旋转传递装置以及设置有该旋转传递装置的风力发电设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的方面涉及一种旋转传递装置以及配备有该旋转传递装置的风力发电设备。
【背景技术】
[0002]按照常规，已知一种风力发电设备，在该风力发电设备中，叶片在接受风力时使连接至叶片的主轴旋转，并且增速器将主轴的旋转增速，从而驱动发电机。另外，还已知一种技术，在该技术中，在增速器的输出轴与发电机的输入轴之间设置有单向离合器，以抑制发电机的由于风力等的变化所造成的惯性转矩的变化并且以减小施加至增速器的负载(例如，参照专利文献1)。
[0003]该单向离合器配备有内圈、外圈和滚子，其中，该内圈设置在输入轴和输出轴中的一者侧，该外圈设置在输入轴和输出轴中的另一者侧，滚子设置在形成在内圈与外圈之间的楔形空间中，该单向离合器构造成使得滚子在输出轴的旋转速度高于输入轴的旋转速度的情况下移动至楔形空间中的较窄区域并且与内圈和外圈接合，从而将输出轴以能够一体地旋转的方式连接至输入轴，并且该单向离合器构造成使得滚子在输出轴的旋转速度低于输入轴的旋转速度的情况下移动至楔形空间的较宽区域并且被解除接合，从而切断输出轴与输入轴之间的连接。
[0004]相关技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献l:JP-A-2013-60825
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的问题
[0008]然而，即使单向离合器设置在增速器与发电机之间，由于施加至增速器的负载仍然较大，因此增速器是装置中的很可能引起问题的一个装置。此外，如果大的负载施加至增速器，则大的负载同样地也施加至单向离合器，由此发生问题的可能性很高。因此，期望的是，应该掌握施加至增速器和单向离合器的负载的状态来防止问题的发生。
[0009]此外，如果外圈的内周面和内圈的外周面(该内周面和外周面在下文中被称为“接合面”)一一滚子与该内周面和外周面接合一一由于风力发电设备的长期使用而被磨损，则在楔形空间中由内圈和外圈的接合面形成的角度(楔角)逐渐地变大并且在外圈与内圈之间易于发生“滑动”。这种“滑动”可能造成不适当的驱动动力传递和发电效率的劣化。为此，重要的是，掌握接合面的磨损状态并防止发电效率方面的劣化。
[0010]本发明的方面意在提供一种旋转传递装置，该旋转传递装置能够掌握施加至增速器和单向离合器的负载以用于例如防止问题的发生并用于提早检测问题，并且本发明的方面意在提供一种配备有该旋转传递装置的风力发电设备。
[0011]本发明的另一方面意在提供一种旋转传递装置，该旋转传递装置能够掌握单向离合器的内圈和外圈的接合面的磨损状态，并且本发明的另一方面意在提供一种配备有该旋转传递装置的风力发电设备。
[0012]解决问题的方式
[0013](1)本发明的第一方面包括旋转传递装置，该旋转传递装置包括:单向离合器，该单向离合器设置在增速器的输出轴与发电机的输入轴之间，其中，该增速器在风力发电设备中将主轴的旋转增速，输出轴的旋转被输入至该发电机的输入轴以产生电力，在输出轴的旋转速度高于输入轴的旋转速度的状态下，该单向离合器使输出轴与输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且在输出轴的旋转速度低于输入轴的旋转速度的状态下，该单向离合器切断输出轴与输入轴之间的连接;测量部，该测量部测量单向离合器的状态，该状态根据施加至单向离合器的负载而变化；以及获取部，该获取部基于测量部的测量结果来获取施加至单向离合器的负载。
[0014]在这种构型的情况下，测量部测量单向离合器的状态，并且获取部基于测量部的测量结果来获取施加至单向离合器的负载，由此能够掌握施加至单向离合器和增速器的负载的状态。因此，在获取部获取过大的负载的情况下，可以采取用于防止在单向离合器和增速器中发生问题的措施。
[0015](2)单向离合器可以包括:内圈和外圈；以及多个接合元件，所述多个接合元件设置在内圈与外圈之间，接合元件可以与内圈和外圈接合以使输出轴与输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且接合元件可以被解除接合以切断该连接，并且测量部可以测量通过接合元件的接合而在内圈或外圈中产生的形变。
[0016]沿周向方向施加至单向离合器的负载(转矩负载)与在内圈或外圈中产生的形变相关。因此，施加至单向离合器的负载能够通过利用测量部测量形变来获取。
[0017](3)单向离合器可以包括:内圈和外圈；以及多个接合元件，所述多个接合元件设置在内圈与外圈之间，接合元件可以与内圈和外圈接合以使输出轴与输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且接合元件可以被解除接合以切断该连接，并且测量部可以测量接合元件在接合元件与内圈和外圈接合时沿轴向方向的移动量。
[0018]沿周向方向施加至单向离合器的负载(转矩负载)与在接合元件与内圈和外圈接合时接合元件沿轴向方向的移动量相关。因此，施加至单向离合器的负载能够通过测量所述移动量来获取。
