一种风电机组的传动结构及风电机组的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种传动结构，尤其是一种风电机组的传动结构，属于风力发电设备【技术领域】；所述风电机组的传动结构包括中心轴、轮毂和主齿轮箱，所述轮毂可旋转设置于中心轴上，所述主齿轮箱位于中心轴的一端，且轮毂的主齿轮箱所在侧与主齿轮箱的输入端配合连接；本发明的风电机组的传动结构，采用不同于现有风电机组的无主轴传动结构设计，使得传动装置的长度进一步缩短，有利于实现机舱体积的小型化，同时能够降低整个传动装置的重量，特别是在大型机组设计时避免了机组重量的增加，另外支撑轮毂的轴承受力情况较好，有利于降低轴承设计难度。
【专利说明】一种风电机组的传动结构及风电机组
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种传动结构，尤其是一种风电机组的传动结构，属于风力发电设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]传统的双馈型风机传动装置布局一般为:主轴一端通过法兰或锁紧盘与主齿轮箱相连，主轴另一端与前端轮毂相连，而主齿轮箱的输出轴通过联轴器与发电机相连，并通过主轴轴承支撑整个传动装置。
[0003]传动装置作为风力发电机组的重要组成部件，主要用于传递来自风轮的扭矩，带动发电机运转，同时主轴轴承支撑承载来自轮毂和各个大型零部件的各种载荷。传统的传动装置根据支撑方式可分为两种:(2)单点支撑，即在传动链上布置一个面对面或背对背的双列圆锥主轴轴承，此种布置可以缩短传动链长度，且改善齿轮箱受力情况，但大直径双列圆锥轴承价格昂贵且制造困难，造成机组设计选型困难和成本上升；(2)两点支撑，即在传动链上布置两个主轴轴承，此时的主齿轮箱只承受扭矩作用，齿轮箱受力相对较好，但是传动链相对较长；(3)三点支撑，即在传动链上布置1个主轴轴承，此种布置成本相对较低，但主齿轮箱前轴承承受扭矩和径向载荷，齿轮箱故障率相对较高。
[0004]因此，在设计大功率的风力发电机组时，如果仍采用传统的传动装置布置形式，会带来以下几个问题:(1)传动装置的长度会较长，即机舱的体积会较大，这给机舱罩壳的设计带来一定程度的挑战；(2)因传动装置有主轴的存在，使得整个传动装置的重量较大；
(3)因主轴轴承布置在轮毂和齿轮箱之间，加上各部件增大增重，会使得主轴轴承承载较大，故选用的主轴轴承也会相应增大。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种新型的风力发电机组传动结构，以替代传统的通过主轴连接主齿轮箱的方案，达到传动结构小型化、轻量化，并且承载能力好目的。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
一种风电机组的传动结构，包括中心轴、轮毂和主齿轮箱，所述轮毂可旋转设置于中心轴上，所述主齿轮箱位于中心轴的一端，且轮毂的主齿轮箱所在侧与主齿轮箱的输入端配合连接。本发明的风电机组的传动结构，与现有风电机组传动结构最主要区别在于:采用中心轴固定设计，轮毂可旋转设置于中心轴上，轮毂与主齿轮箱的输入端直接相连接进行驱动，且传动的连接部与主齿轮箱在轮毂的同侧。相比于传统的风电机组传动链结构，本发明由于取消了主轴，传动装置的长度进一步缩短，能够实现机舱的体积的小型化，同时能够降低整个传动装置的重量，特别是在大型机组设计时避免了机组重量的增加。
[0007]所述中心轴为中空结构，所述主齿轮箱的输出轴设置于中心轴内，或进一步的沿轴向穿过中心轴，使得传动装置能进一步缩小体积，有利于机舱整体体积的进一步缩小。
[0008]所述输出轴端部与发电机连接，所述主齿轮箱和发电机分列于中心轴的两端。主齿轮箱和发电机分列于中心轴的两端有利于整个机舱重量的平衡，保证系统安装的稳定性，输出轴与发电机间通过联轴器进行连接。
[0009]所述轮毂与主齿轮箱的输入端固定连接。轮毂与主齿轮箱输入端的配合方式可以采用所有的常规形式，为了提高系统的稳定性，轮毂与主齿轮箱的输入端采用法兰盘或锁紧盘进行固定连接。所述主齿轮箱可采用常规或者差动多级周转轮结构设计，轮毂与主齿轮箱轮系的内齿圈固定连接，主齿轮箱轮系的行星架与中间轴固定连接。
[0010]所述主齿轮箱固定设置于中心轴端部，优选通过螺栓连接。
[0011]所述中心轴固定设置于风机机架上，优选通过螺栓连接。
[0012]通过主齿轮箱与中心轴的固定连接，中心轴和风机机架的固定连接，形成一个具有可靠支撑结构的整体，从而使得中心轴也成为机舱架体的一部分。
[0013]所述轮毂通过轴承可旋转套设于中心轴上。
