CN218844495U - 风电机组传动链及风电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风电机组传动链及风电机组，涉及风力发电机组的领域，所述风电机组传动链包括分流齿轮箱和发电组件，所述分流齿轮箱具有输入轴和至少两个输出轴，所述输入轴用于连接风轮；所述发电组件用于发电并向外输出电流，所述发电组件的数量与所述输出轴的数量相同，每个所述发电组件均包括增速齿轮箱和发电机，所述发电机的转轴与所述增速齿轮箱的高速端连接，所述增速齿轮箱的低速端与所述输出轴一一对应连接，所述风电机组包括上述风电机组传动链。本实用新型的增速齿轮箱和发电机的尺寸较小，制作工艺简单，成本较低。

Description

风电机组传动链及风电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组的领域，特别涉及一种风电机组传动链及风电机组。

背景技术

风力发电机组按传动链形式分为两种类型。一种是在风轮和发电机之间有增速齿轮箱，由增速齿轮箱带动发电机发电的齿轮箱型风力发电机组。另一种是风轮和发电机直接连接，由风轮直接驱动发电机发电的直驱型风力发电机组。

对于齿轮箱型风力发电机组，目前1.5MW以上的风力发电机机组一般采用一级行星加两级平行轴的传动方案。3MW以上风力发电机组一般采用二级行星加一级平行轴方案，或者采用三级行星传动方案。随着风力发电机组功率的增大，齿轮箱型风力发电机组所配套的行星传动齿轮箱尺寸和重量越来越大，齿轮箱的加工和制造也越来越困难。特别是齿轮箱的行星级，其齿圈的尺寸受到热处理设备和加工设备能力的限制，因此齿圈的加工能力成为了机组大型化的瓶颈。另外，机组功率增大以后，所配套的发电机和变流器供应链也不成熟，增加了发电机和变流器的成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中大功率的风力发电机组的齿轮箱的尺寸和重量过大、难以制造、加工和运输难度高的缺陷，提供一种风电机组传动链及风电机组。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

第一方面，本实用新型提供一种风电机组传动链，所述风电机组传动链包括分流齿轮箱和发电组件，所述分流齿轮箱具有输入轴和至少两个输出轴，所述输入轴用于连接风轮；所述发电组件用于发电并向外输出电流，所述发电组件的数量与所述输出轴的数量相同，每个所述发电组件均包括增速齿轮箱和发电机，所述发电机的转轴与所述增速齿轮箱的高速端连接，所述增速齿轮箱的低速端与所述输出轴一一对应连接。

在本方案中，风轮经输入轴向分流齿轮箱内输入转动，该转动经分流齿轮箱分流后分别从各个输出轴输出至对应的增速齿轮箱中并供对应的发电机发电。风轮输入的功率经至少两个输出轴向外输出至至少两个增速齿轮箱，从而降低了单个增速齿轮箱所承载的功率，降低增速齿轮箱的尺寸，降低增速齿轮箱的成本。

较佳地，所述输入轴与所述输出轴分别设置于所述分流齿轮箱的相对两侧。

在本方案中，输入轴与输出轴分别设置于分流齿轮箱的相对两侧，由此避免了与输入轴连接的风轮和与输出轴连接的增速齿轮箱及发电机之间发生干涉，同时节约了风电机组传动链的安装尺寸，降低了分流齿轮箱的齿轮，从而减小了风电机组传动链的成本。

较佳地，所述分流齿轮箱包括输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮与所述输入轴相连，所述输出齿轮的数量与所述输出轴的数量相同并与所述输出轴一一对应连接，所述输出齿轮均与所述输入齿轮相接合，所述输出齿轮对称布置在所述输入齿轮的两侧。

在本方案中，分流齿轮箱通过输入齿轮与输出齿轮的配合实现功率的分流。风轮的转动输入给输入齿轮，输出齿轮与输入齿轮接合，从而一个输入齿轮带动至少两个输出齿轮转动，以将功率输出给至少两个增速齿轮箱；输出齿轮对称布置在输入齿轮的两侧，该布置方式结构紧凑，受力均匀，有利于提升增速齿轮箱工作时的稳定性。

