分配載荷路徑的齒輪箱制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及并公開一種用于風(fēng)力渦輪機的齒輪箱，其包括：第一行星齒輪組；和第二行星齒輪組，其具有與第一行星齒輪組相同的傳動比；以及，載荷分配器，其用于在第一行星齒輪組和第二行星齒輪組之間分配扭矩，其中，載荷分配器適于提供滑動以用于消減第一行星齒輪組和第二行星齒輪組之間在旋轉(zhuǎn)位置上的偏差，并且其中，第一行星齒輪組和第二行星齒輪組以分配載荷布置被聯(lián)接，以用于將扭矩從轉(zhuǎn)子軸傳遞到高速軸。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)主要涉及用于風(fēng)力渦輪機的方法和系統(tǒng)，并且更具體而言涉及與用于風(fēng)力渦輪機的齒輪箱有關(guān)的方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
至少一些已知的風(fēng)力渦輪機包括塔架和安裝在塔架上的機艙。轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝到機艙并且由軸聯(lián)接到發(fā)電機。多個葉片從轉(zhuǎn)子延伸。葉片定向成使得在葉片上經(jīng)過的風(fēng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子并使軸旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機以發(fā)電。至少一些已知的風(fēng)力渦輪機包括齒輪箱以將扭矩從轉(zhuǎn)子軸傳遞到高速軸。轉(zhuǎn)子軸由風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片驅(qū)動。高速軸聯(lián)接到發(fā)電機。近年來，已經(jīng)開發(fā)出具有增加的標(biāo)稱功率的風(fēng)力渦輪機。增加的標(biāo)稱功率需要具有增加的外徑的齒輪箱以用于將扭矩從轉(zhuǎn)子葉片傳遞到發(fā)電機。隨著其外徑的增長，齒輪箱變得日益昂貴。而且，風(fēng)力渦輪機的機艙中的可用空間受到限制。US2010/0120573A1公開了一種行星齒輪箱，其具有多個太陽小齒輪，且在載荷路徑之間分配的載荷具有有限的平衡。因此，希望有一種齒輪箱，其能夠利用在至少兩個齒輪組之間平衡分配載荷的分配載荷布置將扭矩以圍繞用于高扭矩的增加的外徑的方式從轉(zhuǎn)子軸傳遞到高速軸。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一個方面，提供了一種用于風(fēng)力潤輪機的齒輪箱，其包括:第一行星齒輪組；第二行星齒輪組，其具有與第一行星齒輪組相同的傳動比；以及，載荷分配器(loadsplitter)，其用于在第一行星齒輪組和第二行星齒輪組之間分配扭矩，其中，載荷分配器適于提供滑動以用于消減第一行星齒輪組和第二行星齒輪組之間在旋轉(zhuǎn)位置上的偏差，并且其中，第一行星齒輪組和第二行星齒輪組聯(lián)接在分配載荷布置中，以用于將扭矩從轉(zhuǎn)子軸傳遞到高速軸。在另一方面，提供了一種風(fēng)力渦輪機，其包括:轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子軸，其與轉(zhuǎn)子連接；高速軸；發(fā)電機，其與高速軸連接；以及齒輪箱，其將轉(zhuǎn)子軸與高速軸連接，齒輪箱包括:第一載荷路徑和第二載荷路徑，載荷路徑將轉(zhuǎn)子軸與高速軸連接；以及載荷分配器，其用于在兩個載荷路徑之間分配轉(zhuǎn)子軸的扭矩，其中，載荷分配器包括由V形帶連接的第一滑輪和第二滑輪。在又一方面，提供了一種操作風(fēng)力渦輪機的方法，該方法包括:提供電動機械；提供轉(zhuǎn)子；提供齒輪箱，其用于連接轉(zhuǎn)子與發(fā)電機，其中，齒輪箱包括兩個載荷路徑；以及使用載荷分配器在兩個載荷路徑之間分配轉(zhuǎn)子的扭矩，其中，載荷分配器適于提供滑動以用于消減(absorb)載荷路徑之間在旋轉(zhuǎn)位置或速度上的偏差。本專利技術(shù)的另外的方面、優(yōu)點和特征從從屬權(quán)利要求、描述和附圖顯而易見。附圖說明在說明書的其余部分中并參考附圖更具體地描述了本專利技術(shù)全面并使之能夠?qū)嵤┑墓_內(nèi)容，包括對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說的最佳模式，在附圖中:圖1是示例性風(fēng)力渦輪機的透視圖。圖2是圖1所示風(fēng)力渦輪機的一部分的放大剖視圖。圖3是示例性齒輪箱的剖視圖；以及圖4是示例性齒輪箱的剖視圖。具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考各種實施例，其一個或多個示例在附圖中示出。在附圖的以下描述中，相同的附圖標(biāo)記是指相同的部件。一般而言，僅描述相對于各個實施例的區(qū)別。每個示例以說明方式給出且并不意味著限制。例如，作為一個實施例的部分示出或描述的特征可用于其它實施例或結(jié)合其它實施例使用以得到另外的實施例。