一种润滑系统、传动系统及风力发电机的制作方法

1.本发明涉及风力发电设备技术领域，特别涉及一种润滑系统、传动系统及风力发电机。


背景技术：

2.随着大兆瓦(》5mw)齿轮箱在风电行业的普及，齿轮箱润滑所需油量不断增加，采用外置油箱的齿轮箱润滑系统开始普及。不论齿轮箱的润滑油采用内置于齿轮箱还是外置油箱，目前齿轮箱润滑油的主流布置方式是采用湿槽模式(wet sump method)，即齿轮箱内存有大量润滑油，润滑油位较高。湿槽模式的优点是可实现飞溅润滑，采用湿槽法可使风机齿轮箱在苛刻条件下仍可以通过飞溅方式得到所需润滑油。
3.与湿槽模式相对，干槽模式(dry sump method)，即齿轮箱内仅存有必要的少量润滑油，由于需要外置油箱，该方式目前的应用较少。
4.湿槽模式存在如下缺点：1.齿轮箱内油量大，搅油损耗高，随着风机容量增大，这一缺点日渐突出；2.飞溅润滑方式使油池内污染物容易进入传动系统的内部部件，对部件造成二次损害，缩短齿轮箱寿命；3.热油汇集在油池内，传动系统的运动部件浸渍在混合(热)油池中，冷却效果差；4.容易产生泡沫、添加剂损失等风险，缩短润滑油寿命；
5.干槽模式需要外置油箱，润滑系统复杂程度及成本较湿槽法高，在苛刻条件(断电、油路故障)下不能通过飞溅方式得到所需润滑油，使传动系统的运动部件产生缺油损伤。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种润滑系统、传动系统及风力发电机，使得风力发电机的传动系统的润滑方式易于在干槽模式和湿槽模式之间切换。
7.为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
8.一种润滑系统，其用于对风力发电机的传动系统进行润滑，包括：传动系统的齿轮箱1，其内存储有润滑油；容器2，其用于存储润滑油；第一流道6；第二流道7；所述第一流道6和所述第二流道7分别用于连通所述齿轮箱1和所述容器2；第一泵装置4，其设置在所述第一流道6上，位于所述齿轮箱1和所述容器2之间；阀门8，其设置在所述第二流道7上；所述风力发电机正常工作时，所述阀门8关闭，所述第一泵装置4以预设转速运行，所述齿轮箱1内的润滑油向所述容器2内流动，以使所述齿轮箱1内的润滑油处于第一液位，所述齿轮箱1以干槽模式对所述传动系统进行润滑；所述风力发电机不正常工作时，所述阀门8开启，所述第一泵装置4停止运行，所述容器2内的润滑油回流至所述齿轮箱1内，以使所述齿轮箱1内的润滑油处于第二液位，所述第二液位大于所述第一液位，所述齿轮箱1以湿槽模式对所述传动系统进行润滑。
9.可选地，所述第一流道6与所述齿轮箱1的连接口靠近所述齿轮箱1的底部；所述第一流道6与所述容器2的连接口靠近所述容器2的底部；所述第二流道7与所述齿轮箱1的连
接口靠近所述齿轮箱1的底部，且与所述第一流道6的第一端口位于同一水平面；所述第二流道7与所述容器2的连接口靠近所述容器2的底部，且与所述第一流道6的第二端口位于同一水平面。
10.可选地，还包括：第三流道9，第二泵装置5，其设置在所述第三流道9上；所述风力发电机正常工作时，所述第二泵装置5以预设转速运行，用于将所述齿轮箱1内的润滑油进行冷却并从所述第三流道9流向所述容器2中；所述风力发电机不正常工作时，所述第二泵装置5以预设转速运行，用于将所述容器2内的润滑油进行冷却并从所述第三流道9流向所述齿轮箱1中。
11.可选地，所述容器2的底部还设有第一吸油口11，其与所述第三流道9的一端连接，所述齿轮箱1的顶部还设有齿轮箱油分配器10，所述第三流道9的另一端通过所述齿轮箱油分配器10与所述齿轮箱1连通。
