专利名称：一种多输出风力发电机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种多输出的风力发电机组。
背景技术：
近些年，全球风电产业迅猛发展，海上风电不占用土地，风能资源丰富，靠近负荷中心，并网消纳容易，市场潜力巨大，将在全球范围内出现爆发式增长。随着海上风电场的经济化和规模化发展，国内外海上风电机组大型化趋势明显。对带增速装置的发电机组而言，其增速装置通常是一级或两级行星齿轮传动加一级或两级平行轴齿轮传动，只有一个输出轴。这种风电机组一旦发电机出现故障，只能停机，等待修复或更换，由于海上操作严重受天气影响，可能耽误很多时间，风机的利用率低。此外，随着风电机组的大型化，载荷随之增大，增速装置就要增大，而这会受到行星齿轮传动中齿圈受制造能力的限制，无法实现。这就限制了海上风电机组的大型化。因此，如何设计一种具有多个输出轴的风电机组，即为本领域技术人员的研究方向所在。
发明内容本实用新型的主要目的是提供一种多输出风力发电机组，以解决上述现有技术中所存在的问题。为了达到上述目的，本实用新型提供一种多输出风力发电机组，其包括轮毂，所述轮毂上安装有叶片，所述轮毂通过一传动轴与一增速装置的主动力输入轴相连，所述增速装置具有多个从动力输出轴，每个从动力力输出轴带动一个发电机。较佳的实施方式中，所述的增速装置包括至少一级平行轴齿轮传动机构加至少一级行星齿轮转动机构，所述的至少一级平行轴齿轮传动机构与所述的至少一级行星齿轮传动机构传动连接。较佳的实施方式中，所述的增速装置包括一级平行轴齿轮传动机构加两级行星齿轮转动机构，所述的一级平行轴齿轮传动机构与所述的两级行星齿轮传动机构传动连接。较佳的实施方式中，所述的增速装置包括至少一级行星齿轮传动机构加至少一级平行轴齿轮传动机构，所述的至少一级行星齿轮传动机构与所述的至少一级平行轴齿轮传动机构传动连接。较佳的实施方式中，所述的增速装置包括两级行星齿轮传动机构加一级平行轴齿轮传动机构，所述的两级行星齿轮传动机构与所述的一级平行轴齿轮传动机构传动连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型所述的风力发电机组可利用叶轮将风能转化为机械能，并将机械能传递给多输出增速装置，之后带动多个发电机发电。所述增速装置采用载荷分流技术，有多个输出轴，能够降低作用在齿轮和轴承上载荷，提高齿轮和轴承的使用寿命，减小齿轮和轴承尺寸和重量，并且由于齿轮上的载荷降低，还可以提高传动比，增大输出速度，减小发电机的尺寸和重量。所述多个发电机采用并联形式布置，这种冗余设计的布置方式可以保证在某一发电机发生故障时，机组可以在低功率下继续运行，提高机组的利用率。
图1为本实用新型一种多输出风力发电机组组成示意图；图2为本实用新型一种多输出风力发电机组一实施例组成示意图；图3为本实用新型一种多输出风力发电机组另一实施例组成示意图；图4为本实用新型平行轴传动加行星传动多输出增速装置示意图；图4A为本实用新型平行轴传动加行星传动多输出增速装置具体结构图；图5为本实用新型行星传动加平行轴传动多输出增速装置示意图；图5A为本实用新型行星传动加平行轴传动多输出增速装置具体结构图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。如图1所示，为本实用新型一种多输出风力发电机组组成示意图；本实用新型提供一种多输出风力发电机组，其用以适用于大功率风力发电机组，其包括轮毂1，所述轮毂1上安装有叶片2，所述轮毂1通过传动轴3与增速装置4的主动力输入轴相连，所述增速装置4具有多个从动力输出轴，每个从动力输出轴带动一个发电机5。如图2所示，为本实用新型一种多输出风力发电机组一实施例组成示意图；在本实施例中，所述的增速装置4包括至少一级平行轴齿轮传动机构41加至少一级行星齿轮转动机构42，所述的至少一级平行轴齿轮传动机构41与所述的至少一级行星齿轮传动机构42传动连接。在实际应用中，一般情况下，所述的增速装置4可以包括一级或两级平行轴齿轮传动机构41，多输出，加一级或两级行星齿轮传动机构42，多输出，之后带动多个发电机。由于平行轴齿轮传动机构中41的齿轮可以制造的比行星齿轮传动中的齿圈大，承载能力也大，可以用于承载输入的大扭矩，经过一级或两级平行轴齿轮传动的增速减扭后，采用多输出，之后连接一级或两级行星齿轮传动机构42，大幅提高转速，以降低发电机的尺寸和重量。