本公開旨在包括這些修改和變型。本文所述實施例包括能夠產(chǎn)生高功率的風(fēng)力渦輪機。更具體而言，實施例的齒輪箱能夠傳遞高扭矩，其中，齒輪箱的尺寸適于將齒輪箱布置在機艙內(nèi)。此外，一些實施例未必需要轉(zhuǎn)換器。如本文所用，術(shù)語“齒輪箱”旨在表示將轉(zhuǎn)子連接到風(fēng)力渦輪機的電動機械以用于傳輸功率的任何裝置。在實施例中，電動機械為風(fēng)力發(fā)電機。如本文所用，術(shù)語“葉片”旨在表示當(dāng)相對于周圍流體運動時提供反作用力的任何裝置。如本文所用，術(shù)語“風(fēng)力渦輪機”旨在表示由從風(fēng)能產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能產(chǎn)生電能的任何裝置，并且更具體而言，是將從風(fēng)的動能轉(zhuǎn)換來的機械能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。圖1是示例性風(fēng)力渦輪機10的透視圖。在示例性實施例中，風(fēng)力渦輪機10為水平軸線風(fēng)力渦輪機。備選地，風(fēng)力渦輪機10可為豎直軸線風(fēng)力渦輪機。在示例性實施例中，風(fēng)力渦輪機10包括從支持系統(tǒng)14延伸的塔架12、安裝在塔架12上的機艙16、以及聯(lián)接到機艙16的轉(zhuǎn)子18。轉(zhuǎn)子18包括可旋轉(zhuǎn)的輪轂20和聯(lián)接到輪轂20且從輪廓20向外延伸的至少一個轉(zhuǎn)子葉片22。在示例性實施例中，轉(zhuǎn)子18具有三個轉(zhuǎn)子葉片22。在備選實施例中，轉(zhuǎn)子18包括多于或少于三個的轉(zhuǎn)子葉片22。在示例性實施例中，塔架12由管狀鋼制成以限定在支撐系統(tǒng)14和機艙16之間的腔體(圖1中未示出)。在備選實施例中，塔架12為具有任何合適高度的任何合適類型的塔架。轉(zhuǎn)子葉片22圍繞輪轂20以便于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子18，以便使來自風(fēng)的動能能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎脵C械能且隨后電能。轉(zhuǎn)子葉片22通過將葉根部分24在多個載荷傳遞區(qū)域26處聯(lián)接到輪轂20而配合到輪轂20。載荷傳遞區(qū)域26具有輪轂載荷傳遞區(qū)域和葉片載荷傳遞區(qū)域(兩者在圖1中均未示出)。引入到轉(zhuǎn)子葉片22的載荷經(jīng)由載荷傳遞區(qū)域26被傳遞至輪轂20。在一個實施例中，轉(zhuǎn)子葉片22具有從大約15米(m)至大約91m的長度。備選地，轉(zhuǎn)子葉片22可具有使風(fēng)力渦輪機10能夠如本文所述起作用的任何合適長度。例如，葉片長度的其它非限制性示例包括IOm或以下、20m、37m或大于91m的長度。當(dāng)風(fēng)從方向28沖擊轉(zhuǎn)子葉片22時，轉(zhuǎn)子18圍繞旋轉(zhuǎn)軸線30旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片22旋轉(zhuǎn)并經(jīng)受離心力時，轉(zhuǎn)子葉片22也經(jīng)受各種力和力矩。因此，轉(zhuǎn)子葉片22可從中立或非偏轉(zhuǎn)位置偏轉(zhuǎn)和/或旋轉(zhuǎn)至偏轉(zhuǎn)位置。此外，轉(zhuǎn)子葉片22的槳距角或葉片槳距(即，決定轉(zhuǎn)子葉片22相對于風(fēng)的方向28的透視(perspective)的角度)可由槳距調(diào)整系統(tǒng)32改變以通過調(diào)整至少一個轉(zhuǎn)子葉片22相對于風(fēng)向量的角位置而控制由風(fēng)力渦輪機10產(chǎn)生的載荷和電力。示出轉(zhuǎn)子葉片22的槳距軸線34。在風(fēng)力渦輪機10操作期間，槳距調(diào)整系統(tǒng)32可改變轉(zhuǎn)子葉片22的葉片槳距使得轉(zhuǎn)子葉片22移動至順漿位置，使得至少一個轉(zhuǎn)子葉片22相對于風(fēng)向量的透視提供將朝風(fēng)向量定向的轉(zhuǎn)子葉片22的最小表面積，其便于降低轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度和/或便于轉(zhuǎn)子18的停轉(zhuǎn)。在示例性實施例中，每個轉(zhuǎn)子葉片22的葉片槳距由控制系統(tǒng)36單獨地控制。備選地，所有轉(zhuǎn)子葉片22的葉片槳距可由控制系統(tǒng)36同時控制。此外，在示例性實施例中，當(dāng)方向28改變時，可圍繞偏航軸線38控制機艙16的偏航方向以相對于方向28而定位轉(zhuǎn)子葉片22。在示例性實施例中，控制系統(tǒng)36示出為集中在機艙16內(nèi)，但控制系統(tǒng)36可為遍布風(fēng)力渦輪機10、在支撐系統(tǒng)14上、在風(fēng)電場內(nèi)和/或在遠(yuǎn)程控制中心處的分布系統(tǒng)。控制系統(tǒng)36包括處理器40，處理器40構(gòu)造成執(zhí)行本文所述方法和/或步驟。