风力发电多齿轮增速发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102062059A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102062059A(43)申请公布日2011.05.18(21)申请号201010502948.9(22)申请日2010.10.12(71)申请人余汉明地址430223湖北省武汉市武昌区东湖高新技术开发区民族大道888号锦绣龙城E区6栋2门1102号(72)发明人余汉明(51)Int.Cl.F03D11/00(2006.01)F16H1/20(2006.01)H02K7/116(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称风力发电多齿轮增速发电装置(57)摘要本发明是风力发电工程中的齿轮增速发电装置，是在风叶轮的主轴上设置多个主级大齿轮，围绕每个主级大齿轮布置有多个有主级小齿轮，每个主级小齿轮联接次级增速发电结构。各次级增速发电结构间是完全独立无相干涉的结构，其不需高精度、高造价，且数量众多，即使发电功率特大，各次级增速发电结构所分担的负荷依然很轻，从根本上解决了大型或特大型功率风力发电齿轮增速装置轮齿间负荷特高的困难，此装置的使用寿命极长，便于维护保养；将此装置可设计成多种规格的风力发电机，有较多零部件可作成通用标准件。CN102659ACCNN110206205902062068A权利要求书1/1页1.一种风力发电齿轮增速发电装置，其特征是由主轴，主轴上有一个以上的主级大齿轮，围绕每个主级大齿轮布置有多个有主级小齿轮，每个主级小齿轮联接次级增速发电结构所组成。2.根据权利要求1.所述的齿轮增速发电装置，其特征是每个主级小齿轮联接次级增速发电结构的增速是机械传动增速。3.根据权利要求1.所述的齿轮增速发电装置，其特征是每个主级小齿轮联接次级增速发电结构的发电机可以是无级调速发电机。2CCNN110206205902062068A说明书1/3页风力发电多齿轮增速发电装置技术领域[0001]本发明是风力发电中的齿轮增速发电装置。是针对大型风力发电齿轮增速装置传动链间负荷极高，齿轮增速装置必须是重型、高精度、造价昂贵、维护困难、维修费极高设备的弊端而作的发明。该发明从根本上解决了齿轮传动链间负荷极高的困难；并具有结构简单、制造容易、运行可靠、使用寿命极长、造价很低优势，其中很多零部件可作成通用标准件，不同规格的该种机型风力发电机皆可通用；大型发电机改变为多台中小型发电机发电后能充分发挥感应发电机的优势，使得并网无需繁杂结构，并网冲击小。背景技术[0002]在可再生能源的开发利用中，一些国家、特别是欧洲的丹麦、德国、西班牙，风电已经成为电力主要组成部分。中国的风力发电也正在迅速发展应用中。为了风力发电，中国政府已投入几千亿元，中国大型风力发电机基本机型属于欧洲型结构，该机型的技术性能不令人满意。其根本原因是风电增速器的传动链中承担着超常重负荷，为了确保传动链达到高承载能力，采取了将增速器制成复杂的高精度的分流重型设备的技术路线来维持风机运行。[0003]具体来说，风力发电装置的原理是风力推动风叶轮作低速旋转，经风电增速装置增速后带动发电电机发电。由于大型风电增速装置输入的扭矩在几十吨米以上，为了降低轮齿面接触应力，采取多套传动路线共同承担负荷尔后经一轴上带动发电机发电方案。这种传动虽然可降低齿面接触应力，但各分流的传动链间必须严格同步，否则轮齿会因发生干涉而损坏，整个风电增速器增速就必然是高精度的复杂的重型设备。由此必须需要高精度的重型装备，但在全国仅有少数几家才拥有高精度的重型机床。在制造过程中，设备制造费用的增加与设备制造精度等级的提高是呈指数关系，通常中小功率的齿轮传动，其制造精度等级8-9级，其售价约几千元至几万元。而分流法减速传动的设备制造精度等级5-6级，一台传动千千瓦级功率风电增速器售价在百万元以上。现今风电分流式的齿轮增速装置的诸多弊端正阻碍着风力发电的发展。发明内容[0004]比较现今的风电分流式齿轮增速装置与传统流式齿轮减速装置不难发现它们均是扭矩输入后分流传动后再汇合各分流的扭矩而由一根轴输出扭矩，这种传动方式的传动链间必须严格同步，否则轮齿会发生干涉损坏，整个系统必须是高精度的复杂的重型设备。其区别前者是增速，后者是减速。理论上，轮齿间的接触应力可以通过增加接触面积而减少，为了改善接触就必须提高精度，提高精度又带来成本的剧增，而增加接触面积程度有限，制造精度提高也有限，因此遵循现有分流转动齿轮技术路线无法根本解决高接触应力困难。风电齿轮增速装置增速的目的是为了获得高速驱动发电机发电。多台小型发电机发的电量是可以等同一台大型发电机发出的电量的，根据此原理，可将现有的驱动一台大型发电机更改为与风叶轮主轴固联的大齿轮同时驱动多台小型发电机发电。由于这种传动是3CCNN11020620590