较佳地，所述输出齿轮沿所述输入齿轮的周向均匀间隔布置。

在本方案中，输出齿轮沿输入齿轮的周向均匀间隔布置，使得输入齿轮在传递转动时受力均匀，同时也能够使得输出齿轮布置紧凑，避免发生干涉。

较佳地，所述输出齿轮的齿数小于所述输入齿轮的齿数。

在本方案中，输出齿轮的齿数小于输入齿轮的齿数，由此风轮输入的转动经输入齿轮传递至输出齿轮时，实现了增速降扭，使得输出齿轮输出的转动扭矩较小，从而能够进一步降低增速齿轮箱的尺寸，降低增速齿轮箱的成本。

较佳地，每个所述输出齿轮的齿数均相同。

在本方案中，每个输出齿轮的齿数均相同，从而使得每个增速齿轮箱的尺寸均相同，每个发电机的型号均相同，由此方便了增速齿轮箱和发电机的选用，增强了各个部件的互换性，同时使得发出的电流满足同一标准，便于并网输出。

较佳地，所述风电机组传动链还包括用于连接风轮的主轴，所述主轴与所述输入轴相连。

在本方案中，输入轴与主轴相连，主轴与风轮连接接收风轮的功率，在连接风轮时无需打开分流齿轮箱，方便风轮与分流齿轮箱的连接。主轴的设置增加了吊装分流齿轮箱时的受力点，方便分流齿轮箱的吊装。同时轴系刹车等部件可设置在主轴处，降低分流齿轮箱的尺寸。

较佳地，所述风电机组传动链还包括轴承座，所述轴承座安装在所述主轴外用于支撑所述主轴。

在本方案中，轴承座降低主轴转动时的摩擦，主轴通过轴承座进行支撑，避免了主轴从分流齿轮箱处悬伸，提升了主轴的承力能力；通过在主轴外设置轴承座而非在分流齿轮箱处设置轴承支撑主轴，使得主轴受力更稳定。

较佳地，所述输出轴的数量为两个。

在本方案中，输出轴的数量为两个，对应的增速齿轮箱及发电机的数量为两个，使得每个增速齿轮箱的功率为风轮输入功率的1/2，从而避免单个增速齿轮箱的功率过大导致增速齿轮箱的尺寸过大，也避免单个增速齿轮箱的功率过小而难以达到发电需求。

第二方面，本实用新型提供一种风电机组，其包括如所述的风电机组传动链。

在本方案中，该风电机组包括上述风电机组传动链，从而在发电过程中能够降低增速齿轮箱及发电机的尺寸，降低风电机组的成本。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的风电机组传动链中，风轮经输入轴向分流齿轮箱内输入转动，该转动经分流齿轮箱分流后分别从各个输出轴输出至对应的增速齿轮箱中并供对应的发电机发电。风轮输入的功率经至少两个输出轴向外输出至至少两个增速齿轮箱，从而降低了单个增速齿轮箱所承载的功率，降低增速齿轮箱的尺寸，降低增速齿轮箱的成本。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的风电机组的结构示意图。

图2为本实用新型的实施例2的分流齿轮箱的结构示意图。

附图标记说明：

风电机组100

风轮200

风电机组传动链300

主轴310

轴承座320

分流齿轮箱330

输入轴331

输出轴332

箱体333

输入齿轮334

输出齿轮335

错位齿轮336

第一错位齿轮3361

第二错位齿轮3362

发电组件340

增速齿轮箱341

发电机342

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

实施例1

本实施例公开了一种风电机组，参照图1，风电机组100包括风轮200和风电机组传动链300。风轮200与风电机组传动链300相连，风轮200捕获外界风力的功率并输入至风电机组传动链300中以供发电。