12.可选地，还包括：第一液位传感器12，其设置在所述齿轮箱1中，用于测量所述齿轮箱1中的润滑油的液位；第二液位传感器13，其设置在所述容器2中，用于测量所述容器2中的润滑油的液位。
13.可选地，还包括：控制器，其分别与所述第一液位传感器12，所述第二液位传感器13，所述第一泵装置4，所述阀门8和所述第二泵装置5连接；用于根据所述风力发电机的工作状态或者从所述第一液位传感器12或所述第二液位传感器13传输的液位信息控制对应的所述第一泵装置4，所述第二泵装置5和所述阀门8的开启或关闭。
14.可选地，所述风力发电机处于尚未启动或空转状态时，所述第一泵装置4和所述第二泵装置5均停止运行，所述第一流道6关闭，所述阀门8开启，所述第二流道7导通，所述齿轮箱1中的液位和所述容器2中的液位相同，所述齿轮箱1以湿槽模式对所述传动系统进行润滑。
15.可选地，所述风力发电机的正常工作的状态包括：所述风力发电机处于启动初期状态，及所述风力发电机处于完全运行状态。
16.可选地，所述风力发电机处于启动初期状态时，所述第一泵装置4以第一转速运行，所述第二泵装置5以第二转速运行，所述第一转速大于所述第二转速；所述齿轮箱1内的液位和所述容器2内的液位均处于极限液位时；所述第一泵装置4以所述第二转速运行。
17.可选地，所述风力发电机处于完全运行状态，所述传动系统需要增加润滑油油量时，所述第一泵装置4和所述第二泵装置5均同步以所述第一转速运行，以使所述齿轮箱1内的液位和所述容器2内的液位仍处于极限液位。
18.可选地，所述风力发电机的不正常工作状态包括：所述风力发电机进入切出状态，及所述风力发电机在运转中突然掉电。
19.另一方面，本发明还提供一种风力发电机的传动系统，包括如上文所述的润滑系统。
20.再一方面，本发明还提供一种风力发电机，包括如权利要求上文所述的传动系统。
21.本发明至少具有以下优点之一：
22.本发明所提供的润滑系统用于对风力发电机的主齿轮箱的润滑，该润滑系统适于以容易的方式在干槽模式和湿槽模式之间切换；由此进一步可知，本发明的润滑系统主要以干槽模式对所述传动系统进行润滑，即使得齿轮箱实现强制喷油润滑功能，由此避免了
上文湿槽模式中存在的缺陷。
23.本发明还提供的一种冗余功能，即在所述风力发电机进入切出状态或者所述风力发电机在运转中突然掉电时，所述润滑系统从干槽模式切换至湿槽模式，以湿槽模式对所述传动系统进行润滑，由此解决了上文所述的干槽模式下存在的问题。
附图说明
24.图1为本发明一实施例提供的一种润滑系统主要结构示意图；
25.图2为本发明一实施例提供的一种润滑系统中的齿轮箱从湿槽模式向干槽模式转化过程示意图；
26.图3为本发明一实施例提供的一种润滑系统中齿轮箱以干槽模式对所述传动系统进行润滑的状态示意图；
27.图4为本发明一实施例提供的一种润滑系统中的齿轮箱一湿槽模式对所述传动系统进行润滑的状态示意图。
具体实施方式
28.以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种润滑系统、传动系统及风力发电机作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
29.如图1所示，本实施例提供一种润滑系统，其用于对风力发电机的传动系统进行润滑，包括：传动系统的齿轮箱1，其内存储有润滑油；容器(外置油箱)2，其用于存储润滑油；第一流道6；第二流道7；所述第一流道6和所述第二流道7分别用于连通所述齿轮箱1和所述容器2；第一泵装置4，其设置在所述第一流道6上，位于所述齿轮箱1和所述容器2之间；阀门8，其设置在所述第二流道7上；所述风力发电机正常工作时，所述阀门8关闭，所述第一泵装置4以预设转速运行，所述齿轮箱1内的润滑油向所述容器2内流动，以使所述齿轮箱1内的润滑油处于第一液位，所述齿轮箱1以干槽模式对所述传动系统进行润滑；所述风力发电机不正常工作时，所述阀门8开启，所述第一泵装置4停止运行，所述容器2内的润滑油回流至所述齿轮箱1内，以使所述齿轮箱1内的润滑油处于第二液位，所述第二液位大于所述第一液位，所述齿轮箱1以湿槽模式对所述传动系统进行润滑。
