一种两级自动调速的风力发电机偏航系统调速装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种两级自动调速的风力发电机偏航系统调速装置，包括不同传动比的常速齿轮和低速齿轮，通过上传动盘和下传动盘的配合，驱动换挡推块上下移动，进而带动换挡齿轮卡盘择一地与常速齿轮和低速齿轮啮合，从而实现两级调速的功能。本实用新型能够改进现有技术的不足，使风力发电机偏航速度可以根据偏航负载的大小实现偏航速度的调节。
【专利说明】一种两级自动调速的风力发电机偏航系统调速装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风力发电机调速装置，尤其是一种两级自动调速的风力发电机偏航系统调速装置。
【背景技术】
[0002]风能是一种资源广阔、环境友好的清洁能源，风力发电因符合“节能减排、低碳生活”的环保理念而正在全球范围内形成热潮。为了充分利用风能，在风力发电过程中，风力发电机组的叶片应该始终处于迎风状态。在兆瓦级风力发电设备中，采用电机、减速箱、偏航齿轮的方式在控制电路作用下实现主动偏航。
[0003]然而在实际生产中，由于风场的不稳定天气因素影响，往往会使风力发电机受到很大的风载荷作用。风载荷主要通过叶片传递到机舱上。当风力发电机在主动偏航过程中，由于高速风带来的强大风载荷作用导致偏航阻力很大，这样就加大了偏航减速器的负载转矩，如果不加以控制和调节，就会使减速器受到破坏性载荷影响而断齿，造成偏航故障。
[0004]通过调查得知在实际生产中，风力发电机的偏航都是定速度的，即风力发电机不管多大风，其偏航速度基本维持恒定。通过软件模拟计算得知，在同等风速下，偏航速度越小，风载荷作用越小，也即风力发电机偏航负载转矩越小，这样就能减小偏航减速器的破坏程度，降低破坏率，但是偏航速度小，偏航对风时间就长，会影响风力发电机效率，紧急情况下可能影响风力发电机的安全性。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种两级自动调速的风力发电机偏航系统调速装置，能够解决现有技术的不足，使风力发电机偏航速度可以根据偏航负载的大小实现偏航速度的调节。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
[0007]一种两级自动调速的风力发电机偏航系统调速装置，包括由中间轴连接在一起的第一中间齿轮、第二中间齿轮和第三中间齿轮，第二中间齿轮与低速齿轮啮合，第三中间齿轮与常速齿轮啮合，低速齿轮和常速齿轮分别通过轴承滑动套接在传递轴上，传递轴外侧设置有第一花键轴，第一花键轴上滑动套接有换挡齿轮卡盘，换挡齿轮卡盘的上下表面设置有卡销，低速齿轮和常速齿轮的内侧面上设置有与卡销相配合的卡槽，换挡齿轮卡盘与低速齿轮或常速齿轮择一地结合在一起，换挡齿轮卡盘与常速齿轮之间连接有恢复弹簧，换挡齿轮卡盘的外侧边缘通过滚珠卡接于换挡推块内，换挡推块铰接有连杆，连杆铰接有曲杆，曲杆铰接于固定架，传递轴的末端连接有输出轴，输出轴上固定有下传动盘，传递轴外侧设置有第二花键轴，第二花键轴上滑动套接有上传动盘，上传动盘和下传动盘的接触面上设置有凹槽，凹槽内设置有钢球，上传动盘的侧边对称设置有两个第一扇形块，第一扇形块的两端各设置有一个盲孔，盲孔内设置有储能弹簧，下传动盘的侧边设置有四个第二扇形块，第一扇形块和第二扇形块交错设置，第二扇形块上固定有弹簧挡销，弹簧挡销与盲孔选择性地插接在一起。
