一种风电机组的直接增速式连续变速型传动链结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电技术领域的一种传动链，尤其涉及一种风电机组的直接增速式连续变速型传动链结构。
【背景技术】
[0002]随着国内外风电产业的高速发展，风力发电机组的技术不断发展，在风电机组各功能部件中，风电机组传动链是实现能量转换和传递过程的关键部件，直接影响着整个系统的性能、效率和电能质量。因此，研制安全可靠、经济实惠，简洁高效的传动链具有十分重要的意义。
[0003]风电机组传动链主要有齿轮箱增速式风电机组和直驱式风电机组两种；在当前的大型风力发电机组中，这两类风力发电机组占有绝对的统治地位，但都存在相应的不足。
[0004]齿轮箱增速式风电机组传动链包括风轮、主轴及其支撑轴承、增速齿轮箱、绕线型感应电机等部件，在此类传动链中，增速齿轮箱传动比比较大，通常采用多级行星齿轮和定轴齿轮结合的轴系结构，传动比恒定不可调，结构复杂、成本高、效率低、可靠性差；由于风轮受力随外界变化，各齿轮所受应力变化较大，容易产生疲劳损坏，故障率较高。
[0005]直驱型传动链系统主要由风轮、主轴、永磁发电机组成，此种类型传动链特点是由风轮直接驱动发电机转子旋转。虽然直驱风电机组不需要齿轮箱增速，提高了传动效率和可靠性，减少了故障点，但是直驱式机组存在如下不足:发电机极对数高，体积比较大，结构复杂，采用永磁材料后制造成本高，且随着机组容量增大，给电机设计、加工制造、运输带来困难；稀土永磁材料的温度系数较大，在负载或使用环境温度发生变化时引起输出电压变化，直接影响用电负载的正常工作。
【发明内容】
[0006]为了解决【背景技术】中存在的问题，本发明提出了一种风电机组的直接增速式连续变速型传动链结构，不仅能实现直接增速，布局紧凑，体积更小、重量更轻，而且可实现连续变速，转速连续可调。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
本发明包括安装在轮毂内的风轮主轴和调速输出轴，还包括传动增速机构和调速传动机构，风轮主轴经传动增速机构与调速输出轴固定连接，调速输出轴连接有调速传动机构，调速输出轴经过调速传动机构调速后与后续的发电机装置连接。
[0008]所述的传动增速机构包括偏心套、第二轴承、径向滑柱、转轮和内齿圈，风轮主轴与转轮的一端同轴固定连接，转轮另一端的端面开有分为内、外两段的阶梯孔，调速输出轴内端装在转轮的阶梯孔内；调速输出轴为分为七段阶梯的阶梯轴，七段阶梯从内端到外端分别为第一段阶梯、第二段阶梯、第三段阶梯、第四段阶梯、第五段阶梯、第六段阶梯和第七段阶梯，各段阶梯的直径从中部的第四段阶梯向两侧依次递减，调速输出轴的第二段阶梯通过平键套有两个偏心套；调速输出轴的第一段阶梯通过第一轴承套在转轮的内阶梯孔内，转轮外阶梯孔的侧壁开有沿圆周间隔均布的径向导槽，转轮外阶梯孔端面一侧设有槽轮；转轮外阶梯孔的侧壁和槽轮的侧壁均开有沿圆周间隔均布的一圈径向导槽，径向导槽内装有径向滑柱，两圈径向导槽所对应的两圈径向滑柱内周面经第二轴承分别与两个偏心套连接，两圈径向滑柱外周面与内齿圈连接，内齿圈固定在轮毂内。
[0009]所述的调速传动机构包括主动轴、主动摩擦片、被动摩擦片、液压缸控制环形活塞和被动轴；主动轴同轴固定套在调速输出轴的第三段阶梯上，主动轴外端面设有环形槽，被动轴通过第三轴承安装在调速输出轴的第五段阶梯上，被动轴内端面设有外凸缘，被动轴的外凸缘安装在主动轴环形槽内；主动轴环形槽的外侧壁周面上沿轴向间隔均布有主动摩擦片，被动轴的凸缘周面上沿轴向间隔均布有被动摩擦片，主动摩擦片与被动摩擦片之间交错安装布置，使得两个相邻的主动摩擦片之间均设有一被动摩擦片，最外侧的主动摩擦片与用于液压缸控制的环形活塞连接，环形活塞经弹簧与被动轴凸缘的台阶连接；调速输出轴的第六段阶梯与被动轴之间装有密封套和密封垫圈，密封套套在调速输出轴的第六段阶梯上并通过密封垫圈固定；主动摩擦片与被动摩擦片之间的间隙通过环形活塞的压紧力进行调节，被动轴作为最终输出轴与后续的发电机装置连接。