[0019](4)单向离合器可以在外圈的内周面或内圈的外周面上形成凸轮面以在内圈与外圈之间形成楔形空间。
[0020]在这种情况下，当接合元件与凸轮面接合时，负载沿法向方向被施加至凸轮面，并且由于该负载而在形成有凸轮面的外圈或内圈中发生形变。负载和形变随着沿周向方向施加至单向离合器的负载变大而变大。因此，沿周向方向施加至单向离合器的负载能够通过测量该形变来获取。
[0021]此外，接合元件在与凸轮面接合的过程中沿周向方向移动。移动量随着沿周向方向施加至单向离合器的负载变大而变大。因此，沿周向方向施加至单向离合器的负载能够通过测量该移动量来获取。
[0022](5)单向离合器可以包括用作接合元件的楔块。
[0023]在这种情况下，每个楔块在与凸轮面接合的过程中沿周向方向移动。移动量随着沿周向方向施加至单向离合器的负载变大而变大。因此，沿周向方向施加至单向离合器的负载能够通过该测量移动量来获取。
[0024](6)本发明的第二方面包括风力发电设备，该风力发电设备包括:增速器，该增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速，并且该增速器将该旋转从输出轴输出；发电机，输出轴的旋转通过发电机的输入轴输入至发电机以产生电力；以上提到的旋转传递装置；以及测量部，该测量部根据旋转传递装置的获取部所获取的负载来测量发电机的电力负载。
[0025]在这种构型的情况下，例如，在施加至单向离合器的负载较大的情况下，减小发电机中的电力负载，由此能够减小施加至单向离合器的负载并且能够防止在单向离合器和增速器中发生问题。
[0026](7)以上提到的风力发电设备优选地包括传输部，该传输部将指示单向离合器的状态的信息或指示施加至单向离合器的负载的信息传输至风力发电设备的外部。
[0027]在这种构型的情况下，例如，在风力发电设备配备有用于从外部监测风力发电设备的操作监测装置的情况下，施加至单向离合器和增速器的负载的状态、电力负载的调节状态等能够通过将单向离合器的状态以及施加至单向离合器的负载传输至操作监测装置来远程掌握。
[0028](8)本发明的第三方面包括旋转传递装置，该旋转传递装置包括单向离合器，该单向离合器设置在增速器的输出轴与发电机的输入轴之间，其中，该增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速并且该增速器将该旋转从输出轴输出，输出轴的旋转被输入至发电机的输入轴以产生电力，其中，该单向离合器包括:内圈，该内圈设置在输出轴和输入轴中的一者上；外圈，该外圈设置在输出轴和输入轴中的另一者上；以及滚子，滚子设置在内圈与外圈之间的楔形空间中，其中，在输出轴的旋转速度高于输入轴的旋转速度的情况下，该单向离合器通过将滚子与内圈和外圈接合而使输出轴与输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且在输出轴的旋转速度低于输入轴的旋转速度的情况下，该单向离合器通过解除接合而切断该连接，并且其中，该旋转传递装置还包括检测机构，该检测机构检测内圈与外圈之间的由发电机的负载转矩的变化所引起的扭转角。
[0029]当输出轴的旋转经由单向离合器传递至输入轴并且发电机的转子被旋转以产生电力时，如果用于使转子旋转的负载转矩增大，则单向离合器的滚子移动至楔形空间的较窄区域并且在运动期间于内圈与外圈之间发生相对旋转。随着楔角由于内圈和外圈的接合面的磨损而增大，用作相对运动的角度的“扭转角”变得越来越大。因此，内圈和外圈的接合面的磨损状态能够通过检测扭转角来掌握，由此能够在单向离合器效率变低之前实施诸如单向离合器的更换、维修等之类的措施。
[0030](9)旋转传递装置还可以包括判定部，该判定部基于根据负载转矩的变化量而定的扭转角来判定单向离合器的内圈和外圈的磨损状态。
[0031]在这种构型的情况下，能够基于判定部的判定结果实施单向离合器的诸如更换、维修等之类的措施。
[0032](10)检测机构可以包括:第一检测部，第一检测部检测内圈的绝对角度;第二检测部，第二检测部检测外圈的绝对角度；以及计算部，该计算部获得第一检测部和第二部的检测值之间的差。
[0033]在这种构型的情况下，能够检测内圈与外圈之间的扭转角。
[0034](11)此外，检测机构可以包括检测部，该检测部直接检测由于内圈与外圈之间的相对旋转所造成的角度的变化。
[0035]在这种构型的情况下，也能够检测到内圈与外圈之间的扭转角。另外，能够减少由于检测部的数量，因此检测机构能够以廉价的方式构造。
[0036](12)旋转传递装置可以包括传输部，该传输部将判定部的判定结果传输至风力发电设备的外部。
[0037]在这种构型的情况下，例如，在风力发电设备配备有用于从外部监测风力发电设备的操作监测装置的情况下，例如内圈和外圈的磨损状态能够通过将判定部的判定结果传输至操作监测装置而被远程掌握。
[0038](13)本发明的第四方面包括风力发电设备，该风力发电设备包括:增速器，该增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速，并且该增速器将该旋转从增速器的输出轴输出；发电机，输出轴的旋转通过发电机的输入轴被输入至发电机以产生电力；以及以上提到的旋转传递装置。
[003