[0008]采用上述技术方案所带来的有益效果在于:当下传动盘的输出端负载转矩低于预设换档转矩值时，通过上、下传动盘之间的球槽和凹槽配合实现，保持以常速输出；当下传动盘的输出端负载转矩超过预设换档转矩值时，该装置的传递通过上、下传动盘产生相对位移，上传动盘通过推动曲杆带动换挡推块向上移动，从而使得原本与常速齿轮啮合的换挡齿轮卡盘向上与低速齿轮啮合，保持以低速输出。在负载转矩恢复正常后，在恢复弹簧和储能弹簧的复位作用下，上、下传动盘重新回到初始位置，换挡齿轮卡盘也重新与常速齿轮啮合，回复常速运行。这就实现了根据偏航负载的大小变化进行自动换挡调节，减小偏航减速器的破坏程度，降低破坏率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型一个【具体实施方式】的结构。
[0010]图2是图1中A部分的局部放大图。
[0011]图3是图1中B部分的局部放大图。
[0012]图4是本实用新型一个【具体实施方式】中上传动盘和上传动盘配合的俯视图。
[0013]图5是本实用新型一个【具体实施方式】中常速齿轮的结构图。
[0014]图6是本实用新型一个【具体实施方式】中低速齿轮的结构图。
[0015]图中:1、第一中间齿轮；2、第二中间齿轮；3、第三中间齿轮；4、低速齿轮；5、常速齿轮；6、传递轴；7、轴承；8、第一花键轴；9、换挡齿轮卡盘；10、卡销；11、卡槽；12、恢复弹簧；13、中间轴；14、滚珠；15、换挡推块；16、连杆；17、曲杆；18、固定架；19、输出轴；20、下传动盘；21、第二花键轴；22、上传动盘；23、凹槽；24、钢球；25、第一扇形块；26、盲孔；27、储能弹簧；28、第二扇形块；29、弹簧挡销。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
[0017]参照图1-6，本实用新型一个【具体实施方式】包括由中间轴13连接在一起的第一中间齿轮1、第二中间齿轮2和第三中间齿轮3，第二中间齿轮2与低速齿轮4啮合，第三中间齿轮3与常速齿轮5啮合，低速齿轮4和常速齿轮5分别通过轴承7滑动套接在传递轴6上，传递轴6外侧设置有第一花键轴8，第一花键轴8上滑动套接有换挡齿轮卡盘9，换挡齿轮卡盘9的上下表面设置有卡销10，低速齿轮4和常速齿轮5的内侧面上设置有与卡销10相配合的卡槽11，换挡齿轮卡盘9与低速齿轮4或常速齿轮5择一地结合在一起，换挡齿轮卡盘9与常速齿轮5之间连接有恢复弹簧12，换挡齿轮卡盘9的外侧边缘通过滚珠14卡接于换挡推块15内，换挡推块15铰接有连杆16，连杆16铰接有曲杆17，曲杆17铰接于固定架18，固定架18固定于减速器外壳内的底座(图中未示出)上，传递轴6的末端连接有输出轴19，输出轴19上固定有下传动盘20，传递轴6外侧设置有第二花键轴21，第二花键轴21上滑动套接有上传动盘22，上传动盘22和下传动盘20的接触面上设置有凹槽23，凹槽23内设置有钢球24，上传动盘22的侧边对称设置有两个第一扇形块25，第一扇形块25的两端各设置有一个盲孔26，盲孔26内设置有储能弹簧27，下传动盘20的侧边设置有四个第二扇形块28，第一扇形块25和第二扇形块28交错设置，第二扇形块28上固定有弹簧挡销29，弹簧挡销29与盲孔26选择性地插接在一起。
[0018]其工作原理为:
[0019]1.在正常运行时(即下传动盘20的输出段负载转矩低于预设打滑负载转矩)，换档齿轮卡盘9的下表面卡销10卡在常速齿轮5上表面的卡槽11中，当实际减速器带动中间轴13运动时，通过第三中间齿轮3与常速齿轮5的啮合，带动传递轴6运动，虽然此时低速齿轮4与中间轴13上的第二中间齿轮2也啮合运动，但是低速齿轮4此时空转，不作为动力传递件。此时下传动盘20的动力输出由钢球24和凹槽的相互啮合实现。
