专利名称：无级变速式风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于风力发电设备，尤其涉及一种无级变速式风力发电机组。
背景技术：
目前，国际上大容量风电机组主要有双馈、直驱和半直驱三种型式。其中，双馈机 型占了 80 %的市场份额，其原理是将风轮传递过来的动力通过多级齿轮箱增速后，带动高 速绕线式双馈发电机发电。由于齿轮箱的传动比为固定值，而发电机的转速必须在一定的 范围内，因此该型式的风力发电机组只能在一个较小的风速范围内发电，使得风能利用率 较低、发电成本较高。
发明内容为了克服现有风力发电机组风能利用率较低、发电成本较高的不足，本实用新型
提供了一种高风能利用率、低成本的无级变速式风力发电机。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 —种无级变速式风力发电机，包括塔架、机舱、风轮，所述的机舱内设有机舱座、主 轴、发电机，所述的机舱座与塔架连接，所述的主轴与风轮连接，所述风力发电机还包括无 级变速器，所述的无级变速器位于主轴和发电机之间； 所述的无级变速器由主动固定轮、主动可动轮、从动固定轮、从动可动轮、主动缸、 从动缸和传动带组成，所述的主动可动轮轴向可移动、周向同步地套在主动固定轮的中心 轴上，主动固定轮和主动可动轮之间形成第一V形槽，所述的从动可动轮轴向可移动、周向 同步地套在从动固定轮的中心轴上，从动固定轮和从动可动轮之间形成第二V形槽，传动 带套装在所述第一 V形槽和第二 V形槽上； 所述主动可动轮连接用于驱动主动可动轮移动改变第一 V形槽大小的主动缸，所 述从动可动轮连接用于驱动从动可动轮移动改变第二 V形槽大小的从动缸；所述主动缸与 从动缸均与控制系统的执行机构连接； 所述的主动固定轮与主轴固定连接，所述的从动固定轮与发电机的输入轴固定连 接。 进一步，所述主动固定轮和从动固定轮均为锥形轮，所述主动可动轮和从动可动 轮均为锥形轮。 再进一步，所述无级变速器经弹性支撑联接于机舱座。 本实用新型的技术构思为增速设备位于主轴和发电机之间，并连接在机舱座上， 增速设备为无级变速器，由主动固定轮、主动可动轮、从动固定轮、从动可动轮、主动缸、从 动缸和传动带组成，主动可动轮和从动可动轮分别套在主动固定轮的中心轴和从动固定轮 的中心轴上，经传动带联接，以传动动力，主动缸和从动缸分别位于主动可动轮和从动可动 轮的一侧，主动可动轮、主动缸和从动可动轮、从动缸分别形成两个油压室，固定轮和可动 轮之间形成V形槽，传动带在槽内与工作轮相啮合。[0012] 风力发电机组的控制系统根据机组运行的工况，对所接收到的传感器信号进行分
析后，通过执行机构对主动可动轮和从动可动轮的轴向位置进行连续地调节。
当可动轮作轴向移动时，即可改变主动固定轮和主动可动轮、从动固定轮和从动
可动轮的节圆半径，从而改变主动轮与从动轮之间的传动比，实现无级变速传动。 本实用新型无级变速式风力发电机组，增大了可发电的风速范围，并且当风速较
小、风轮转速较低时，通过增大传动比增大了发电机的转速，从而增大了发电量、提高了风
能利用率、降低了发电成本；通过无级变速，有效降低了因为外界风速变化而引起的振动与
载荷冲击，提高了零部件的使用寿命；无级变速使得发电机的转速值为一个优化值，因此对
发电机起到了保护作用。 本实用新型的有益效果主要表现在1、增大了发电量，提高了风能利用率，降低了 发电成本；2、缓和振动与冲击，提高零部件使用寿命；3、对发电机具有保护作用；4、原理简单。