30.请继续参考图1所示，在本实施例中，所述第一流道6与所述齿轮箱1的连接口靠近所述齿轮箱1的底部；所述第一流道6与所述容器2的连接口靠近所述容器2的底部；所述第二流道7与所述齿轮箱1的连接口靠近所述齿轮箱1的底部，且与所述第一流道6的第一端口位于同一水平面；所述第二流道7与所述容器2的连接口靠近所述容器2的底部，且与所述第一流道6的第二端口位于同一水平面。
31.请继续参考图1所示，本实施例还包括：第三流道9，第二泵装置5，其设置在所述第
三流道9上；所述风力发电机正常工作时，所述第二泵装置5以预设转速运行，用于将所述齿轮箱1内的润滑油进行冷却并从所述第三流道9流向所述容器2中；所述风力发电机不正常工作时，所述第二泵装置5以预设转速运行，用于将所述容器2内的润滑油进行冷却并从所述第三流道9流向所述齿轮箱1中。
32.请继续参考图1所示，所述容器2的底部还设有第一吸油口11，其与所述第三流道9的一端连接，所述齿轮箱1的顶部还设有齿轮箱油分配器10，所述第三流道9的另一端通过所述齿轮箱油分配器10与所述齿轮箱1连通。
33.请继续参考图1所示，本实施例还包括：第一液位传感器12，其设置在所述齿轮箱1中，用于测量所述齿轮箱1中的润滑油的液位；第二液位传感器13，其设置在所述容器2中，用于测量所述容器2中的润滑油的液位。
34.在本实施例中，还包括：控制器，其分别与所述第一液位传感器12，所述第二液位传感器13，所述第一泵装置4，所述阀门8和所述第二泵装置5连接；用于根据所述风力发电机的工作状态或者从所述第一液位传感器12或所述第二液位传感器13传输的液位信息控制对应的所述第一泵装置4，所述第二泵装置5和所述阀门8的开启或关闭。
35.本实施例提供的润滑系统的工作过程具体如下：
36.请继续参考图1所示，图1所示的是润滑系统在初始状态时的示意图，此时，所述风力发电机处于尚未启动或空转状态，在此状态下，所述第一泵装置4和所述第二泵装置5均停止运行，此时，所述第一泵装置4起到截止阀的作用，使得所述第一流道6关闭(即断开状态)，所述阀门8开启(即所述阀门8处于连通状态)，所述第二流道7导通，基于连通器原理，所述齿轮箱1中润滑油的液位和所述容器2中润滑油的液位相同，即所述齿轮箱1处于润滑油的液位最高点的“湿槽”状态，所述齿轮箱1以湿槽模式对所述传动系统进行润滑。
37.上文所述风力发电机的正常工作的状态包括：所述风力发电机处于启动初期状态，及所述风力发电机处于完全运行状态。
38.如图2所示，所述风力发电机处于启动初期状态时，此时，所述阀门8关闭(即所述阀门8处于截止状态)，所述第二流道7截止，所述第一泵装置4以第一转速运行，使得所述齿轮箱1内的润滑油流向所述容器2。所述第二泵装置5以第二转速运行(所述第二泵装置5低速启动)，此时，所述齿轮箱1内仍然存有大量的润滑油，而所述第二泵装置5的低速运转使得齿轮箱1处于强制喷油润滑(干槽模式)和飞溅润滑(湿槽模式)的综合状态，满足风力发电机启动初期低负载运行对所述传动系统的润滑要求，以及对润滑油的冷却要求，之后所述齿轮箱1内的润滑油的液位逐渐降低，所述外置油箱2内的润滑油的液位逐渐升高，所述齿轮箱1处于从湿槽模式状态向干槽模式状态转化的过程。可以理解的是，在本实施例中，所述第一转速大于所述第二转速。
