[发明专利]新型风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种风能利用技术领域的装置，具体是一种基于滑动轴承、行星差动传动以及飞轮的风力发电机。

背景技术

目前风力发电机组处于野外高空，无人值守条件下工作。风电机组中的轴承，齿轮箱，叶片是三大易损坏零部件。主轴轴承是机组关键部件，不仅承受传动部份自重，在风力风向作用下，运行时产生很大振动，主轴轴承因而承受较大动载荷，且长时间处于连续工作状态；工作条件很差。目前国内外风力发电机组均采用传统调心滚子轴承。必需在油润滑条件下才能安全工作，故要求严格保养条件。因位于高空工作，受到诸多不利条件限制，调心滚子轴承往往得不到日常注油维护保养，在无油状况下运行时极易损坏，安全可靠性差，使用寿命短。另外安装拆卸也较麻烦，对轴承座要求较高。

经对现有技术的文选检索发现，中国专利文选号CN1904400，公开日2007-01-31，记载了一种”风力发电机主轴调心滑动轴承”，通过内外球面达到调心目的，通过复有自润滑复合材料的摩擦层达到减摩目的。该技术主要缺陷在于：结构较复杂，摩擦层材料单一，不能适用高温，低温，高湿，盐雾，沙尘，断油等复杂工况；成本较高。

现有的风电机(含风力机)均采用渐开线或双园弧齿形的齿轮箱(包括定轴齿轮传动或行星齿轮传动)，当叶轮随风速改变转速时，齿轮箱转速随之变化，发电机(或其它工作机)无法在最佳转速工作，降低了风电机出力。由于风速改变范围大，使齿轮及轴承应力也大范围改变，易发生齿轮和轴承破坏。风电机经常在高温，低温，高湿，盐雾，沙尘，断油等复杂工况运行，轴承故障率高，中国轴承工业协会2008-12-2报告指出齿轮箱为风电机故障率最高部件，平均故障率为20％，其中80％为轴承故障。

张立勇在“风力发电机组齿轮箱概述”(“机械传动”2008年第6期第1页)中指出，齿轮箱是风电机组故障率最高部件，平均损坏率达40％～50％，个别近100％。发达国家产品并不适合中国使用条件。同期刊物王晶晶及吴晓铨“风电机组齿轮箱发展及技术分析”中指出，在荒郊野外，海边几十米塔架上，机舱空间相对窄小，在极端温差下，故障时间及维修带来的电量损失占风电机组总价15％～20％。故障一般出现在发电高峰期，因环境恶劣，交通不便，修复极困难。

现有风电机齿轮箱均采用定轴齿轮传动或行星齿轮传动；输出固定转速，一般选用直流发电机，双速异步机，绕线式发电机等。上述发电机均较单速异步机价格贵，体积大，重量重，结构复杂，故障率高。早在公元429～500年，祖冲之发明了具有锥齿轮行星差动传动指南车，欧美在1920年造出了汽车用行星差动传动装置，战后大功率船舰，航空发动机，工程机械等均应用行星差动传动装置。国内在重载行星差动传动技术，封闭式行星差动传动装置均取得突破，在开发应用方面取得较大进展。已广泛应用于起重机，卸船机抓斗，电炉电极升降运动，连铸设备等。行星差动传动技术可简化结构，减轻重量，降低作用力，行星差动传动装置中附加一个变速动力源，就可成为无级变速器，用途极广，避免现有定轴齿轮传动装置或行星齿轮传动装置只输出单一速度的不足。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN201513525U，公开日2010-06-23，记载了一种“风电齿轮传动装置”，该技术包括一行星齿轮传动机构，该行星齿轮传动机构进一步包括太阳轮、内齿圈、行星架以及多个行星齿轮，行星架上设有多个行星齿轮轴，多个行星齿轮一一对应地分别设置于所述多个行星齿轮轴上；行星架为主动件，太阳轮为从动件，其特点是，太阳轮、内齿圈和多个行星齿轮均为双斜齿齿轮；其中，作为太阳轮的双斜齿齿轮为无越程槽的一体式双斜齿齿轮，作为内齿圈和行星齿轮的双斜齿齿轮为由两个并排排列的斜齿轮组成的分体式双斜齿齿轮。本实用新型的承载能力强、体积小、无轴向力。但该技术所采用的太阳轮为无越程槽的双斜齿轮加工极难.成本高，难以保证其精度。