如图3所示，为本实用新型一种多输出风力发电机组一实施例组成示意图；在本实施例中，所述的增速装置4包括至少一级行星齿轮传动机构42加至少一级平行轴齿轮传动机构41，所述的至少一级行星齿轮传动机构42与所述的至少一级平行轴齿轮传动机构41传动连接，在实际应用中，一般情况下，所述的增速装置4可以包括一级或两级行星齿轮传动机构42加一级或两级平行轴齿轮传动机构41，多输出，之后带动多个发电机5，所述多个发电机5采用并联形式布置，这种冗余设计的布置方式可以保证在某一发电机发生故障时，机组可以在低功率下继续运行，提高机组的利用率。如图4及图4A所示，为本实用新型平行轴传动加行星传动多输出增速装置示意图及平行轴传动加行星传动多输出增速装置具体结构图；在本实施例中是例举的增速装置是一级平行轴齿轮传动机构41加两级行星齿轮转动机构42的方式，但不限于此。参阅图4及4A所示，所述的增速装置4包括相互传动连接的平行轴齿轮传动机构41和行星齿轮传动机构42。所述平行轴齿轮传动机构的主动力输出轴413与所述行星齿轮传动机构的从动力输入轴414相互连接。所述平行轴齿轮传动机构41的主动力输入轴410驱动一个主动齿轮411，该主动齿轮411与多个均布的从动齿轮412啮合，每个从动齿轮412带动一个主动力输出轴413，各个主动力输出轴413再连接一个行星齿轮传动机构42的从动力输入414，每个行星齿轮传动机构42有一个从动力输出轴423，每个从动力输出轴423连接一个发电机，这样就实现了多输出。其中，所述从动齿轮412和主动力输出轴413可以一体设置。当然，上述描述的为一级平行轴齿轮传动机构，也可以采用多级平行轴齿轮传动机构。所述行星齿轮传动机构42的从动力输入轴414可以驱动第一级行星架415旋转，此时第一级齿圈416固定，第一级行星轮417与第一级齿圈416啮合，随第一级行星架415公转，同时自身发生于第一级行星架415旋转方向相反的自转，第一级太阳轮418与第一级行星轮417啮合，发生与第一级行星轮417旋转方向相反、与第一级行星架415旋转方向相同的旋转。经过一级行星机构传动，起到增速减扭的作用。其中，从动力输入轴414和第一级行星架415可以一体设置。另外，还包括第二级行星齿轮传动机构，第一级太阳轮418可以通过花键、鼓形齿等形式与第二级行星架419进行止旋配合，驱动第二级行星架419旋转，此时，第二级齿圈421固定，第二级行星轮420与第二级齿圈421啮合，随第二级行星架419公转，同时自身发生于第二级行星架419旋转方向相反的自转，第二级太阳轮422与第二级行星轮420啮合发生与第二级行星轮420旋转方向相反、与第二级行星架419旋转方向相同的旋转。此时，第二级太阳轮422带动从动力输出轴423旋转。各个行星齿轮传动机构的从动力输出轴423连接一个发电机，从而实现多输出。需要指出的是，上述结构是设置了两级行星齿轮传动机构，当然根据需要也可以设置多级行星齿轮传动机构，其中，此多级行星齿轮传动机构顺次串联，这里指的串联为前一级的行星齿轮传动机构的动力输出轴与后一级行星齿轮传动机构的动力输入轴同轴止旋连接。其中，每一级的行星齿轮传动机构的结构形式均可与第二级行星齿轮传动机构相同，另外，它们的传动比可以相同也可以不同，具体的传动比可根据实际需要确定。行星传动机构也可以驱动齿圈旋转，此时行星架固定，行星轮与齿圈啮合，发生与齿圈旋转方向相同的旋转，太阳轮与行星轮啮合，发生与行星轮和齿圈旋转方向也相反的旋转。另外，上述的齿圈、主动齿轮、从动齿轮、太阳轮、行星轮、第二级太阳轮和第二级行星轮的齿为直齿、斜齿、人字齿和弧齿中的任一种。如图5及图5A所示，为本实用新型行星传动加平行轴传动多输出增速装置示意图及本实用新型行星传动加平行轴传动多输出增速装置具体结构图；在本实施例中是例举的增速装置是一级行星齿轮转动机构42加两级平行轴齿轮传动机构41的方式，但不限于此。所述的增速装置4包括相互传动连接的行星齿轮传动机构42和平行轴齿轮传动机构41。所述行星齿轮传动机构的主动力输出轴439与所述平行轴齿轮传动机构的从动力输入轴440相互连接。所述行星齿轮传动机构的主动力输入轴430可以驱动第一级行星架431旋转，此时第一级齿圈433固定，第一级行星轮432与第一级齿圈433啮合，随第一级行星架431公转，同时自身发生于第一级行星架431旋转方向相反的自转，第一级太阳轮434与第一级行星轮432啮合，发生与第一级行星轮432旋转方向相反、与第一级行星架431旋转方向相同的旋转。经过一级行星机构传动，起到增速减扭的作用。其中，主动力输