39.如图3所示，之后，所述风力发电机处于完全运行状态(即正常运行)时，所述齿轮箱1内的润滑油的液位和所述容器2内的润滑油的液位均达到极限液位，此时，所述第二泵装置5切换至高速运转，即所述第一泵装置4和所述第二泵装置5均同步以所述第一转速运行，所述第二泵装置5和所述第一泵装置4的流量相同，所述齿轮箱1内的液位和所述容器2内的液位仍保持在极限液位。即，所述齿轮箱1持续处于液位最低的“干槽”状态，进而使得所述齿轮箱1实现强制喷油(干槽模式)润滑所述传动系统的功能。
40.在一些其他的实施例中，所述齿轮箱1内的液位和所述容器2内的液位均处于极限
液位时；所述第一泵装置4以所述第二转速运行。即所述第一泵装置4降至低速，使得所述第一泵装置4和所述第二泵装置5均以所述第二转速运行，所述第一泵装置4的流量和所述第二泵装置5流量保持相同，所述齿轮箱1持续处于液位最低的“干槽”状态，进而使得所述齿轮箱1实现强制喷油(干槽模式)润滑所述传动系统的功能。此种方式的优点是功率消耗少。
41.之后，当所述传动系统需要增加润滑油油量时(即风力发电机需要更大的润滑油量)，所述第一泵装置4和所述第二泵装置5均同步切换至高速，即以所述第一转速运行，以使所述齿轮箱1内的液位和所述容器2内的液位仍保持极限液位，所述齿轮箱1继续以强制喷油(干槽模式)润滑所述传动系统。此种方式能够满足风力发电机在大负荷是的润滑需求。
42.如图4所示，所述风力发电机的不正常工作状态包括：所述风力发电机进入切出状态，及所述风力发电机在运转中突然掉电。
43.具体的，此时，所述此时第一泵装置4停止运行，使第一流道6内的油路断开，阀门8连通，使第二流道7内的油路连通，由于连通器原理，齿轮箱1内的油位迅速升高，外置油箱2内的油位迅速降低，齿轮箱1处于“干槽”状态向“湿槽”状态转化过程，最终回到图1所示的“湿槽”状态。
44.此状态下第二泵装置5的运转可以加速齿轮箱1的“干槽”状态向“湿槽”状态转化过程。
45.可以理解的是，控制器基于风机状态和第一液位传感器12、第一液位传感13的信号控制第一泵装置4、第二泵装置5的启停和高低速控制以及阀门8的通断实现上述各种状态，在此不再赘述。
46.在本实施例中，所述外置油箱2可以不密封。在本实施例中，还可以在所述第三流道9上设置外置润滑系统3，可用于实现传统齿轮箱润滑系统的过滤、吸油，流量、温度、压力控制等功能。
47.在本实施例中，所述第一泵装置4和所述第二泵装置5均可以为油泵，但不以此为限。
48.另一方面，本发明还提供一种风力发电机的传动系统，包括如上文所述的润滑系统。
49.再一方面，本发明还提供一种风力发电机，包括如权利要求上文所述的传动系统。
50.本实施例所提供的润滑系统用于对风力发电机的主齿轮箱的润滑，该润滑系统适于以容易的方式在干槽模式和湿槽模式之间切换；由此进一步可知，本发明的润滑系统主要以干槽模式对所述传动系统进行润滑，即使得齿轮箱实现强制喷油润滑功能，由此避免了上文湿槽模式中存在的缺陷。
51.本实施例还提供的一种冗余功能，即在所述风力发电机进入切出状态或者所述风力发电机在运转中突然掉电时，所述润滑系统从干槽模式切换至湿槽模式，以湿槽模式对所述传动系统进行润滑，由此解决了上文所述的干槽模式下存在的问题。
52.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
53.应当注意的是，在本文的实施方式中所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。
54.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。