[发明专利]变桨装置、变桨系统及变桨方法

说明书

本发明涉及一种用于风力发电机组的变桨装置、变桨系统及变桨方法。变桨装置包括：驱动轮组件，包括驱动轮支撑装置和驱动轮，其中驱动轮穿设于驱动轮支撑装置中；张紧轮组件，包括张紧轮支撑装置和张紧轮，其中，张紧轮穿设于张紧轮支撑装置中；张紧轮支撑装置与驱动轮支撑装置转动连接，以使张紧轮能够从第一装配状态的位置绕驱动轮的轴线旋转到达第二装配状态位置。通过调节张紧轮组件，将传动带反向折弯区域转换到驱动轮与传动带的啮合区域，提高传动带安全系数，降低传动带失效风险；通过正向啮合补偿反向折弯带来的损伤，从而提高传动带寿命。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种用于风力发电机组的变桨装置、变桨系统及变桨方法。

背景技术

目前，在利用风力发电机组进行发电的过程中，由于风向和风速实时变化，为了对风力发电机组的叶片旋转速度和输出功率进行控制，在每个叶片上均设置有变桨装置。变桨装置通过控制叶片的相对于风向的角度来控制轮毂的转速，从而实现对输出功率的控制。

在现有技术中，可使用传动带变桨装置。请参考图1，图1为现有技术中的传动带变桨装置的结构示意图。变桨装置包括：变桨驱动组件1、传动带2、传动带预紧装置3、变桨轴承4、轮毂5。轮毂5作为基体，变桨轴承4内圈通过螺栓连接轮毂5，变桨轴承4外圈通过螺栓连接叶片根部，传动带2通过传动带预紧装置3张紧连接于变桨轴承4外圈外侧圆柱面，并通过变桨驱动组件1驱动传动带2，带动变桨轴承4外圈及叶片转动，从而实现变桨。其中，变桨驱动组件包括变桨电机、减速器、驱动轮、张紧轮及驱动轴，变桨电机的输出力矩通过减速器传递到驱动轴，驱动轴带动驱动轮转动，驱动轮驱动传动带2运动，其中张紧轮保证带包络驱动轮的包角大小。

现有技术中的传动带变桨装置由于张紧轮与驱动轮之间无法实现相对转动，传动带在张紧轮处受到反向折弯力，长期在这个区域容易产生疲劳断裂。

发明内容

根据本发明的实施例，提出了一种用于风力发电机组的变桨装置、变桨系统及变桨方法，用以解决现有技术传动带变桨装置由于张紧轮与驱动轮之间无法实现相对转动，传动带在张紧轮处受到反向折弯力，长期在这个区域容易产生疲劳断裂的问题。

第一方面，本发明的实施例公开了一种用于风力发电机组的变桨装置，包括：驱动轮组件，包括驱动轮支撑装置和驱动，其中驱动轮穿设于驱动轮支撑装置中；张紧轮组件，包括张紧轮支撑装置和张紧轮，其中，张紧轮穿设于张紧轮支撑装置中；张紧轮支撑装置与驱动轮支撑装置转动连接，以使张紧轮能够从第一装配状态的位置绕驱动轮的轴线旋转到达第二装配状态位置。

进一步的，当角度α、驱动轮与变桨轴承的轴心距离、驱动轮与张紧轮的轴心距离一定时，β＝360°-2*γ；其中，α为传动带在驱动轮上的包角；β为第一装配状态和第二装配状态位置下张紧轮轴心的间隔角度；驱动轮轴心与风力发电机组的变桨轴承轴心连接形成第一连线，驱动轮轴心与张紧轮轴心连接形成第二连线，γ为第一连线与第二连线的初始夹角。

进一步的，张紧轮支撑装置分别开设有驱动轮组件安装孔和用于安装张紧轮的张紧轮安装孔，驱动轮组件安装孔的轴线和张紧轮安装孔的轴线方向平行，驱动轮支撑装置部分套设于驱动轮组件安装孔内，实现张紧轮支撑装置与驱动轮支撑装置的相对转动。

进一步的，张紧轮支撑装置在沿驱动轮组件安装孔外周向设置有连接部，所述连接部上设置有沿驱动轮组件安装孔周向间隔分布的第一通孔；驱动轮支撑装置包括驱动轮支撑本体和连接固定部，驱动轮支撑本体开设有驱动轮安装孔，连接固定部沿驱动轮安装孔外周向设置，连接固定部沿驱动轮安装孔外周向设置有间隔分布的多个第二通孔；第一通孔与第二通孔配合作用以实现张紧轮支撑装置与驱动轮支撑装置之间紧固连接。

进一步的，驱动轮组件安装孔内设置有轴承，其中，轴承内圈与驱动轮支撑装置的外径面接口处配合，轴承外圈与张紧轮支撑装置的内径面接口配合。