一种风力发电机齿轮箱多级变速方法与流程

文档序号:13756924阅读:2577来源:国知局

本发明涉及风力发电领域,且特别涉及一种风力发电机齿轮箱多级变速方法。



背景技术:

风力推动风机叶片转动通过齿轮箱变速后带动发电机转子发电,齿轮箱起到对风机速度控制和传动的作用,也称作增速箱。通常情况下风机叶片的转动速度很慢,达不到发电机发电的需求,所以通过齿轮箱的增速后传动至发电机处使发电机转动发电,齿轮箱的变速系统是风力发电中及其重要的一个环节。

现有齿轮箱增速皆为定比增速,当风速过大时对并网风电场的电能质量影响较大,发电厂必须停运才能不对电网造成巨大的影响和损失。风电机组的停运对于风电场无疑是一个巨大的损失。



技术实现要素:

本发明提出一种风力发电机齿轮箱多级变速方法,在现有齿轮组的基础上,增加一组变比较小的变速齿轮,风机选择其中一组变速齿轮组进行,拖动发电机发电。并将之与风机变桨系统结合,当风速达到或超过目前最高风速限制时,能够改变齿轮箱变速比(选择低变速比齿轮组)使发电机依然能够持续发电。

为了达到上述目的,本发明提出一种风力发电机齿轮箱多级变速方法,包括下列步骤:

通过风机风速采集器感应风速,并将风速数据传输给控制系统;

当风速低于风速临界值时,控制系统选择高变速比齿轮组运行;

当风速高于风速临界值时,控制系统选择低变速比齿轮组运行。

进一步的,所述高变速比齿轮组为风力发电机齿轮箱原有的标准齿轮组,所述低变速比齿轮组为变比小于标准的齿轮组。

进一步的,当风速达到风速临界值时,控制系统报警提示是否选择更换变速齿轮箱,通过人工确认选择更换。

进一步的,当无人值守时,系统继续保持运行,若风速在设定时间内未发生变化或持续增强,控制系统自动选择切换至低变速比齿轮组继续运行。

进一步的,当风速降低到风速临界值时,控制系统报警提示是否更换变速齿轮组,通过人工确认选择更换。

进一步的,当无人值守时,系统继续保持运行,若风速持续保持不变,则风机继续运行,若风速继续降低,则控制系统自动选择切换至高变速比齿轮组继续运行。

进一步的,若风速持续增大到预设的风机停机值时,控制系统控制正常停机。

本发明提出的风力发电机齿轮箱多级变速方法,具有以下有益效果:

(1)、本发明只使用了两套齿轮组,这样不仅节约了运行成本,而且操作简单、简便易行。使用太多则齿轮箱体积变大很多,对精度和寿命都会有影响;

(2)、本发明通过人工手动操作与系统自动控制相结合,使其在无人控制风机时仍能安全稳定运行,提高了风电机组的运行可靠性;

(3)、通过对齿轮箱变速的控制使风机能够适应各个风速,使之与风机变桨系统相结合的措施,当风速达到或超过现有限制的时候,能够改变齿轮箱变速比,使发电机依然能够持续发电。

附图说明

图1所示为本发明较佳实施例的风力发电机齿轮箱多级变速方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图给出本发明的具体实施方式,但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1,图1所示为本发明较佳实施例的风力发电机齿轮箱多级变速方法流程图。本发明提出一种风力发电机齿轮箱多级变速方法,包括下列步骤:

通过风机风速采集器感应风速,并将风速数据传输给控制系统;

当风速低于风速临界值时,控制系统选择高变速比齿轮组运行;

当风速高于风速临界值时,控制系统选择低变速比齿轮组运行。

根据本发明较佳实施例,所述高变速比齿轮组为风力发电机齿轮箱原有的标准齿轮组,所述低变速比齿轮组为变比小于标准的齿轮组。本发明的风机齿轮箱使用两套变比不同的齿轮组,以改造前齿轮组作为标准,一套齿轮组沿用标准齿轮组变比,另一套变速齿轮则选用变比小于标准变比的齿轮组。若使用更多组的变速齿轮组,则会严重增加齿轮箱体积,对精度和寿命都会有影响。重新设定风机报警停机的风速值,当风机采用变速比较小的齿轮组运行时,最大停机速度作为报警停机速度值。

正常风速时采用标准变比的齿轮组,当风速达到风速临界值时,控制系统报警提示是否选择更换变速齿轮箱,通过人工确认选择更换(如图1中模块“Ⅰ”)。

进一步的,当无人值守时,系统继续保持运行,若风速在设定时间内未发生变化或持续增强,为保证风机安全,控制系统自动选择切换至低变速比齿轮组继续运行(如图1中模块“Ⅱ”)。

当风速降低到风速临界值时(如图1中模块“Ⅲ”),控制系统报警提示是否更换变速齿轮组,通过人工确认选择更换。

进一步的,当无人值守时,系统继续保持运行,若风速持续保持不变,则风机继续运行,若风速继续降低,则控制系统自动选择切换至高变速比齿轮组继续运行(保证风机高效运行)(如图1中模块“Ⅳ”)。若风速持续增大到预设的风机停机值时,控制系统控制正常停机(如图1中模块“Ⅴ”)。

现有齿轮箱增速皆为定比增速,当风速过大时对并网风电场的电能质量影响较大,发电厂必须停运才能不对电网造成巨大的影响和损失,同时风电机组的停运对于风电场也是一个巨大的损失。本发明通过对齿轮箱的改造,使之与风机变桨系统想结合的措施当风速达到或超过现有限制的时候能够改变齿轮箱变速比使发电机依然能够持续发电。通过对齿轮箱变速的控制使风机能够适应各种风速。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

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