转轴。

优选地，所述摩擦离合器还包括设置在所述摩擦片组件和所述连接件之间的支撑件，以支撑所述多个弹簧。

优选地，在所述支撑件的靠近所述连接件的一侧设置有用于安装所述多个弹簧的多个凹槽，以使弹簧的一端抵触在凹槽内，而另一端抵触在所述连接件上，且所述支撑件的靠近所述摩擦片组件的一侧通过所述多个弹簧抵触在所述摩擦片组件上，以使所述支撑件与所述连接件一起旋转。

优选地，所述支撑件还具有与所述输出太阳轮的端面之间存在轴向间隙的阻挡部，以防止所述输出太阳轮轴向运动。

优选地，每个内摩擦片与所述太阳轮之间均啮合，每个外摩擦片与所述连接件之间均啮合。

此外，本实用新型还提供了一种风力发电机组，包括上述主传动链。

通过本实用新型所提供的主传动链，在齿轮箱的输出端和发电机的输入端之间设置有离合器。当齿轮箱的输出端与发电机的输入端之间所传递的扭矩不超过离合器的最大扭矩值时，则能够通过离合器而完全地传递扭矩。当齿轮箱的输出端与发电机的输入端之间所传递的扭矩超过离合器的最大扭矩值时，则离合器在两者之间传递扭矩时会发生打滑现象，并且所传递的扭矩为自身所能够传递的最大扭矩值，从而对齿轮箱和发电机之间所传递的扭矩值起到一定的限制作用，避免过大的扭矩被传递至齿轮箱或发电机，防止齿轮箱或发电机的损坏，进而提供主传动链的可靠性和使用寿命。此外，本实用新型所采用的离合器结构简单，体积较小，安装方便，不会显著增大主传动链的重量和所占用的空间。

此外，本实用新型所提供的风力发电机组具有与上述主传动链相同的优点，在此不再赘述。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的主传动链的结构示意图；

图2是图1所示的部分A的放大示图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好的理解本实用新型，下面通过结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述，其中，相同的标号始终表示相同部件。

图1是根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的主传动链的结构示意图；图2是图1所示的部分A的放大示图。

参照图1和图2，根据本实用新型的实施例，提供了一种风力发电机组的主传动链。所述主传动链包括齿轮箱、发电机和离合器。齿轮箱的输入端通过风力发电机组的主轴与风力发电机组的轮毂连接。齿轮箱的输出端通过离合器与发电机的输入端连接，即，通过离合器进行动力传动。

齿轮箱可包括行星齿轮传动***，具体地，该行星齿轮传动***可以为两级行星齿轮传动***，输入端可以为第一级行星架1，输出端可以为输出太阳轮6。如图1所示，动力依次经过第一行星架1、第一行星轮2、第一太阳轮3、第二级行星架4和第二级行星轮5而传递到太阳轮6。当然，该齿轮箱并不限于以上形式，还可以具有其他形式的传动机构。

发电机的输入端可以为转轴9，这样，太阳轮6便可通过离合器7将扭矩传递至转轴9，在该转轴9的***安装有磁体11。此外，各级太阳轮和转轴9均可安装在同一个中心轴10上，并绕中心轴10旋转。

本实用新型所提供的离合器的具体形式较多，其中一种简单可靠的形式可以为摩擦离合器7。此外，该离合器也可以为其他形式的摩擦离合器，只要能够在齿轮箱和发电机之间传递扭矩，并且安装方便即可。

具体地，如图2所示，摩擦离合器7包括周向分布的多个弹簧701以及摩擦片组件，摩擦片组件包括在弹簧701的作用下能够相互贴合的内摩擦片703和外摩擦片702，也就是说，弹簧701对摩擦片组件施加压力，使得内摩擦片703和外摩擦片702彼此压合，以利用两者之间的摩擦力传递扭矩。内摩擦片703可与太阳轮6接合，从而与太阳轮6一起旋转。外摩擦片702可与转轴9接合，从而与转轴9一起旋转。需要说明的是，内摩擦片703与太阳轮6一起旋转以及外摩擦片702与转轴9一起旋转指的是同时且同步的旋转，并不存在任何的相对转动。

