本发明涉及少齿差增速的减重增效降成本的系列风力发电机组，属于新能源技术领域。
背景技术
风能属于清洁能源，其环保性明显优于化石能源，是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。在沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。风能属于可再生能源，有利于能源可持续发展。因此，风能产业蓬勃发展，前景巨大。
风能蕴量巨大，全球的风能约为2740亿kw，其中可利用的风能为20亿kw，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kw，其中，陆地上风能储量约2.53亿kw，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kw，共计约10亿kw。
风力发电机组作为利用风能的主要实施装置，其重要性不言而喻。风力发电机发电的原理,是利用风力带动叶轮旋转,再通过增速器将旋转的速度提升,促使发电机发电。
现有的风力发电机组的增速装置受到在无规律变向载荷和瞬间强冲击载荷作用，是风力发电机组中一个最重要又最脆弱的传动部件。增速器是风力发电机的重要组成部件,其功能的优劣直接决定风机的性能。
现有的风力发电机组的增速装置均为平行轴定轴传动和行星传动的方案,增速器的体积和质量较大,增速效果较差。
技术实现要素：
本发明的目的提供少齿差增速的减重增效降成本的系列风力发电机组，可以完全代替现有的风力发电机组，且可使传动系统各方面性能和指标优于现状，并有效降低机舱重量，降低造价和吊装成本。
本发明所述的少齿差增速的减重增效降成本风力发电机组的主要组成，如图1所示，主要由叶片1、机舱2和塔筒3组成。
本发明主要对图2所示的机舱内部动力传动进行了优化。机舱由机舱外壳12包裹，各组成部件安装在机舱金属结构架13上，机舱金属结构架13由图2虚线部分的回转装置于下端塔筒连接。机舱内的风力发电机组的动力传递路径为：风吹动叶片产生的动力传到输入盘11，传到安装在大轴承9上的输入轴10，再由输入轴10上的花键传到少齿差增速器输入轴8，再到少齿差增速器7，再到输出曲轴6，连接联轴器5，最后到发电机4。至此，实现风能到机械能再到电能的转化。
本发明的核心装置--少齿差增速装置采用以下技术方案：
齿数相差1到4的一对内啮合齿轮是少齿差增速装置的主要零件，包括外齿轮15和内齿轮14，可实现大幅增速。动力输入到外齿轮原理：外齿轮15依靠具有图3中万向节功能的输入装置进行动力输入，输入装置的动能来自通过转轴和联轴器从叶片传来的动能。动力由内齿轮输出原理：内齿轮14的动能由一根曲轴输出。输入装置和输出曲轴的设置使得输入轴和输出轴同心，大大缩小了增速装置体积。
少齿差增速装置的特点在于：1）传动比大，一级增速可达135，二级增速可达1000以上；2）结构简单，体积小，质量轻，与现有同样传动比增速装置相比，质量可减轻1/3；3）加工简单，装配方便；4）传动效率较高，一级传动效率为0.8到0.94。如在设计中存在重叠干涉现象，可采用齿轮正变位予以解决。少齿差增速装置与现有增速装置相比，装置重量减轻，为与叶片重力产生的力矩平衡，增速装置位置需适当向原理叶片的方向移动。
与现有方案相比，本发明所述的风力发电机组的增速装置可减轻约1/3。增速装置的体积质量变小，以及主要装置都在一条轴线上的特性，使机舱整体重量可减轻约1/4。
基于以上特点，本发明所述的风力发电机组可达到如下效果：1）少齿差增速：少齿差增速装置的采用，是本发明的主要创新点；2）减重：少齿差增速装置的采用，使发电机组结构简化和体积质量变小，体现了装置的精巧；3）增效：本技术方案的大传动比和高传动效率，增加了装置的高效性；4）降成本：本方案的发电机组的头部加工简单，装配方便，体现了工艺和安装低成本的优越性。发电机组质量的减少，使风力发电机组的吊装成本降低。
应用本技术方案，齿轮数目较现有传动方案明显减少，这为后续的检测维修提供了便利。
本发明的其他特征在随后的具体实施方式部分予详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。附图内容说明如下。
图1是本发明所述风力发电机组的整体结构示意图。
图2是本发明所述风力发电机组机舱内的动力传动路径示意图。
图3是本发明所述风力发电机组的少齿差增速装置的机构简图。
图4是本发明所述风力发电机组的少齿差增速装置的的轴向剖面示意图。
图5是本发明所述风力发电机组的少齿差增速装置的的径向示意图。
附图标记说明。
1.叶片2.机舱3.塔筒4.发电机
5.联轴器6.输出曲轴7.少齿差增速器
8.少齿差增速器输入轴9.大轴承10.输入轴
11.输入盘12.机舱外壳13.机舱金属结构架
14.内齿轮15.外齿轮16.输入装置
17.输入盘18.柱销19.柱销套。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本发明进一步说明。
参见图3，本发明所述风力发电机增速装置的动力由叶片转动产生，传至少齿差增速器输入轴8，通过具有万向节功能的输入装置16，传递到内齿轮14，内齿轮14与外齿轮15啮合，但外齿轮15与减速机箱体固定保持不动，动力最终由连接在内齿轮14上的输出曲轴6传到发电机4。
输入装置16和输出曲轴6的配套使用，使得输入输出轴的轴心在一条直线上，缩小了增速器轴径向的长度。内啮合齿轮内齿轮14和外齿轮15的使用缩小了增速器轴轴向的长度。综合以上两点，新型增速装置的体积和质量大幅降低。
图4和图5所示的增速装置，其输入装置16，主要由柱销18、柱销套19和输入盘17组成。少齿差增速器输入轴8带动输入盘17，柱销套19用柱销18固定在输入盘17上。输入盘17转动，柱销套19绕输入盘17的几何中心转动时，柱销套19的边缘与内齿轮14的接触孔始终接触，即可达到动力输入的目的。
要保证柱销套边缘与内齿轮1的接触孔始终接触，需满足如下条件。
dh=ds+2a。
式中，dh为内齿轮1的接触孔径，ds为柱销套7的外径，a为输出曲轴3的偏心距。
图4和图5所示的增速装置采用的是渐开线齿轮，可用摆线齿轮代替。
设内齿轮14的齿数为z1，外齿轮15的齿数为z2，则z2-z1=1,2,3,4。
传动比为：ih=(w1-wh)/(w1-wh)=1-i1h=z2/z1。
i1h=-(z2-z1)/z1。
ih1=1/i1h=-z1/(z2-z1)。
举例说明以上传动比关系：若设内齿轮14的齿数为z1=99，外齿轮15的齿数为z2=100。则传动比为ih1=-100。其中，符号不表示数值的正负，表示齿轮转动方向是否一致，正号表示转向相同，负号表示转向不同。
以上为结合附图详细描述的本发明的实施方式。但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。