参照图1，风电机组传动链300包括主轴310、分流齿轮箱330和发电组件340。分流齿轮箱330具有输入轴331和至少两个输出轴332，主轴310连接在风轮200和分流齿轮箱330的输入轴331之间，用于将风轮200的功率输入至分流齿轮箱330。发电组件340的数量与输出轴332的数量相同并与输出轴332一一对应连接，用于发电并向外输出电流。

由此，主轴310与风轮200连接接收风轮200的功率，通过在输入轴331外接主轴310，从而在连接风轮200时无需打开分流齿轮箱330，方便风轮200与分流齿轮箱330的连接。同时主轴310的设置增加了吊装分流齿轮箱330时的受力点，方便分流齿轮箱330的吊装。轴系刹车等部件可设置在主轴310处，降低分流齿轮箱330的尺寸。

参照图1，主轴310外设置有一轴承座320。轴承座320套接在主轴310外，用于支撑主轴310。同时轴承座320降低主轴310转动时的摩擦。轴承座320与外界的风电机组100塔架或其他固定平台固定连接，主轴310通过轴承座320进行支撑，避免了主轴310从分流齿轮箱330处悬伸，提升了主轴310的承力能力；同时通过在主轴310外设置轴承座320而非在分流齿轮箱330处设置轴承支撑主轴310，使得主轴310受力更稳定。

其中，主轴310远离分流齿轮箱330的一端的端部的直径大于主轴310的中部的直径。轴承座320套接在主轴310的中部外，从而轴承座320限位在主轴310远离分流齿轮箱330的一端的端部和分流齿轮箱330之间，使得轴承座320与主轴310连接更牢靠，主轴310不易从轴承座320上脱出。

参照图1，分流齿轮箱330包括箱体333、输入齿轮334和输出齿轮335。输入齿轮334和输出齿轮335均设置在箱体333中。输入齿轮334与输入轴331相连。输出齿轮335的数量与输出轴332的数量相同并与输出轴332一一对应连接。每个输出齿轮335均与输入齿轮334相接合。通过输入齿轮334与输出齿轮335的配合实现转动的传递。

由此，分流齿轮箱330通过输入齿轮334与输出齿轮335的配合实现功率的分流。风轮200的转动输入给输入齿轮334，输出齿轮335与输入齿轮334接合，从而一个输入齿轮334带动至少两个输出齿轮335转动，以将功率输出给至少两个发电组件340。

输出齿轮335的数量至少为两个，具体可依据需求进行设计。本实施例中，输出齿轮335和输出轴332的数量均为两个，发电组件340的数量也为两个，由此使得每个发电组件340承担的功率为风轮200输入功率的1/2，从而避免单个发电组的功率过大导致尺寸过大，也避免单个发电组件340功率过小而难以达到发电需求。

两个输出齿轮335对称布置在输入齿轮334的两侧，两个输出齿轮335沿输入齿轮334的周向均匀间隔布置，使得输出齿轮335结构紧凑，受力均匀，有利于提升增速齿轮箱341工作时的稳定性。使得输入齿轮334在传递转动时受力均匀，同时也能够使得输出齿轮335之间不易发生干涉。

本实施例中，输出齿轮335的齿数小于输入齿轮334的齿数。风轮200输入的转动经输入齿轮334传递至输出齿轮335时，转动的转速增大，转矩减小，由此实现了增速降扭，使得输出齿轮335输出的转动扭矩较小，从而能够进一步降低增速齿轮箱341的尺寸，降低增速齿轮箱341的成本。

其中，每个输出齿轮335的齿数均相同。由此方便了发电组件340选用，增强了各个部件的互换性，同时使得发出的电流满足同一标准，便于电流的并网输出。

输入轴331和输出轴332均可转动地设置在箱体333上，并沿箱体333向外伸出以连接主轴310或发电组件340。本实施例中，输入轴331与输出轴332分别设置于分流齿轮箱330的相对两侧，由此避免了与输入轴331连接的风轮200和与输出轴332连接的增速齿轮箱341及发电机342之间发生干涉，同时节约了风电机组传动链300的安装尺寸，降低了分流齿轮箱330的尺寸，从而减小了风电机组传动链300的成本。此外在其他的实施例中，输入轴331与输出轴332也可设置在分流齿轮箱330的同一侧。

