专利名称：用于风力发电系统的自动调速稳速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动调速、稳速装置，尤其是一种用于风力发电 的自动调速、稳速装置。
背景技术：
目前，定桨距风力发电机组与变桨距风力发电机组相比，定桨距 风力发电机组在额定风速以上运行时，由于桨叶节距角和发电机转速 不能自动调节，使得发电机组性能下降，风能利用率大大降低。
当定桨距风力发电机组在额定风速以上运行时，如果通过自动调 速，在允许风轮转速随风速增大而上升的同时，保持发电机转速不变， 从而优化了叶尖速比，使风力发电机组在额定风速以上运行时，仍可 以获得较大的风能。
发明内容
本发明是要解决定桨距风力发电机组自动调速的技术问题，而提 供一种用于风力发电系统的自动调速、稳速装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案是 一种用于风力发电系统 的自动调速、稳速装置，包括行星齿轮传动机构，无级变速传动机构， 电动螺旋传动机构，其特点是行星齿轮传动机构由行星架，内齿轮， 行星齿轮、太阳齿轮组成；无级变速传动机构由两对锥轮，左右螺旋 副，两个调节杠杆组成；电动螺旋传动机构由左右螺旋副，伺服电机
组成；其中，行星齿轮同时与太阳齿轮和内齿轮啮合，太阳齿轮与连 接在两个调节杠杆上的一对锥轮安装在同一传动轴上，连接在两个调 节杠杆上的另外一对锥轮同轴安装在输出轴上，两对锥轮之间通过齿 形带连接；左右螺旋副分别与两个调节杠杆连接，并与伺服电机相连。
行星架与风轮主轴相连接，并通过行星齿轮传动机构、 一对外齿 轮组成定轴齿轮传动机构，分流风轮的功率，降低齿形带的张力载荷; 输出轴一端接外齿轮，另一端接发电机。
本发明的有益效果是本发明将行星齿轮传动机构，无级变速传 动机构，电动螺旋传动机构的三个传动方式结合在一起，构成了适用 于风力发电系统的自动调速、稳速装置，当定桨距风力发电机组在额 定风速以上运行时，通过自动调速，在允许风轮转速随风速增大而上 升的同时，保持发电机转速不变，从而优化了叶尖速比，使风力发电 机组在额定风速以上运行时，仍可以获得较大的风能。
图1是本发明的传动装置示意图。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。 如图l所示，本发明的用于风力发电系统的自动调速、稳速装置， 包括伺服电机15，行星齿轮传动机构，无级变速传动机构，电动螺 旋传动机构。
行星齿轮传动机构由行星架3，内齿轮4，行星齿轮19、太阳齿 轮20组成；无级变速传动机构由锥轮8，锥轮13，左右螺旋副14，
两个调节杠杆6组成；电动螺旋传动机构由左右螺旋副14，伺服电
机15组成；其中，行星齿轮19同时与太阳齿轮20和内齿轮4啮合， 太阳齿轮20与分别活动连接在两个调节杠杆6上的两个锥轮8同轴 安装在输入轴9上，分别活动连接在两个调节杠杆6上的两个锥轮 13同轴安装在输出轴18上，锥轮8与锥轮13之间通过齿形带7传 动连接；左右螺旋副14分别与两个调节杠杆6连接，并与伺服电机 15相连。
行星齿轮19、太阳齿轮20和内齿轮4形成典型的行星齿轮传动 机构；安装在输入轴9上的一对锥轮8、安装在输出轴18上的一对 锥轮13、齿形带7、左右螺旋副14、两个调节杠杆6形成典型的无 级变速传动机构；在左右螺旋副14上经联轴器16连接伺服电机15， 形成电动螺旋传动。将上述三个传动方式结合在一起，就构成了适用 于风力发电系统的自动调速、稳速装置。
桨叶1通过轮毂、主轴和联轴器2与行星架3相连。当桨叶1带 动行星架3旋转时，行星架3驱动行星齿轮19做行星运动。由于行 星齿轮19同时与太阳齿轮20和内齿轮4啮合，而内齿轮4与外齿轮 5属于固定连接，外齿轮5与外齿轮17啮合，锥轮8与锥轮13之间 通过齿形带7传动，具有固定的传动比关系，因此，当安装在输入轴 9上的锥轮8和安装在输出轴18上的锥轮13的传动比(节圆直径之 比)一定时，在外齿轮17与太阳齿轮20之间施加了传动比约束关系， 使输出轴18通过联轴器11带动发电机12旋转。