所述多个弹簧701可以周向地均匀分布，以便对摩擦片组件的作用力大体均匀。

摩擦离合器7所能够传递的最大扭矩值由弹簧701的压缩程度决定。弹簧701的压缩量越大，最大扭矩值越大。在本实用新型中，摩擦离合器7的最大扭矩值应该小于齿轮箱和发电机所能够承受的最大扭矩值，以起到保护齿轮箱和发电机内部元件的作用。

摩擦片组件可以包括多个内摩擦片703和多个外摩擦片702，且所述多个内摩擦片703和所述多个外摩擦片702最好交替地设置，以便增大摩擦面积，更好地传递扭矩。例如，在摩擦片组件的最外端的两个摩擦片可以为外摩擦片702，如图2所示，在这两个外摩擦片702之间交替地设置其他的外摩擦片702和内摩擦片703。当然，摩擦片组件也可以具有其他的排列形式，例如，可以存在两个或更多个内摩擦片或者外摩擦片接触的情况，只要能够可靠地传递扭矩即可。

本实用新型所提供的主传动链还可包括与发电机的转轴9固定连接的连接件8，如图2所示，以方便地将外摩擦片702接合到转轴9，从而将扭矩从外摩擦片702传递到转轴9。

具体地，连接件8与转轴9之间可以通过紧固件13固定连接。连接件8还可包括竖直设置并位于摩擦片组件的左侧的限位部801，在弹簧701的作用下该限位部801与摩擦片组件中的最左端的外摩擦片702贴合，防止摩擦片组件沿轴向向左运动。在连接件8上还设置有轴向的接合键802，即，该连接件8可大体上类似于与发电机的转轴9固定的内齿圈。外摩擦片702的外周可形成有与该接合键802啮合的键，即，该外摩擦片702可大体上类似于与上述内齿圈啮合的外齿圈。同样的，对于内摩擦片703与太阳轮6之间的接合，也可以在内摩擦片703的内周形成与太阳轮6啮合的键，即，该内摩擦片703可大体上与内齿圈类似。

本实用新型所提供的主传动链还可包括设置在摩擦片组件和连接件8之间的支撑件12，用于支撑所述多个弹簧701。

具体地，支撑件12可以呈环状。可以在支撑件12的靠近连接件8的一侧处设置凹槽123，而弹簧701可以安装在该凹槽123中，这样，弹簧701的一端抵触在连接件8上，另一端抵触在凹槽123中，并通过该支撑件12对摩擦片组件施加压力。支撑件12的靠近摩擦片组件的一侧可以在弹簧701的作用下而抵触在外摩擦片702上。因此，外摩擦片702、支撑件12、连接件8和弹簧701可以一起旋转。

支撑件12的横向长度可小于摩擦片组件的最右侧的外摩擦片702与连接件8之间的轴向距离，从而在支撑件12的右侧面与连接件8之间存在轴向间隙D。该轴向间隙D不能过大，以避免弹簧701非预期的上下偏斜。

支撑件12的抵触在外摩擦片702上的部分可以称为抵触部121，如图2所述。该抵触部121可从支撑件12的主体部分沿轴向朝向摩擦片组件突出，例如，大体地呈台阶状，并大体上位于连接件8与太阳轮6之间。为了避免该抵触部121对连接件8或者太阳轮6的转动产生干涉，抵触部121的位于连接件8与太阳轮6之间的部分的上下侧最好不要与连接件8和太阳轮6接触，即，在抵触部121的上下两侧均预留处一定的间隙。需要说明的是，虽然抵触部121的上下侧均不会与连接件8和太阳轮6接触，但支撑件12在弹簧701的压力作用下能够可靠的抵触在摩擦片组件上，而不会发生倾斜。