两个发电组件340均包括增速齿轮箱341和发电机342。增速齿轮箱341具有低速端和高速端，发电机342的转轴与增速齿轮箱341的高速端连接，增速齿轮箱341的低速端与输出轴332一一对应连接。风轮200经输入轴331向分流齿轮箱330内输入转动，该转动经分流齿轮箱330分流后分别从各个输出轴332输出至对应的增速齿轮箱341中并供对应的发电机342发电。风轮200输入的功率经两个输出轴332向外输出至两个增速齿轮箱341，从而降低了单个增速齿轮箱341所承载的功率，降低增速齿轮箱341的尺寸，降低增速齿轮箱341的成本。

实施例2

参照图2，本实施例的风电机组100与实施例1中大致相同，其不同之处在于：

本实施例中，分流齿轮箱330还包括错位齿轮336。主轴310与错位齿轮336相连。错位齿轮336设置在输入齿轮334的周侧并与输入齿轮334接合。由此主轴310通过错位齿轮336间接与输入齿轮334啮合而不直接与输入齿轮334接合，从而使得主轴310与输入齿轮334错位布置，输入轴331与输出轴332之间不易发生干涉。

错位齿轮336的数量可为一个，也可为两个或多个，具体可依据分流齿轮的输入轴331与输出轴332的布置需求选用。本实施例中具体以两个错位齿轮336的方式加以示出，分别定义为第一错位齿轮3361和第二错位齿轮3362，第一错位齿轮3361与输入轴331相连，第二错位齿轮3362分别与输入齿轮334和第一错位齿轮3361啮合。

其中，输出轴332与输入轴331可布置在分流齿轮箱330的同一侧，也可布置在分流齿轮箱330的相对两侧。当输出轴332与输入轴331布置在分流齿轮箱330的同一侧时，通过错位齿轮336的布置使得输入轴331连接的主轴310与输出轴332连接的发电组件340相互错开，避免主轴310与发电组件340之间发生干涉。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种风电机组传动链，其特征在于，所述风电机组传动链包括分流齿轮箱和发电组件，所述分流齿轮箱具有输入轴和至少两个输出轴，所述输入轴用于连接风轮；所述发电组件用于发电并向外输出电流，所述发电组件的数量与所述输出轴的数量相同，每个所述发电组件均包括增速齿轮箱和发电机，所述发电机的转轴与所述增速齿轮箱的高速端连接，所述增速齿轮箱的低速端与所述输出轴一一对应连接。

2.如权利要求1所述的风电机组传动链，其特征在于，所述输入轴与所述输出轴分别设置于所述分流齿轮箱的相对两侧。

3.如权利要求1所述的风电机组传动链，其特征在于，所述分流齿轮箱包括输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮与所述输入轴相连，所述输出齿轮的数量与所述输出轴的数量相同并与所述输出轴一一对应连接，所述输出齿轮均与所述输入齿轮相接合，所述输出齿轮对称布置在所述输入齿轮的两侧。

4.如权利要求3所述的风电机组传动链，其特征在于，所述输出齿轮沿所述输入齿轮的周向均匀间隔布置。

5.如权利要求3所述的风电机组传动链，其特征在于，所述输出齿轮的齿数小于所述输入齿轮的齿数。

6.如权利要求3所述的风电机组传动链，其特征在于，每个所述输出齿轮的齿数均相同。

7.如权利要求1所述的风电机组传动链，其特征在于，所述风电机组传动链还包括用于连接风轮的主轴，所述主轴与所述输入轴相连。

8.如权利要求7所述的风电机组传动链，其特征在于，所述风电机组传动链还包括轴承座，所述轴承座安装在所述主轴外用于支撑所述主轴。

9.如权利要求1所述的风电机组传动链，其特征在于，所述输出轴的数量为两个。

10.一种风电机组，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的风电机组传动链。

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