[0014]所述轮毂通过两个轴承可旋转套设于中心轴上，两轴承分别位于轮毂的两端，使得所述轮毂重心位于中心轴两个支撑轴承的中部，有利于改善轴承受力，降低轴承要求，特别利于大型机组的减重设计和轴承选型。
[0015]一种采用所述风电机组传动结构的风电机组。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:本发明的风电机组的传动结构，采用不同于现有风电机组的无主轴传动结构设计，使得传动装置的长度进一步缩短，有利于实现机舱体积的小型化，同时能够降低整个传动装置的重量，特别是在大型机组设计时避免了机组重量的增加，支撑轮毂的轴承受力情况较好，有利于降低轴承设计难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1是本发明的剖面结构示意图。
[0018]图中标记:1-中心轴、2-轮毂、3-主齿轮箱、4-输出轴、5-发电机、6-风机机架、7-轴承。
【具体实施方式】
[0019]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0020]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例
[0021]本发明风电机组的传动结构，其结构如图1所示，包括中心轴1、轮毂2和主齿轮箱3，所述中心轴1固定设置于风机机架6上，所述轮毂2通过两个轴承7可旋转设置于中心轴1上，所述主齿轮箱3位于中心轴1的一端，主齿轮箱3通过螺栓固定于中心轴1端部，且轮毂2的主齿轮箱3所在侧与主齿轮箱3的输入端配合连接；所述中心轴1为中空的筒状结构，主齿轮箱3的输出轴4设置于中心轴1内并沿中心轴1的轴向布置，输出轴4的端部通过联轴器与发电机5连接，使得所述主齿轮箱3和发电机5分列于中心轴1的两端。
[0022]所述轮毂2与主齿轮箱3的输入端固定连接，轮毂2与主齿轮箱3的输入端采用法兰盘进行固定连接，本实施例中主齿轮箱3采用差动周转轮结构设计，轮毂2与主齿轮箱3的内齿圈通过法兰和螺栓连接，主齿轮箱3的行星架与中心轴1固定连接。主齿轮箱3的具体设计可以根据机组的规格为依据进行。
[0023]一种风电机组，包含所述的风电机组的传动结构，还包含所述偏航系统，变桨系统和控制系统等其他必要的系统，组成完整的风电机组整体。
[0024]本发明的风电机组的传动结构，采用不同于现有风电机组的主轴传动设计，创造性的采用轮毂旋转并与主齿轮箱直接连接传动的结构设计，使得传动装置的长度进一步缩短，这种结构有利于实现机舱体积的小型化，由于主轴的取消同时还能够降低整个传动装置的重量，特别是在大型机组设计时避免了机组重量的增加，另外由于轴承直接设置于轮毂内，改善了轴承的受力，使得还具有轴承小且轴承承载能力好的优点。
[0025]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【权利要求】
1.一种风电机组的传动结构，其特征在于:包括中心轴(I)、轮毂(2)和主齿轮箱(3)，所述轮毂(2)可旋转设置于中心轴(I)上，所述主齿轮箱(3)位于中心轴(I)的一端，且轮毂(2)的主齿轮箱(3)所在侧与主齿轮箱(3)的输入端配合连接。
2.如权利要求1所述的风电机组的传动结构，其特征在于:所述中心轴(I)为中空结构，所述主齿轮箱(3)的输出轴(4)设置于中心轴(I)内。
3.如权利要求2所述的风电机组的传动结构，其特征在于:所述输出轴(4)端部与发电机(5)连接。
4.如权利要求3所述的风电机组的传动结构，其特征在于:所述主齿轮箱(3)和发电机(5)分列于中心轴(I)的两端。
5.如权利要求1所述的风电机组的传动结构，其特征在于:所述轮毂(2)与主齿轮箱(3)的输入端固定连接。
6.如权利要求1所述的风电机组的传动结构，其特征在于:所述主齿轮箱(3)固定设置于中心轴(I)端部。
7.如权利要求1至6任一项所述的风电机组的传动结构，其特征在于:所述中心轴(I)固定设置于风机机架(6)上。
8.如权利要求1所述的风电机组的传动结构，其特征在于:所述轮毂(2)通过轴承(7)可旋转套设于中心轴(I)上。
9.如权利要求8所述的风电机组的传动结构，其特征在于:所述轮毂(2)通过两个轴承(7)可旋转套设于中心轴(I)上，两轴承(7)分别位于轮毂(2)的两端。
10.一种风电机组，其特征在于:采用如权利要求1至9任一项所述的风电机组的传动结构。
【文档编号】F03D11/02GK104481821SQ201410524946
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】刘桦, 沈雨虹, 宗多, 付华强 申请人:东方电气集团东方汽轮机有限公司