專利名稱：用于風力發電系統的自動調速穩速裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動調速、穩速裝置，尤其是一種用于風力發電 的自動調速、穩速裝置。
背景技術：
目前，定槳距風力發電機組與變槳距風力發電機組相比，定槳距 風力發電機組在額定風速以上運行時，由于槳葉節距角和發電機轉速 不能自動調節，使得發電機組性能下降，風能利用率大大降低。
當定槳距風力發電機組在額定風速以上運行時，如果通過自動調 速，在允許風輪轉速隨風速增大而上升的同時，保持發電機轉速不變， 從而優化了葉尖速比，使風力發電機組在額定風速以上運行時，仍可 以獲得較大的風能。
發明內容
本發明是要解決定槳距風力發電機組自動調速的技術問題，而提 供一種用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置。
為實現上述目的，本發明的技術方案是 一種用于風力發電系統 的自動調速、穩速裝置，包括行星齒輪傳動機構，無級變速傳動機構， 電動螺旋傳動機構，其特點是行星齒輪傳動機構由行星架，內齒輪， 行星齒輪、太陽齒輪組成；無級變速傳動機構由兩對錐輪，左右螺旋 副，兩個調節杠桿組成；電動螺旋傳動機構由左右螺旋副，伺服電機
組成；其中，行星齒輪同時與太陽齒輪和內齒輪嚙合，太陽齒輪與連 接在兩個調節杠桿上的一對錐輪安裝在同一傳動軸上，連接在兩個調 節杠桿上的另外一對錐輪同軸安裝在輸出軸上，兩對錐輪之間通過齒 形帶連接；左右螺旋副分別與兩個調節杠桿連接，并與伺服電機相連。
行星架與風輪主軸相連接，并通過行星齒輪傳動機構、 一對外齒 輪組成定軸齒輪傳動機構，分流風輪的功率，降低齒形帶的張力載荷; 輸出軸一端接外齒輪，另一端接發電機。
本發明的有益效果是本發明將行星齒輪傳動機構，無級變速傳 動機構，電動螺旋傳動機構的三個傳動方式結合在一起，構成了適用 于風力發電系統的自動調速、穩速裝置，當定槳距風力發電機組在額 定風速以上運行時，通過自動調速，在允許風輪轉速隨風速增大而上 升的同時，保持發電機轉速不變，從而優化了葉尖速比，使風力發電 機組在額定風速以上運行時，仍可以獲得較大的風能。
圖1是本發明的傳動裝置示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。 如圖l所示，本發明的用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置， 包括伺服電機15，行星齒輪傳動機構，無級變速傳動機構，電動螺 旋傳動機構。
行星齒輪傳動機構由行星架3，內齒輪4，行星齒輪19、太陽齒 輪20組成；無級變速傳動機構由錐輪8，錐輪13，左右螺旋副14，
兩個調節杠桿6組成；電動螺旋傳動機構由左右螺旋副14，伺服電
機15組成；其中，行星齒輪19同時與太陽齒輪20和內齒輪4嚙合， 太陽齒輪20與分別活動連接在兩個調節杠桿6上的兩個錐輪8同軸 安裝在輸入軸9上，分別活動連接在兩個調節杠桿6上的兩個錐輪 13同軸安裝在輸出軸18上，錐輪8與錐輪13之間通過齒形帶7傳 動連接；左右螺旋副14分別與兩個調節杠桿6連接，并與伺服電機 15相連。
行星齒輪19、太陽齒輪20和內齒輪4形成典型的行星齒輪傳動 機構；安裝在輸入軸9上的一對錐輪8、安裝在輸出軸18上的一對 錐輪13、齒形帶7、左右螺旋副14、兩個調節杠桿6形成典型的無 級變速傳動機構；在左右螺旋副14上經聯軸器16連接伺服電機15， 形成電動螺旋傳動。將上述三個傳動方式結合在一起，就構成了適用 于風力發電系統的自動調速、穩速裝置。
槳葉1通過輪轂、主軸和聯軸器2與行星架3相連。當槳葉1帶 動行星架3旋轉時，行星架3驅動行星齒輪19做行星運動。由于行 星齒輪19同時與太陽齒輪20和內齒輪4嚙合，而內齒輪4與外齒輪 5屬于固定連接，外齒輪5與外齒輪17嚙合，錐輪8與錐輪13之間 通過齒形帶7傳動，具有固定的傳動比關系，因此，當安裝在輸入軸 9上的錐輪8和安裝在輸出軸18上的錐輪13的傳動比(節圓直徑之 比)一定時，在外齒輪17與太陽齒輪20之間施加了傳動比約束關系， 使輸出軸18通過聯軸器11帶動發電機12旋轉。
