[发明专利]行星齿轮箱

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可再生能源涡轮机的行星齿轮箱和一种包括行星齿轮箱的可再生能源涡轮机。

背景技术

可再生能源涡轮机(在此称作“涡轮机”)用于由再生能源发电。例如，风力涡轮机、潮汐式涡轮机、水电涡轮机通常使用高速发电机，所述高速发电机例如可以以1500rpm的转速运行但是由在低转速和可变转速条件下被风力或者水力驱动的转子驱动。像这样，齿轮箱通常位于转子和发电机之间并且必须能够提供大的齿轮传动比同时处理很大负载。因此，现代涡轮机典型地使用行星(或者“周转”)齿轮箱。

通常需要向涡轮机转子提供供给设施用于控制或者数据捕捉。通常必须将用于这种供给设施的电缆设置到转子毂，所述转子毂连接到齿轮箱前部。像这样，电缆通常必须通过齿轮箱。在大多数用于涡轮机的传统行星齿轮箱布置方案中，典型地经由“平行”输出轴最终输出，所述平行输出轴从齿轮箱的主轴线偏移(所述主轴线与转子轴线共轴)。这种平行输出级的一个优势在于可以设置中空中心轴，所述中空中心轴从靠近转子的输入轴至靠近输出部分的齿轮箱后部完全延伸通过齿轮箱，通过所述中空中心轴可以提供对于转子的供给设施。典型地，滑环组件设置在齿轮箱后部，使得供给设施可以与中空旋转轴和转子一起旋转。在图1和图2中示意性地示出了这种布置方案(并且将在下文对其进行详细描述)。

然而，在一些涡轮机中，理想的是使用完全共轴的行星齿轮箱(即输出轴和输入轴共轴的齿轮箱)。例如，理想的是在连接到发电机或者混合发电机齿轮箱之前将齿轮箱的输出部分连接到中间级(诸如可变传动比齿轮箱)，使得平行输出可能是不理想的。此外，完全共轴的齿轮箱可以使设置有涡轮机的固定组件的舱的最大横截面面积能够减小(这对于转子的效率是有利的)。

相应地，本发明的实施例试图提供替代性的行星齿轮箱布置方案，所述行星齿轮箱布置方案就向转子提供供给设施而言提供更大的灵活性，并且例如可以取消对提供完全延伸通过齿轮箱的中心的中空轴的需要。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于可再生能源涡轮机的行星齿轮箱，包括：行星齿轮箱；和延伸通过所述行星齿轮箱的至少一根供给电缆；其中供给电缆通过齿轮箱的固定行星级进入齿轮箱并且延伸通过中心轴至滑环组件的固定部分，用于在使用中提供到涡轮机的转子的连接。

因此，通过使用齿轮箱的固定行星级，本发明的实施例中的电缆能够通过齿轮箱的接地(即非旋转)的部分进入齿轮箱并且可以仅在随后布线至中心轴。有利地，这可以在布置电缆布线和/或齿轮箱级方面为齿轮箱设计者提供更大的自由度。例如，可以去除对提供延伸通过齿轮箱的全部长度中空轴的需要。

本发明的某些实施例的特定优势可以在于齿轮箱的最末级的尺寸和设计，所述最末级通常为齿轮箱的承受最高应力并且寿命最短的级。根据特定涡轮机布置方案，不理想或者不可能的是在中间级和/或发电机中提供中空轴。因此，本发明的实施例可以有利地使得能够使用实心轴。

此外，在一些布置方案中，认为不理想的是使供给设施通过提供齿轮箱和(一个或多个)从动装置之间的传动连接以及额外转矩过载保护的旋转柔性联接件。因此，本发明的实施例可以有利地排除现有技术布置方案中的这个缺陷。

滑环组件可以典型地设置成靠近齿轮箱的输入轴(因此可以靠近涡轮机转子)。因此，与典型现有设计相反地，对于通过齿轮箱的电缆，其大部分可以是固定的(即非旋转的)。中心轴中的电缆可以是固定的。

电缆引导件可以设置成限定电缆的固定路径。

供给电缆的至少一部分可以布置成在齿轮箱内沿着大体径向的方向行进。供给电缆可以在从齿轮箱的中心轴线径向偏移的位置处进入齿轮箱的输出侧。相反地，将理解的是，通常认为电缆的延伸通过中心轴的部分与齿轮箱的中心轴线对齐。

典型地，电缆在从固定行星级至中心轴的至少部分蛇形路径中布线。例如，电缆可以遵循从行星级朝向中心轴的S形路径(技术人员例如将理解的是，电缆路径的任何方向变化均应设置有曲部，所述曲部具有基于电缆尺寸选择的最小曲率半径)。

供给电缆可以布线通过齿轮箱的固定行星级的任何使电缆能够固定的合适部分。例如，电缆可以布线通过齿轮箱的所述固定行星级的行星齿轮架。替代地，供给电缆可以布线通过齿轮箱的所述固定行星级的行星齿轮。例如，电缆可以延伸通过行星齿轮的轴。

行星齿轮箱可以包括多行星级的行星齿轮箱。典型地，例如，行星齿轮箱可以具有多个级。行星齿轮箱可以例如包含弹性销的使用。