[发明专利]变桨装置以及具有该变桨装置的风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种用于风力发电机组的变桨装置以及具有该变桨装置的风力发电机组。

背景技术

风力发电机组是一种通过叶轮转动将风能转化为电能的大型发电装置，风力发电机组利用变桨装置根据风速的变化对叶片的桨叶角度进行调节以控制叶轮对风能的吸收。

具体地，在风力发电机组正常运行期间，当风速超过风力发电机组的额定风速时，为了控制风力发电机组的功率输出，通过变桨装置控制叶片的桨叶角度在0°～30°之间，保证叶轮的转速限定在额定范围内，并且通过变桨装置例如将叶片顺桨到90°位置实现停机。

图1示出了现有技术中的一种变桨装置的示意图。图2示出了图1中的变桨装置的局部剖视侧视图。如图1和2所示，变桨装置包括变桨轴承2，变桨轴承2内包括轴承内圈21和轴承外圈22，作为风力发电机组的基体的轮毂1通过轮毂连接螺栓7与变桨轴承2的轴承内圈21固定连接，风力发电机组的叶片6通过叶片连接螺栓8与变桨轴承2的轴承外圈22固定连接，传动带3绕过驱动机构4、张紧轮31和传动带预紧装置32张紧连接于变桨轴承2的轴承外圈22的外周圆柱面上。当需要进行变桨作业时，驱动机构4驱动传动带3，从而带动变桨轴承2的轴承外圈22和风力发电机组的叶片6相对于变桨轴承2的轴承内圈21和风力发电机组的轮毂1转动，实现叶片的变桨。

然而，上述变桨装置存在一定的问题。具体地，在同等规格叶片情况下，叶片所受的弯矩相同。由于在现有技术中叶片6与变桨轴承2的轴承外圈22连接，因此在同等规格叶片情况下，变桨轴承2的尺寸较小，相应的变桨轴承与轮毂连接螺栓7、轴承钢球的节圆直径、传动带直径布局均较小。由于载荷与弯矩大小成正比，与节圆直径成反比，所以，弯矩相同的情况下，钢球所承受的载荷以及螺栓所受的载荷均较大。这导致在叶片变桨过程中，变桨轴承2承受较大的变桨载荷。因而，变桨轴承2的与轮毂1连接的螺栓、变桨轴承2的滚珠等均受到较大的载荷，容易造成变桨轴承2自身及自身构件的损坏等。因此，现有技术中的变桨装置存在变桨轴承套圈安全系数较低、变桨轴承与轮毂连接螺栓安全系数较低、传动带安全系数较低，从而容易失效的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种用于风力发电机组的变桨装置以及具有该变桨装置的风力发电机组，所述变桨装置能够提高变桨装置的各个部件的安全系数，提升变桨装置的安全性能。

根据本发明的一方面，提供一种用于风力发电机组的变桨装置，所述风力发电机组包括轮毂和叶片，所述变桨装置可包括变桨轴承、传动元件以及用于驱动所述传动元件的驱动机构，所述变桨轴承包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈包括沿轴向向外延伸的延伸部，所述叶片可与所述延伸部固定连接，所述轴承外圈可与所述轮毂固定连接，所述传动元件可设置在所述延伸部上。

根据本发明的一方面，所述轴承内圈可具有沿轴向延伸并沿圆周方向布置的多个轴向通孔，多个所述轴向通孔可延伸穿过所述延伸部，轴承内圈连接螺栓穿过所述轴向通孔后紧固到所述叶片。

根据本发明的一方面，所述延伸部可包括从所述轴承内圈沿轴向向外延伸的轴向延伸部分以及设置在所述轴向延伸部分外周的凸起结构。

根据本发明的一方面，所述凸起结构可与所述轴向延伸部分分开形成，所述凸起结构嵌入到所述轴向延伸部分的外周。

根据本发明的一方面，所述凸起结构可包括径向向内延伸的插入凸起，所述轴向延伸部分的外周具有相应的插入凹槽。

根据本发明的一方面，所述凸起结构可包括从所述轴向延伸部分沿径向向外延伸的径向延伸部分以及从所述径向延伸部分的端部沿轴向延伸的传动元件安装部。

根据本发明的一方面，所述凸起结构可具有如下结构特征中的至少一种：所述凸起结构中形成有减重孔；所述凸起结构为圆环形或部分圆环形；所述凸起结构的半径方向上的截面形状为“一”形、“T”形或“L”形。

根据本发明的一方面，所述传动元件可为传动带、传动链或钢绳，所述传动元件缠绕在所述延伸部的外圆周表面上。

根据本发明的一方面，所述传动带可为齿形带或齿形链。

根据本发明的一方面，所述延伸部的外圆周表面上可形成有齿形结构。

根据本发明的一方面，所述延伸部上可设置有限定传动元件的安装位置的凹槽。

根据本发明的另一方面，提供了一种风力发电机组，所述风力发电机组包括可如上所述的变桨装置。