[发明专利]紧凑型齿轮传动系统

说明书

技术领域

本文所描述的设备大体涉及紧凑型传动系统。更具体地，该设备涉及用于风力涡轮机的紧凑型齿轮传动系统。

背景技术

最近，作为环境安全且相对较廉价的替代能源，风力涡轮机受到了更多的关注。风力涡轮机不会发出温室气体(GHG)，且因此，风力涡轮机不会有助于全球变暖。随着对风发电的越来越大的兴趣，已经做出大量努力来发展可靠且高效的风力涡轮机。

风通常被认为是由于太阳不均匀地加热大气、地球表面的不规则性和地球的旋转而产生的太阳能的一种形式。风流动型式由地球的地形、水体和植被改变。术语风能或风力描述使用风来使轴旋转且随后产生机械动力或电的过程。

通常，使用风力涡轮机将风中的动能转化成机械动力。此机械动力可用于特定任务(例如研磨谷物或泵送水)，或者发电机可将此机械动力(即轴的旋转)转化成电。风力涡轮机通常包括用于将空气的运动转化成机械运动(例如旋转)的空气动力学机构(例如叶片)，然后用发电机将该机械运动转化成电功率。从发电机输出的功率与风速的立方成比例。当风速加倍时，风力发电机的容量增加为差不多八倍。

大多数可在商业上获得的风力涡轮机利用齿轮传动系统来将涡轮机叶片连接到发电机上。风使涡轮机叶片转动，这会使低速轴旋转，低速轴供入具有较高速输出轴的齿轮箱中。这个较高速输出轴连接到发电机上，并且发电。齿轮传动旨在提高机械运动的速度。

用于大型(例如＞1MW)风力涡轮机的产业标准传动系统包括单独地安装到主机架(通常也称为底座框架或底板)上的离散的齿轮箱和发电机单元。功率通过柔性的“高速”轴联接件从齿轮箱传递到发电机。此布置强制齿轮箱和发电机在物理上彼此隔开，以及要求齿轮箱的输出轴和发电机的输入轴两者分别由齿轮箱轴承和发电机轴承单独地支承。

发明内容

提供了一种用于风力涡轮机的传动系统。该风力涡轮机包括连接到低速轴上的转子和连接到齿轮箱上的低速轴。齿轮箱具有连接到发电机上的高速轴。该传动系统包括置于齿轮箱和发电机之间的轴承。齿轮箱润滑介质至少部分地包含在齿轮箱内，且轴承与齿轮箱共用齿轮箱润滑介质。

附图说明

图1是一个示例性风力涡轮机的透视图；

图2是可用于图1的风力涡轮机中的传动系统的一个实施例的局部剖面透视图；

图3是可用于图1的风力涡轮机中的传动系统的另一个实施例的局部剖面透视图；

图4是可用于图1的风力涡轮机中的传动系统的又一个实施例的局部剖面透视图；

图5是在维护期间的图4的实施例的局部剖面透视图。部件列表：100 风力涡轮机110 塔架120 机舱130 叶片140 轮毂210 低速轴215 轴承220 轮毂法兰安装件230 联接件240 行星托架242 行星齿轮244 行星小齿轮246 环形齿轮248 齿轮箱壳体250 太阳齿轮260 发电机262 定子264 发电机转子266 轴承310 齿轮箱312 齿轮箱壳体314 齿轮箱背板315 紧固件320 行星托架325 环形齿轮330 行星小齿轮335 行星齿轮340 太阳齿轮342 太阳小齿轮350 发电机定子壳体360 发电机转子365 定子370 发电机护罩375 制动盘377 制动卡钳380 旋转轮毂385 轴承390 变桨管410 齿轮箱412 齿轮箱背板415 紧固件420 行星托架425 环形齿轮426 环形齿轮430 行星小齿轮435 行星齿轮436 行星齿轮440 太阳齿轮441 太阳齿轮442 太阳小齿轮轴480 内轮毂505 衬垫510 垫板512 绝缘体514 紧固件580 内轮毂586 密封件

具体实施方式

图1中示出了一种典型的商用水平轴风力涡轮机(HAWT)100。风力涡轮机100可包括通常由钢制成的管状塔架110。可通过将多个塔架段堆叠在彼此的顶部上来竖起塔架110。塔架110支承机舱120、叶片130和轮毂140的重量。塔架也可为栅格(桁架)型的，且管状塔架可备选地由混凝土形成。机舱120通常容纳传动系统(例如齿轮箱、轴、联接件、发电机等)，以及主机架(也称为底板)和偏转驱动器。诸如控制电子装置的其它物品也可容纳在机舱120内。通常，机舱120具有由诸如玻璃纤维或石墨合成物的轻量材料构成的外皮。机舱外皮的主要功能是保护容纳物不受自然环境(例如雨、冰、雪等)影响。