[发明专利]一种风电机组的传动结构及风电机组

说明书

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，保证系统安装的稳定性，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，为了提高系统的稳定性，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。