当传动装置工作时，功率流由两路构成。 一路功率经由叶轮1、行星架3、行星齿轮19、内齿轮4、外齿轮5、外齿轮17、传动轴18，
一路功率经由叶轮l、行星架3、行星齿轮19、太阳齿轮20、输入轴
9、锥轮8、齿形带7、锥轮13、输出轴18。功率流在输出轴18上汇
合后，通过联轴器11传递到发电机12。由于该传递装置具有功率分
流功能，因此，流经齿形带7的功率远低于风力发电机组的实际功率，
因此，对齿形带的强度要求大大降低。
当伺服电机15旋转时，左右螺旋副14同时带动两个调节杠杆6
摆动，通过连接在调节杠杆6两端的滑块带动锥轮8和锥轮13分别
在输入轴9和输出轴18上滑动，从而调整齿形带7在锥轮8和锥轮
13上的接触位置，也就调整了锥轮8和锥轮13的节圆直径，使输入
轴9和输出轴18的传动比发生变化。左右螺旋副10用来调整齿形带
7的张力和松紧。
设太阳齿轮20的齿数为z。，行星齿轮19的齿数为zg，内齿轮4
的齿数为^，外齿轮5的齿数为&，外齿轮17的齿数为^，输入轴
9上锥轮8的节圆直径为A ，输出轴18上的锥轮13的节圆直径为"2,
则该传动装置具有如下传动比关系
^就是风轮1与发电机12之间的速比。通过伺服电机15调节锥 轮8和锥轮13的节圆直径，就可以调节传动比!p，从而调节了风轮l 与发电机12之间的速比^，达到了自动调速的目的。
权利要求
1. 一种用于风力发电系统的自动调速、稳速装置，包括行星齿轮传动机构，无级变速传动机构，电动螺旋传动机构，其特征在于，所述行星齿轮传动机构由行星架(3)，内齿轮(4)，行星齿轮(19)、太阳齿轮(20)组成；所述无级变速传动机构由两对锥轮(8，13)，左右螺旋副(14)，两个调节杠杆(6)组成；所述电动螺旋传动机构由左右螺旋副(14)，伺服电机(15)组成；其中，所述行星齿轮(19)同时与太阳齿轮(20)和内齿轮(4)啮合，太阳齿轮(20)与分别活动连接在两个调节杠杆(6)上的两个锥轮(8)同轴安装在输入轴(9)上，分别活动连接在两个调节杠杆(6)上的两个锥轮(13)同轴安装在输出轴(18)上，所述锥轮(8)与锥轮(13)之间通过齿形带(7)传动连接；所述左右螺旋副(14)分别与两个调节杠杆(6)连接，并与伺服电机(15)相连接。
2. 根据权利要求l所述的用于风力发电系统的自动调速、稳速装置， 其特征在于，所述行星架(3)与风轮(1)主轴相连接，并通过行星 齿轮传动机构和外齿轮(5)、外齿轮(17)组成定轴齿轮传动机构， 用于分流风轮(1)的功率，降低齿形带(7)的张力载荷。
3. 根据权利要求l所述的用于风力发电系统的自动调速、稳速装置， 其特征在于，所述输出轴(18) —端接外齿轮(17)，另一端接发电 机(12)。
全文摘要
本发明涉及一种用于风力发电系统的自动调速稳速装置，行星齿轮传动机构由行星架，内齿轮，行星齿轮、太阳齿轮组成；无级变速传动机构由锥轮，左右螺旋副，调节杠杆组成；电动螺旋传动机构由左右螺旋副，伺服电机组成；行星齿轮同时与太阳齿轮和内齿轮啮合，太阳齿轮与连接在两个调节杠杆上的一对锥轮安装在同一传动轴上，连接在两个调节杠杆上的另外一对锥轮同轴安装在输出轴上，两对锥轮之间通过齿形带连接；左右螺旋副分别与两个调节杠杆连接，并与伺服电机相连。通过自动调速，定桨距风力在允许风轮转速随风速增大而上升的同时，保持发电机转速不变，从而优化了叶尖速比，使风力发电机组在额定风速以上运行时，仍可以获得较大的风能。
文档编号F03D1/00GK101392727SQ20081020239
公开日2009年3月25日 申请日期2008年11月6日 优先权日2008年11月6日
发明者张锁怀 申请人:上海应用技术学院