5入轴430和第一级行星架431可以一体设置。另外，还包括第二级行星齿轮传动机构。第一级太阳轮434可以通过花键、鼓形齿等形式与第二级行星架435进行止旋配合，驱动第二级行星架435旋转，此时，第二级齿圈437固定，第二级行星轮436与第二级齿圈437啮合，随第二级行星架435公转，同时自身发生于第二级行星架435旋转方向相反的自转，第二级太阳轮438与第二级行星轮436啮合，发生与第二级行星轮436旋转方向相反、与第二级行星架435旋转方向相同的旋转。经过两级行星机构传动，进一步起到增速减扭的作用。第二级太阳轮438带动主动力输出轴439旋转，这个主动力输出轴439连接平行轴齿轮传动机构的从动力输入轴440，平行轴齿轮传动机构具有多个从动力输出轴443，每个从动力输出轴443连接一个发电机，这样就实现了多输出，其中，主动力输入轴430和第一级行星架431可以一体设置。需要指出的是，上述结构是设置了两级行星齿轮传动机构，当然根据需要也可以设置多级行星齿轮传动机构，其中，此多级行星齿轮传动机构顺次串联，这里指的串联为前一级的行星齿轮传动机构的动力输出轴与后一级行星齿轮传动机构的动力输入轴同轴止旋连接。其中，每一级的行星齿轮传动机构的结构形式均可与第二级行星齿轮传动机构相同，另外，它们的传动比可以相同也可以不同，具体的传动比可根据实际需要确定。行星传动机构也可以驱动齿圈旋转，此时行星架固定，行星轮与齿圈啮合，发生与齿圈旋转方向相同的旋转，太阳轮与行星轮啮合发生与行星轮和齿圈旋转方向也相反的旋转。所述平行轴齿轮传动机构的从动力输入轴440驱动一个主动齿轮441，主动齿轮441与多个均布的从动齿轮442啮合，每个从动齿轮442带动一个从动力输出轴443旋转。各个从动力输出轴443再连接一个发电机，这样就实现了多输出。其中，所述从动齿轮442和从动力输出轴443可以一体设置。当然，也可以采用多级平行轴齿轮传动机构。另外，上述的齿圈、主动齿轮、从动齿轮、太阳轮、行星轮、第二级太阳轮和第二级行星轮的齿为直齿、斜齿、人字齿和弧齿中的任一种。综上所述，本实用新型所述的风力发电机组可利用叶轮将风能转化为机械能，并将机械能传递给多输出增速装置，之后带动多个发电机发电。所述增速装置采用载荷分流技术，有多个输出轴，能够降低作用在齿轮和轴承上载荷，提高齿轮和轴承的使用寿命，减小齿轮和轴承尺寸和重量，并且由于齿轮上的载荷降低，还可以提高传动比，增大输出速度。所述多个发电机采用并联形式布置，这种冗余设计的布置方式可以保证在某一发电机发生故障时，机组可以在低功率下继续运行，提高机组的利用率。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以上所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种多输出风力发电机组，其特征在于其包括轮毂，所述轮毂上安装有叶片，所述轮毂通过一传动轴与一增速装置的主动力输入轴相连，所述增速装置具有多个从动力输出轴，每个从动力力输出轴带动一个发电机。
2.根据权利要求1所述的多输出风力发电机组，其特征在于，所述的增速装置包括至少一级平行轴齿轮传动机构加至少一级行星齿轮转动机构，所述的至少一级平行轴齿轮传动机构与所述的至少一级行星齿轮传动机构传动连接。
3.根据权利要求1所述的多输出风力发电机组，其特征在于，所述的增速装置包括一级平行轴齿轮传动机构加两级行星齿轮转动机构，所述的一级平行轴齿轮传动机构与所述的两级行星齿轮传动机构传动连接。
4.根据权利要求1所述的多输出风力发电机组，其特征在于，所述的增速装置包括至少一级行星齿轮传动机构加至少一级平行轴齿轮传动机构，所述的至少一级行星齿轮传动机构与所述的至少一级平行轴齿轮传动机构传动连接。
5.根据权利要求1所述的多输出风力发电机组，其特征在于，所述的增速装置包括两级行星齿轮传动机构加一级平行轴齿轮传动机构，所述的两级行星齿轮传动机构与所述的一级平行轴齿轮传动机构传动连接。
专利摘要本实用新型公开一种多输出风力发电机组，包括轮毂，所述轮毂上安装有叶片，所述轮毂通过传动轴与增速装置的主动力输入轴相连，所述增速装置具有多个从动力输出轴，每个从动力力输出轴带动一个发电机。本实用新型的多个发电机采用并联形式布置，这种冗余设计的布置方式可以保证在某一发电机发生故障时，机组可以在低功率下继续运行，提高机组的利用率。
文档编号F16H1/46GK202326028SQ20112049783
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者万保库, 刘作辉, 张芹, 彭作明, 金宝年 申请人:华锐风电科技(集团)股份有限公司