[0020]2.当下传动盘20的负载转矩超过预设打滑负载转矩时，上传动盘22与钢球24打滑，上传动盘22与下传动盘20开始有相对转动，使凹槽23与钢球24脱离，因而上传动盘22被钢球24顶起，在上传动盘22被顶起的过程中，带动与上传动盘22紧密接触的曲杆17绕着固定架18开始转动，带动换挡推块15运动，使换档齿轮卡盘9下表面的卡销10脱离常速齿轮5上表面的卡槽11，换档齿轮卡盘9上表面的卡销10此时卡在低速齿轮4下表的卡槽11中，使低速齿轮4作为动力传递部件而常速齿轮5绕着传递轴6空转，且恢复弹簧12被拉伸；由于上传动盘22被顶起，此时盲孔26与弹簧挡销29正对着，当打滑一定距离后，弹簧挡销29进入到盲孔26中，开始压缩盲孔26中固定安装的储能弹簧27，当储能弹簧27压缩到一定程度，上传动盘22侧面的第一扇形块25与下传动盘20侧面的第二扇形块28抵在一起，开始带动下传动盘20传递，进行低速输出。
[0021]3.在低速传递输出运行时，若此时下传动盘20输出端负载转矩变小，低于预设打滑负载转矩时，由于储能弹簧27的恢复力作用，上传动盘22侧面的第一扇形块25与下传动盘20侧面的第二扇形块28分离，使上传动盘22又回到初始打滑位置，凹槽23重新与钢球24啮合。在恢复弹簧12的恢复力作用下，换档齿轮卡盘9被拉回，重新卡在常速齿轮5的卡槽11中，再次实现常速传动。
[0022]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种两级自动调速的风力发电机偏航系统调速装置，其特征在于:包括由中间轴(13)连接在一起的第一中间齿轮(1)、第二中间齿轮(2)和第三中间齿轮(3)，第二中间齿轮(2)与低速齿轮(4)啮合，第三中间齿轮(3)与常速齿轮(5)啮合，低速齿轮(4)和常速齿轮(5 )分别通过轴承(7 )滑动套接在传递轴(6 )上，传递轴(6 )外侧设置有第一花键轴(8 )，第一花键轴(8 )上滑动套接有换挡齿轮卡盘(9 )，换挡齿轮卡盘(9 )的上下表面设置有卡销(10)，低速齿轮(4)和常速齿轮(5)的内侧面上设置有与卡销(10)相配合的卡槽(11)，换挡齿轮卡盘(9 )与低速齿轮(4)或常速齿轮(5 )择一地结合在一起，换挡齿轮卡盘(9 )与常速齿轮(5)之间连接有恢复弹簧(12)，换挡齿轮卡盘(9)的外侧边缘通过滚珠(14)卡接于换挡推块(15 )内，换挡推块(15 )铰接有连杆(16 )，连杆(16 )铰接有曲杆(17 )，曲杆(17 )铰接于固定架(18)，传递轴(6)的末端连接有输出轴(19)，输出轴(19)上固定有下传动盘(20)，传递轴(6)外侧设置有第二花键轴(21)，第二花键轴(21)上滑动套接有上传动盘(22)，上传动盘(22)和下传动盘(20)的接触面上设置有凹槽(23)，凹槽(23)内设置有钢球(24)，上传动盘(22)的侧边对称设置有两个第一扇形块(25)，第一扇形块(25)的两端各设置有一个盲孔(26 )，盲孔(26 )内设置有储能弹簧(27 )，下传动盘(20 )的侧边设置有四个第二扇形块(28)，第一扇形块(25)和第二扇形块(28)交错设置，第二扇形块(28)上固定有弹簧挡销(29 )，弹簧挡销(29 )与盲孔(26 )选择性地插接在一起。
【文档编号】F03D7/00GK204239153SQ201420672129
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】桑海洋, 王明, 安利强, 张志强 申请人:大唐（赤峰）新能源有限公司, 华北电力大学（保定）