为了防止太阳轮6轴向运动，支撑件12的侧面122可以接触到太阳轮6的端面601。该侧面122竖直地形成，且与端面601的接触面积也不能太小，以可靠地防止太阳轮6轴向运动。在正常状态下，侧面122与端面601之间优选地存在一定的轴向间隙，以避免干涉抵触部121与摩擦片组件之间的相互作用。当然，该轴向间隙不能过大，即，允许太阳轮6存在微小的轴向运动，但该运动的幅度不能太大。

通过本实用新型所提供的主传动链，当发电机用于发电时，扭矩通过上述离合器从齿轮箱被传递至发电机。在所传递的扭矩小于离合器所能够传递的最大扭矩值时，则该离合器能够将扭矩从齿轮箱的太阳轮6完全地传递至发电机的转轴9。当所传递的扭矩超过离合器所能够传递的最大扭矩值时，因为离合器的摩擦片之间的摩擦力有限，使得离合器会发生打滑现象，因而会将自身所能够传递的最大扭矩传递至发电机的转轴9，从而对齿轮箱和发电机之间所传递的扭矩值起到一定的限制作用，避免过大的扭矩被传递至发电机，防止损坏发电机的内部零件。当发电机作为电动机时，扭矩从发电机被传递至齿轮箱，这种情况与上述情况类似，在两者之间所能够传递的扭矩值均为离合器的最大扭矩值。因此，通过本实用新型所提供的离合器，当发电机发生短路时，能够可靠地防止过大的扭矩被传递至齿轮箱，避免损坏齿轮箱内部的零件，从而显著提高主传动链的可靠性和使用寿命。

此外，本实用新型所采用的离合器内置于主传动链的内部，且结构简单，体积较小，安装方便，不会显著增大主传动链的重量和所占用的空间。

以上对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了本实用新型的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于风力发电机组的主传动链，所述主传动链包括齿轮箱和发电机，所述齿轮箱的输出端与所述发电机的输入端连接，其特征在于，所述主传动链还包括设置在所述齿轮箱的输出端与所述发电机的输入端之间的离合器，以在所述齿轮箱和所述发电机之间传递动力。

2.根据权利要求1所述的主传动链，其特征在于，所述离合器为摩擦离合器。

3.根据权利要求2所述的主传动链，其特征在于，所述齿轮箱包括行星齿轮传动***，所述行星齿轮传动***的输出端为输出太阳轮，所述发电机的输入端为转轴。

4.根据权利要求3所述的主传动链，其特征在于，所述摩擦离合器包括摩擦片组件以及沿周向设置的多个弹簧，所述摩擦片组件包括在所述多个弹簧的挤压下相互贴合的多个内摩擦片和多个外摩擦片，所述多个内摩擦片与所述齿轮箱的输出太阳轮接合，所述多个外摩擦片与所述发电机的转轴接合。

5.根据权利要求4所述的主传动链，其特征在于，所述多个内摩擦片和所述多个外摩擦片彼此交替地设置。

6.根据权利要求4所述的主传动链，其特征在于，所述主传动链还包括与所述转轴固定连接的连接件，所述多个外摩擦片通过所述连接件而接合到所述转轴。

7.根据权利要求6所述的主传动链，其特征在于，所述摩擦离合器还包括设置在所述摩擦片组件和所述连接件之间的支撑件，以支撑所述多个弹簧。

8.根据权利要求7所述的主传动链，其特征在于，在所述支撑件的靠近所述连接件的一侧设置有用于安装所述多个弹簧的多个凹槽，以使弹簧的一端抵触在凹槽内，而另一端抵触在所述连接件上，且所述支撑件的靠近所述摩擦片组件的一侧通过所述多个弹簧抵触在所述摩擦片组件上，以使所述支撑件与所述连接件一起旋转。

9.根据权利要求8所述的主传动链，其特征在于，所述支撑件还具有与所述输出太阳轮的端面之间存在轴向间隙的阻挡部，以防止所述输出太阳轮轴向运动。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的主传动链，其特征在于，每个内摩擦片与所述太阳轮之间均啮合，每个外摩擦片与所述连接件之间均啮合。

11.一种风力发电机组，其特征在于，包括根据权利要求1至10任意一项所述的主传动链。

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