當傳動裝置工作時，功率流由兩路構成。 一路功率經由葉輪1、行星架3、行星齒輪19、內齒輪4、外齒輪5、外齒輪17、傳動軸18，
一路功率經由葉輪l、行星架3、行星齒輪19、太陽齒輪20、輸入軸
9、錐輪8、齒形帶7、錐輪13、輸出軸18。功率流在輸出軸18上匯
合后，通過聯軸器11傳遞到發電機12。由于該傳遞裝置具有功率分
流功能，因此，流經齒形帶7的功率遠低于風力發電機組的實際功率，
因此，對齒形帶的強度要求大大降低。
當伺服電機15旋轉時，左右螺旋副14同時帶動兩個調節杠桿6
擺動，通過連接在調節杠桿6兩端的滑塊帶動錐輪8和錐輪13分別
在輸入軸9和輸出軸18上滑動，從而調整齒形帶7在錐輪8和錐輪
13上的接觸位置，也就調整了錐輪8和錐輪13的節圓直徑，使輸入
軸9和輸出軸18的傳動比發生變化。左右螺旋副10用來調整齒形帶
7的張力和松緊。
設太陽齒輪20的齒數為z。，行星齒輪19的齒數為zg，內齒輪4
的齒數為^，外齒輪5的齒數為&，外齒輪17的齒數為^，輸入軸
9上錐輪8的節圓直徑為A ，輸出軸18上的錐輪13的節圓直徑為"2,
則該傳動裝置具有如下傳動比關系
^就是風輪1與發電機12之間的速比。通過伺服電機15調節錐 輪8和錐輪13的節圓直徑，就可以調節傳動比!p，從而調節了風輪l 與發電機12之間的速比^，達到了自動調速的目的。
權利要求
1. 一種用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置，包括行星齒輪傳動機構，無級變速傳動機構，電動螺旋傳動機構，其特征在于，所述行星齒輪傳動機構由行星架(3)，內齒輪(4)，行星齒輪(19)、太陽齒輪(20)組成；所述無級變速傳動機構由兩對錐輪(8，13)，左右螺旋副(14)，兩個調節杠桿(6)組成；所述電動螺旋傳動機構由左右螺旋副(14)，伺服電機(15)組成；其中，所述行星齒輪(19)同時與太陽齒輪(20)和內齒輪(4)嚙合，太陽齒輪(20)與分別活動連接在兩個調節杠桿(6)上的兩個錐輪(8)同軸安裝在輸入軸(9)上，分別活動連接在兩個調節杠桿(6)上的兩個錐輪(13)同軸安裝在輸出軸(18)上，所述錐輪(8)與錐輪(13)之間通過齒形帶(7)傳動連接；所述左右螺旋副(14)分別與兩個調節杠桿(6)連接，并與伺服電機(15)相連接。
2. 根據權利要求l所述的用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置， 其特征在于，所述行星架(3)與風輪(1)主軸相連接，并通過行星 齒輪傳動機構和外齒輪(5)、外齒輪(17)組成定軸齒輪傳動機構， 用于分流風輪(1)的功率，降低齒形帶(7)的張力載荷。
3. 根據權利要求l所述的用于風力發電系統的自動調速、穩速裝置， 其特征在于，所述輸出軸(18) —端接外齒輪(17)，另一端接發電 機(12)。
全文摘要
本發明涉及一種用于風力發電系統的自動調速穩速裝置，行星齒輪傳動機構由行星架，內齒輪，行星齒輪、太陽齒輪組成；無級變速傳動機構由錐輪，左右螺旋副，調節杠桿組成；電動螺旋傳動機構由左右螺旋副，伺服電機組成；行星齒輪同時與太陽齒輪和內齒輪嚙合，太陽齒輪與連接在兩個調節杠桿上的一對錐輪安裝在同一傳動軸上，連接在兩個調節杠桿上的另外一對錐輪同軸安裝在輸出軸上，兩對錐輪之間通過齒形帶連接；左右螺旋副分別與兩個調節杠桿連接，并與伺服電機相連。通過自動調速，定槳距風力在允許風輪轉速隨風速增大而上升的同時，保持發電機轉速不變，從而優化了葉尖速比，使風力發電機組在額定風速以上運行時，仍可以獲得較大的風能。
文檔編號F03D1/00GK101392727SQ20081020239
公開日2009年3月25日 申請日期2008年11月6日 優先權日2008年11月6日
發明者張鎖懷 申請人:上海應用技術學院