[其他]风力发电机的驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机(＝WKA)的驱动系统。

背景技术

用于WKA的传动系是已知的并且被用于将通过风置于转动中的风力转子的转动能量经由与风力转子耦合的发电机转换成电能。在此，风力转子典型地达到大约10至20min^-1的范围中的转数。

大部分现有的WKA配设有转速从1000至2000min^-1的快速运行的发电机。为了将风力转子的相对较慢的转数变换到发电机转数，中间连接有三级或者多级传动装置，其与发电机的组合共同被描述成传动系。这两个传动系组件基本上彼此不相关地设计并且通过常规的耦联器彼此连接。这意味着，即在该种情况中被描述成“分解式传动系”的传动系包括具有三个或者多个变速级的变速传动装置，耦联器和发电机，这些部件串联地布置在转子轴后面的WKA的吊舱中。

在此缺点是，该传动系需要相对高的空间需求并且由于多个部件的原因而具有复杂的构造。

除了典型的传动装置解决方案之外，还使用了这样的发电机，其与风力转子无传动地连接。在该描述成“直接驱动”的构造形式中，缓慢运行的发电机直接通过风力转子驱动。在此，缺点是，由于直接从风力转子引导到发电机中的高转矩的原因，发电机并且尤其在接下来也被成为电枢的发电机转子具有相对大的直径。这伴随着传动系的相对大的尺寸和高的重量。

第三个方面提出，中速运行的发电机和传动装置固定地彼此连接成传动系组件，从而获得用于WKA的紧凑的传动装置-发电机单元。这样的传动系例如在2012年10月10日的EP 2 508 753 A1(西门子股份公司；Winergy股份公司)中公开。由该公开文件已知的用于WKA的传动系具有带有传动装置壳体的传动装置，其经由缓慢运行的驱动轴与风力转子连接。此外，设置有发电机，其具有与传动装置壳体固定连接的发电机壳体。发电机的电枢经由传动装置的太阳轮轴驱动。通过相对于固定的发电机定子旋转的电枢，借助电感应以已知的方式将风力转子的转动能量转换成电能。在这种构造类型的现代WKA设施中，变速传动装置例如设计成两级行星传动装置并且发电机构造成用永磁发电机。

传动装置与发电机的直接连接导致了传动机组相对于“分解式传动系”的显著的缩短。在传动装置和发电机之间的耦合在中速的传动机组中被取消并且通过作用相同的连接件替代。中速旋转的设施相对于永磁直接驱动需要更少数量的永磁铁。中速的驱动装置与常规的分解式驱动装置相比的较小尺寸和较小的重量允许新的吊舱配置。

在所有的传动机组配置中，滚动轴承都代表了WKA的重要的故障起因。

对于具有分解式传动系的应用来说，过去已经研发了通过滑动轴承替代滚动轴承的解决方案。

对于直接驱动来说，根据当今的现有技术没有使用滑动轴承或者仅仅是非常受到制约的。对此的重要原因在于，在直接驱动的情况中，轴承直径如此之大，从而不存在合适的滑动轴承或者必须使用周向方向上分区段的滑动轴承。

在中速的驱动装置中，尤其是在模块化的构造中，其中，发电机以单独的封闭组件形式与传动装置连接，已知的是，对于行星齿轮而言使用滑动轴承来取代传统的滚动轴承。然而，至今为止发电机继续地配备有滚动轴承，从而必须花费用于滚动轴承的维护或者维修可行性(“维修能力”)的巨大的成本：至今为止，在模块化构造的，中速的传动机组中设置有在发电机和传动装置之间的分离位置。该分离位置用于将这两个组件分离，从而在发电机侧的滚动轴承损坏的情况中能够将发电机与传动装置分离。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提出一种WKA的传动机组，其中，传动装置和发电机彼此直接连接，该传动机组是可靠的并且具有较小的故障概率。

该目的根据本实用新型通过一种驱动系统实现。

用于风力发电机的根据本实用新型的驱动系统包括能与风力转子轴连接的变速传动装置和发电机。该变速传动装置可以包括一个或者多个行星传动级。发电机在力流的方向上看布置在传动装置的下游，也就是说布置在传动装置的与风力转子背离的一侧上。不仅传动装置而且还有发电机都支承在滑动轴承中。在此，“在滑动轴承中支承的传动装置”意味着，在传动装置中，行星齿轮轴承和/或行星架轴承都构造成滑动轴承。如果行星架轴承构造成滑动轴承，那么其优选地是在周向方向上分区段的滑动轴承；在此轴承分割成在被支承的行星架的周向上进行划分的区段。在此，“在滑动轴承中支承的发电机”意味着，发电机的电枢的旋转在至少一个滑动轴承中实现；优选的是，发电机的电枢的所有的支撑部位都实施成滑动轴承。