[0010]所述的环形活塞外周面设有凸缘，凸缘顶在最外侧的主动摩擦片上，弹簧装在环形活塞内端面的环形槽内，弹簧经挡片连接被动轴的凸缘，环形活塞外套有端盖，端盖顶在被动轴和轮毂之间。
[0011]所述的内齿圈沿圆周间隔均布开有依次衔接的弧形槽。
[0012]所述的第三轴承经卡簧轴向固定。
[0013]所述的第一轴承和第二轴承均为深沟球轴承。
[0014]所述的第三轴承为深沟球轴承。
[0015]本发明与现有风电机组传动链相比，其具有以下优点:
1.本发明由于采用直接传动增速机构实现直接增速，与传统齿轮箱增速式风电机组传动链相比，结构紧凑，体积大大减小，使风力发电机组传动链的结构更加紧凑、重量更轻。
[0016]2.本发明由于采用直接传动增速机构，使输入轴与输出轴之间的运动链缩短，减少了动力传动损失，传动增速机构各组成运动副之间有较多的相对滚动，啮合率提高。因此，使得风电机组传动效率更高。
[0017]3.本发明调速传动装置采用摩擦片之间的油膜剪切作用来传递动力实现调速，在调速范围内可以实现无级调速，并且可以实现主动轴之间的同步传动，大大拓展速度输出范围。
【附图说明】
[0018]图1是本发明整体结构示意图。
[0019]图2是直接传动增速机构示意图。
[0020]图3是调速传动装置结构示意图。
[0021]图中:1、风轮主轴，2、偏心套，3、转轮，4、弹簧，5、径向滑柱，6、内齿圈，7、主动轴，8、主动摩擦片，9、被动摩擦片，10、活塞，11、被动轴，12、调速输出轴，13、轮毂，14、端盖，15、挡片，16、第一轴承，17、第二轴承，18、第三轴承，19、卡簧，20、槽轮，21、密封垫圈，22、密封套，23、轴套。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]如图1所示，本发明包括通过轴承安装在轮毂13内的风轮主轴I和调速输出轴12，还包括传动增速机构和调速传动机构，风轮主轴I通过轴承安装在轮毂13内，风轮主轴I经传动增速机构与调速输出轴12固定连接，调速输出轴12连接有调速传动机构，调速输出轴12经过调速传动机构调速后与后续的发电机装置连接。
[0024]如图1所示，传动增速机构包括偏心套2、第二轴承17、径向滑柱5、转轮3和内齿圈6，风轮主轴I与转轮3的一端同轴固定连接，转轮3另一端的端面开有分为内、外两段的阶梯孔，调速输出轴12内端装在转轮3的阶梯孔内；调速输出轴12为分为七段阶梯的阶梯轴，七段阶梯从内端到外端分别为第一段阶梯、第二段阶梯、第三段阶梯、第四段阶梯、第五段阶梯、第六段阶梯和第七段阶梯，各段阶梯的直径从中部的第四段阶梯向两侧依次递减，调速输出轴12的第二段阶梯通过平键套有两个偏心套2 ;调速输出轴12的第一段阶梯通过第一轴承16套在转轮3的内阶梯孔内，转轮3外阶梯孔的侧壁开有沿圆周间隔均布的径向导槽，转轮3外阶梯孔端面一侧设有槽轮20 ;如图3所示，转轮3外阶梯孔的侧壁和槽轮20的侧壁均开有沿圆周间隔均布的一圈径向导槽，径向导槽内装有径向滑柱5，两圈径向导槽所对应的两圈径向滑柱5内周面经第二轴承17分别与两个偏心套2连接，两圈径向滑柱5外周面与内齿圈6连接，内齿圈6固定在轮毂13内。径向滑柱的中部是支撑柱，支撑柱的两端为滚子，两端的滚子分别滚动连接在内齿圈6和第二轴承17上。
[0025]如图3所示，调速传动机构包括主动轴7、主动摩擦片8、被动摩擦片9、控制液压缸的环形活塞10和被动轴11 ;主动轴7同轴固定套在调速输出轴12的第三段阶梯上，主动轴7外端面设有环形槽，被动轴11通过第三轴承18安装在调速输出轴12的第五段阶梯上，被动轴11内端面设有外凸缘，被动轴11的外凸缘安装在主动轴7环形槽内；主动轴7环形槽的外侧壁周面上沿轴向间隔均布有主动摩擦片8，被动轴11的凸缘周面上沿轴向间隔均布有被动摩擦片9，主动摩擦片8与被动摩擦片9之间交错安装布置，使得两个相邻的主动摩擦片8之间均设有一被动摩擦片9，最外侧的主动摩擦片