此外，本文所述其它部件中的許多包括處理器。如本文所用，術(shù)語“處理器”不限于在本領(lǐng)域中被稱為計算機的集成電路，而是廣泛地表示控制器、微控制器、微計算機、可編程邏輯控制器(PLC)、專用集成電路和其它可編程電路，并且這些術(shù)語在本文中可互換地使用。應(yīng)當(dāng)理解，處理器和/或控制系統(tǒng)也可包括存儲器、輸入通道和/或輸出通道。在本文所述實施例中，存儲器可包括但不限于諸如隨機存取存儲器(RAM)的計算機可讀介質(zhì)和諸如閃存的計算機可讀非易失性介質(zhì)。備選地，也可使用軟盤、光盤只讀存儲器(⑶-ROM)、磁性光盤(MOD)和/或數(shù)字多用盤(DVD)。另外，在本文所述實施例中本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于風(fēng)力渦輪機的齒輪箱，包括：a)第一行星齒輪組；b)第二行星齒輪組，其具有與所述第一行星齒輪組相同的傳動比；以及c)載荷分配器，其用于在所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組之間分配扭矩，其中，所述載荷分配器適于提供滑動以用于消減所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組之間在旋轉(zhuǎn)位置上的偏差；其中，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組以分配載荷布置被連接以用于將扭矩從轉(zhuǎn)子軸傳遞到高速軸。

【技術(shù)特征摘要】
2011.11.16 US 13/2973031.一種用于風(fēng)力潤輪機的齒輪箱，包括: a)第一行星齒輪組； b)第二行星齒輪組，其具有與所述第一行星齒輪組相同的傳動比；以及 c)載荷分配器，其用于在所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組之間分配扭矩，其中，所述載荷分配器適于提供滑動以用于消減所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組之間在旋轉(zhuǎn)位置上的偏差； 其中，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組以分配載荷布置被連接以用于將扭矩從轉(zhuǎn)子軸傳遞到高速軸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪箱，其中，第一滑輪的第一繩輪與所述第一行星齒輪組連接，并且所述第一滑輪的第二繩輪與所述第二行星齒輪組連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪箱，其中，所述第一行星齒輪組的第一輸出軸連接到所述第一滑輪的第一繩輪，并且所述第二行星齒輪組的第二輸出軸連接到所述第一滑輪的所述第二繩輪。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪箱，其中，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組布置成軸向布置。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪箱，其中，所述第二行星齒輪組的第二太陽齒輪連接到所述第二輸出軸，所述第二輸出軸布置成與所述第一輸出軸同軸，其中，所述第一行星齒輪組的第一太陽齒輪連接到所述第一輸出軸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的齒輪箱，其中，所述第一輸出軸為中空以包含所述第二輸出軸的至少一部分。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪箱，其中，還包括第二滑輪，所述第二滑輪與所述第一滑輪連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的齒輪箱，其中，所述第二滑輪連接到所述高速軸。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的齒輪箱，其中，所述第一滑輪和所述第二滑輪中的至少一個包括用于它們的繩輪的軸向偏移的偏移裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的齒輪箱，其中，所述第二滑輪具有相比所述第一滑輪的直徑更小的直徑。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪箱，其中，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組包括公共行星架，所述公共行星架承載所述第一行星齒輪組的所述第一行星齒輪和所述第二行星齒輪組的所述第二行星齒輪。12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齒...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：JJ涅斯，
申請(專利權(quán))人：通用電氣公司，
類型：發(fā)明
國別省市：