图1是本实用新型风力发电机组侧视图； 图2是本实用新型机舱布置图； 图3是本实用新型传动比较小状态的无级变速器剖视图； 图4是本实用新型传动比较大状态的无级变速器剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。 参照图1-图4，一种无级变速式风力发电机组，包括塔架15、机舱16、风轮17，所 述的机舱内设有机舱座11、主轴12、无级变速器13和发电机14，机舱座11与塔架14连接， 并可根据风向进行偏航，所述的主轴12与风轮17相连接，无级变速器13位于主轴12和发 电机14之间，并经弹性支撑联接于机舱座11。无级变速器13由主动固定轮1、主动可动轮 3、从动固定轮2、从动可动轮4、主动缸5、从动缸6和传动带7组成。 所述的主动固定轮1与主轴12固定连接，从动固定轮3与发电机14的输入轴固 定连接。 主动可动轮3和从动可动轮4分别套在主动固定轮的中心轴(101)和从动固定轮 的中心轴(201)上，经传动带7联接，以传动动力，主动缸5和从动缸6分别位于主动可动 轮3和从动可动轮4的一侧。主动可动轮3、主动缸5和从动可动轮4、从动缸6分别形成 两个油压室8，主动固定轮1、从动固定轮2和主动可动轮3、从动可动轮4之间分别形成了 一个V型槽，传动带7位于槽内并与主动固定轮1、主动可动轮3和从动固定轮2、从动可动 轮4分别啮合。 控制系统接收各个传感器所采集的风向、风速、风轮转速、偏航角度、风轮锁紧和 高速轴刹车等信号，对这些信号进行分析后向执行机构发出操作指令，从而控制主动可动 轮3和从动可动轮4的轴向位置。 当主动可动轮3与从动可动轮4作轴向移动时，V型槽的尺寸即发生变化，该传动 带7的位置可随着V型槽的变化而变化，而主动固定轮的中心轴101与从动固定轮的中心轴201之间的距离是固定的，传动带7的周长是固定不变的，因此当主动轮的节圆半径rl 处于较小半径(主动固定轮1与主动可动轮3间的距离较宽)，从动轮的节圆半径r2处于 较大半径时(从动固定轮2与从动可动轮4间的距离较窄)，传动比较大，如图4所示；反 之，传动比较小，如图3所示。通过控制rl和r2的连续变化，最终实现了无级变速。即通 过控制主从动轮的可动部分的轴向移动得到连续的传动比。
权利要求一种无级变速式风力发电机，包括塔架、机舱、风轮，所述的机舱内设有机舱座、主轴、发电机，所述的机舱座与塔架连接，所述的主轴与风轮连接，其特征在于所述风力发电机还包括无级变速器，所述的无级变速器位于主轴和发电机之间；所述的无级变速器由主动固定轮、主动可动轮、从动固定轮、从动可动轮、主动缸、从动缸和传动带组成，所述的主动可动轮轴向可移动、周向同步地套在主动固定轮的中心轴上，主动固定轮和主动可动轮之间形成第一V形槽，所述的从动可动轮轴向可移动、周向同步地套在从动固定轮的中心轴上，从动固定轮和从动可动轮之间形成第二V形槽，传动带套装在所述第一V形槽和第二V形槽上；所述主动可动轮连接用于驱动主动可动轮移动改变第一V形槽大小的主动缸，所述从动可动轮连接用于驱动从动可动轮移动改变第二V形槽大小的从动缸；所述主动缸与从动缸均与控制系统的执行机构连接；所述的主动固定轮与主轴固定连接，所述的从动固定轮与发电机的输入轴固定连接。
2. 如权利要求1所述的无级变速式风力发电机，其特征在于所述主动固定轮和从动 固定轮均为锥形轮，所述主动可动轮和从动可动轮均为锥形轮。
3. 如权利要求1或2所述的无级变速式风力发电机，其特征在于所述无级变速器经 弹性支撑联接于机舱座。
专利摘要一种无级变速式风力发电机，包括塔架、机舱、风轮，所述的机舱内设有机舱座、主轴、发电机，所述的机舱座与塔架连接，所述的主轴与风轮连接，所述风力发电机还包括无级变速器，所述的无级变速器位于主轴和发电机之间；所述主动可动轮连接用于驱动主动可动轮移动改变第一V形槽大小的主动缸，所述被动可动轮连接用于驱动被动可动轮移动改变第二V形槽大小的被动缸；所述主动缸与被动缸均与控制系统的执行机构连接；所述的主动固定轮与主轴固定连接，所述的从动固定轮与发电机的输入轴固定连接。本实用新型提高了风能利用率、降低了成本。
文档编号F03D9/00GK201517472SQ20092012172
公开日2010年6月30日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者韩二锋 申请人:浙江运达风力发电工程有限公司