具有模塊化傳動系的風力渦輪機制造技術

本發明專利技術涉及具有模塊化傳動系的風力渦輪機。提供了一種風力渦輪機(11)，其中，對應于主軸(21)和齒輪箱(23)的第一級(42)的傳動系部分由兩個可分離模塊(31，41)構成并且在主軸(21)與行星架(47)之間包括構造成允許它們之間的撓性聯接的連接裝置(51)。第一模塊(31)包括主軸(21)、殼體(33)和在殼體(33)中作為主軸(21)的支承裝置的兩個軸承(35，37)。第二模塊(41)包括齒輪箱(23)的第一級(42)、殼體(43)和在殼體(43)中作為齒輪箱(23)的第一級(42)的支承裝置并位于與第一模塊(31)相鄰的一側的雙圓錐滾柱軸承(45)。

【技術實現步驟摘要】
具有模塊化傳動系的風力渦輪機
本專利技術涉及風力渦輪機，更具體地涉及一種模塊化地構成以便容易安裝和維修的風力渦輪機傳動系。
技術介紹
典型的風力渦輪機中的傳動系的主要結構件是轉子轂、主軸和通過高-中速軸與發電機連接的齒輪箱。這些結構件的主要用途是將由風力渦輪機轉子產生的驅動轉矩傳遞到發電機并且提高軸速度以便實現發電機轉子的適當轉速。次要用途是將風力渦輪機轉子的重量、推力和不對稱的轉子力矩——即傾斜和橫擺力矩——傳遞到主框架并由此進一步傳遞到塔架和基座。在風力發電行業的發展中，構件集成已成為實現盡可能使傳動系重量最小化并且避免它們的不同構件的外部和內部負荷的相互干涉的緊湊式風力渦輪機的一個重要因素。這種趨勢的例子包括EP1373720B1中記載的風力渦輪機和EP2072863B1中記載的齒輪箱。另一顯著趨勢是構件的標準化，并且作為其一個例子，可提及US2010/009799A1中記載的齒輪箱。構件的集成和標準化兩者都試圖滿足風力發電行業對以有利于其組裝和維護的方式構成的風力渦輪機的需求。本專利技術旨在滿足特別是對具有大于3MW的陸地和海上兩種風力渦輪機的需求。
技術實現思路
本專利技術提供了一種具有傳動系的風力渦輪機，所述傳動系構造成有利于其組裝和維護，從而特別是允許缺陷構件的更換。特別地，對應于主軸和齒輪箱第一級的傳動系部分由兩個可分離模塊構成，第一模塊包括主軸、殼體和兩個軸承并且第二模塊包括齒輪箱第一級、殼體和在殼體中作為齒輪箱第一級的支承裝置的與第一模塊相鄰的雙圓錐滾柱軸承。此外，所述傳動系部分包括位于主軸與齒輪箱第一級的行星架之間的構造成允許其間的撓性聯接的連接裝置。在一個實施例中，行星架包括支承多個行星軸的轉向架板，其中行星齒輪借助于軸承可旋轉地安裝在轉向架板的兩側。本專利技術的其它特征和優點將從以下參照附圖對說明本專利技術的目的實施例的詳細描述顯而易見。附圖說明圖1示意性地示出風力渦輪機的主要構件。圖2是根據本專利技術的風力渦輪機的傳動系部分的截面圖。圖3是根據本專利技術的實施例的風力渦輪機的傳動系部分的截面圖。具體實施方式本專利技術涉及的風力渦輪機11包括(參見圖1)支承機艙15的塔架14，機艙15收納用于將風力渦輪機轉子的旋轉能變換為電能的發電機27。風力渦輪機轉子包括轉子轂12和典型地三個葉片13。轉子轂12經主軸21與齒輪箱23連接，齒輪箱23又經由高-中速軸24與發電機27連接以傳遞由風力渦輪機轉子產生的轉矩并因此實現發電機轉子的適當轉速。本專利技術特別涉及由第一模塊31和第二模塊41構成(參見圖2)的傳動系的第一部分。第一模塊31包括主軸21、主軸21的殼體33和作為主軸21在殼體33中的支承裝置的兩個軸承35、37，殼體33又具有與機艙15的支撐結構連接以向其傳遞由主軸21傳輸的負荷從而使得它們又傳遞到塔架14及其基座的連接裝置(圖2中未示出)。第二模塊41包括齒輪箱23的第一級42、齒輪箱23的第一級42的殼體43和作為齒輪箱23的第一級42在殼體43中的支承裝置的采用“X”或“O”構型布置的雙圓錐滾柱軸承45，殼體43又具有附裝到機艙15的支撐結構以傳遞由齒輪箱23的第一級42傳輸的負荷從而使得它們又傳遞到塔架14及其基座的附裝裝置(圖2中未示出)。齒輪箱23的第一級42屬于行星式，在圖2中僅示出行星架47和齒圈49。齒輪箱23的第一級42的支承裝置位于與主軸21相鄰的一側的事實允許減小其軸向尺寸并因此減輕其重量。第一模塊31與第二模塊41之間的附裝/分離通過一方面附裝/分離它們各自的殼體33、43并且另一方面通過附裝/分離主軸21和齒輪箱23的行星架47來完成。