[发明专利]少齿差增速的减重增效降成本的系列风力发电机组

说明书

本发明涉及少齿差增速的减重增效降成本的系列风力发电机组，属于新能源技术领域。此风力发电机组的核心创新装置‑‑少齿差增速装置主要包括输入装置、内啮合的齿轮和输出曲轴。内啮合的一对少齿差齿轮为增速装置的关键零件。输入装置和输出曲轴的配合使用，使输入轴和输出轴的轴心位于同一直线上。本发明涉及的风力发电机组采用少齿差传动，和现有的安装直齿传动和行星齿轮传动的风力发电机组相比，具有减重、增效、降成本的特点，可完全替代现有的风力发电机组。本发明中风力发电机组的应用可大幅增加传动比，减少发电机头部重量，大幅减少机舱的吊装成本，取得明显的经济效益，应用前景极为广阔，可形成由小到大不同功率的系列发电机组。

技术领域

本发明涉及少齿差增速的减重增效降成本的系列风力发电机组，属于新能源技术领域。

背景技术

风能属于清洁能源，其环保性明显优于化石能源，是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。在沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。风能属于可再生能源，有利于能源可持续发展。因此，风能产业蓬勃发展，前景巨大。

风能蕴量巨大，全球的风能约为2740亿kW，其中可利用的风能为20亿kW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计约10亿kW。

风力发电机组作为利用风能的主要实施装置，其重要性不言而喻。风力发电机发电的原理,是利用风力带动叶轮旋转,再通过增速器将旋转的速度提升,促使发电机发电。

现有的风力发电机组的增速装置受到在无规律变向载荷和瞬间强冲击载荷作用，是风力发电机组中一个最重要又最脆弱的传动部件。增速器是风力发电机的重要组成部件,其功能的优劣直接决定风机的性能。

现有的风力发电机组的增速装置均为平行轴定轴传动和行星传动的方案,增速器的体积和质量较大,增速效果较差。

发明内容

本发明的目的提供少齿差增速的减重增效降成本的系列风力发电机组，可以完全代替现有的风力发电机组，且可使传动系统各方面性能和指标优于现状，并有效降低机舱重量，降低造价和吊装成本。

本发明所述的少齿差增速的减重增效降成本风力发电机组的主要组成，如图1所示，主要由叶片1、机舱2和塔筒3组成。

本发明主要对图2所示的机舱内部动力传动进行了优化。机舱由机舱外壳12包裹，各组成部件安装在机舱金属结构架13上，机舱金属结构架13由图2虚线部分的回转装置于下端塔筒连接。机舱内的风力发电机组的动力传递路径为：风吹动叶片产生的动力传到输入盘11，传到安装在大轴承9上的输入轴10，再由输入轴10上的花键传到少齿差增速器输入轴8，再到少齿差增速器7，再到输出曲轴6，连接联轴器5，最后到发电机4。至此，实现风能到机械能再到电能的转化。

本发明的核心装置--少齿差增速装置采用以下技术方案：

齿数相差1到4的一对内啮合齿轮是少齿差增速装置的主要零件，包括外齿轮15和内齿轮14，可实现大幅增速。动力输入到外齿轮原理：外齿轮15依靠具有图3中万向节功能的输入装置进行动力输入，输入装置的动能来自通过转轴和联轴器从叶片传来的动能。动力由内齿轮输出原理：内齿轮14的动能由一根曲轴输出。输入装置和输出曲轴的设置使得输入轴和输出轴同心，大大缩小了增速装置体积。