前一種利用這些結構之間附裝/分離常規裝置(圖2中未示出)執行。后一種通過主軸21和行星架47之間的構造成提供允許它們撓性聯接的連接裝置51執行，這種撓性聯接允許傳輸由風力渦輪機11的轉子產生的驅動轉矩并且過濾和避免其它轉子負荷(重量、推力和不對稱轉子力矩)在它們被主軸21的軸承35、37吸收時的傳輸。因此，導入齒輪箱23的第一級42中的唯一負荷是比由轉子產生的負荷低得多的由連接裝置51產生的負荷。該連接裝置51可由例如附裝在主軸21和行星架47上的兩個協作部件以及布置成吸收它們之間的可能的徑向錯位的補充彈性裝置構成。WO2012/052022A1中記載了允許所述撓性聯接的連接裝置51的其它構型。主軸21與齒輪箱23的第一級42的行星架47之間的撓性聯接與設置在與第一模塊31相鄰的一側的支承齒輪箱23的第一級42的雙圓錐滾柱軸承45的組合允許僅傳輸到齒輪箱23的第一級42的轉子力是有利于構成模塊31、41中的傳動系的第一部分的驅動轉矩的力。在一個優選實施例中，齒輪箱23的第一級42構造成(參見圖3)具有行星架47，行星架47包括支承多個行星軸71的轉向架板65，在所述行星軸上行星齒輪55、55'借助于軸承67、67'可旋轉地安裝在轉向架板65的兩側。由主軸21傳輸到行星架47的驅動轉矩因此傳輸到行星齒輪55、55'。行星齒輪55、55'與靜態齒圈49和太陽齒輪57的交互將驅動轉矩傳輸到軸63。稱為“轉向架”構型的齒輪箱23的第一級42的這種構型有助于防止行星軸71相對于齒圈49的錯位。換言之，太陽齒輪57、行星齒輪25、25'和齒圈49在平行于行星架47的旋轉軸線的軸向上大致對齊。因此，如果為了將主軸21和齒輪箱23之間的撓性聯接與用于支承齒輪箱23的第一級42的雙圓錐滾柱軸承45組合而增加齒輪箱23的第一級42的“轉向架”構型，則可實現僅從轉子傳輸到齒輪箱23的力為驅動轉矩的力的把握更大。盡管已結合各種實施例說明了本專利技術，但根據說明書應理解，其中的元件的各種組合、變型或改進可被做出，并且處于通過附后權利要求限定的本專利技術的范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風力渦輪機(11)，包括：?塔架(14)；?位于機艙(15)內部的傳動系，所述傳動系包括支承轉子葉片(13)的轉子轂(12)、具有行星式第一級(42)的齒輪箱(23)和通過高?中速軸(24)與所述齒輪箱(23)連接的發電機(27)，行星架(47)借助于主軸(21)與所述轉子轂(12)連接，其中，與所述主軸(21)和所述齒輪箱(23)的所述第一級(42)對應的傳動系部分：a)由兩個單獨的模塊(31，41)構成；第一模塊(31)包括所述主軸(21)、所述主軸的殼體(33)和在該殼體(33)中作為所述主軸(21)的支承裝置的兩個軸承(35，37)；第二模塊(41)包括所述齒輪箱(23)的所述第一級(42)、所述第一級的殼體(43)和在該殼體(43)中作為所述齒輪箱(23)的所述第一級(42)的支承裝置并位于與所述第一模塊(31)相鄰的一側的雙圓錐滾柱軸承(45)；b)在所述主軸(21)與所述行星架(47)之間包括構造成允許所述主軸與所述行星架之間的撓性聯接的連接裝置(51)。

【技術特征摘要】
2015.12.18 ES P2015009141.一種風力渦輪機(11)，包括：-塔架(14)；-位于機艙(15)內部的傳動系，所述傳動系包括支承轉子葉片(13)的轉子轂(12)、具有行星式第一級(42)的齒輪箱(23)和通過高-中速軸(24)與所述齒輪箱(23)連接的發電機(27)，行星架(47)借助于主軸(21)與所述轉子轂(12)連接，其中，與所述主軸(21)和所述齒輪箱(23)的所述第一級(42)對應的傳動系部分：a)由兩個單獨的模塊(31，41)構成；第一模塊(31)包括所述主軸(21)、所述主軸的殼體(33)和在該殼體(33)中作為所述主軸(21)的支承裝置的兩個軸承(35，37)；第二模塊(41)包括所述齒輪箱(23)的所述第一級(4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：帕特里克·薩恩斯·德·烏加特·塞維利亞，何塞·馬里亞·薩·薩，阿爾瓦羅·馬丁內茲·城，阿爾弗雷多·費爾南德茲·西松，
申請(專利權)人：歌美颯創新技術公司，
類型：發明
國別省市：西班牙,ES