專利名稱：無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電的新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換裝置為多級(jí)增速的齒輪箱結(jié)構(gòu)，但是，齒輪箱的傳動(dòng)比為固定值，不能隨著風(fēng)速的變化而改變，同時(shí)齒輪箱的故障率較高而且維修不方便。直驅(qū)形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)直接聯(lián)結(jié)，雖然沒(méi)有了齒輪箱的故障，但是，直驅(qū)型電機(jī)的極對(duì)數(shù)過(guò)多，體積龐大，成本高昂，而且重量比較重，不易于吊裝。變速恒頻技術(shù)是風(fēng)電中新發(fā)展起來(lái)的一種變速運(yùn)行和恒定頻率并網(wǎng)的發(fā)電方式。當(dāng)風(fēng)速低于額定 風(fēng)速，而且風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)連接時(shí)，風(fēng)電的頻率要與電網(wǎng)頻率保持一致，而發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可根據(jù)風(fēng)速的情況實(shí)時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，以便于捕獲最大的風(fēng)能量?，F(xiàn)有風(fēng)電系統(tǒng)的變速恒頻方法是采用電氣控制方式的，該方式需要造價(jià)昂貴的整流與逆變?cè)O(shè)備，該類設(shè)備不僅能量損失比較大，而且使得發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，電氣控制系統(tǒng)的大功率調(diào)速可靠性比較差，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)可以無(wú)級(jí)調(diào)速控制的三級(jí)差動(dòng)行星齒輪一級(jí)平行軸齒輪系的動(dòng)力分匯流增速機(jī)構(gòu)，將風(fēng)輪捕獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的電能并入電網(wǎng)中，通過(guò)調(diào)節(jié)電液比例溢流閥的控制信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)增速比和主軸轉(zhuǎn)速的連續(xù)無(wú)級(jí)的調(diào)節(jié)，進(jìn)而穩(wěn)定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電的頻率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的變速恒頻運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:—種無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)輪，主軸，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)，液壓系統(tǒng)，高速軸以及發(fā)電機(jī)，系統(tǒng)各部分的連接關(guān)系為:風(fēng)輪通過(guò)主軸與無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)相連接，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)通過(guò)三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)的第一級(jí)行星架與三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)連接，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)通過(guò)高速軸與發(fā)電機(jī)連接，風(fēng)輪的輸入能量為風(fēng)能，其輸出動(dòng)能輸入到主軸中，主軸的輸出動(dòng)能輸入到無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)可連續(xù)無(wú)級(jí)的控制和改變其輸入轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定其輸出轉(zhuǎn)速，并將其輸出到后續(xù)的三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)通過(guò)一定傳動(dòng)比的增速傳動(dòng)，將輸入的功率和動(dòng)力傳遞到高速軸，高速軸的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)同步，以便于將動(dòng)能輸出到發(fā)電機(jī)中，發(fā)電機(jī)將高速軸輸入的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑺腿腚娋W(wǎng)中。優(yōu)選地，所述無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)為常閉式，動(dòng)壓粘性潤(rùn)滑傳動(dòng)與控制的調(diào)速機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要設(shè)置有并排布置在端蓋上的一組單作用彈簧復(fù)位型的調(diào)速液壓缸，主動(dòng)滑膜副組，被動(dòng)滑膜副組，機(jī)構(gòu)各部分的連接關(guān)系為:主軸通過(guò)其右端的外齒與主動(dòng)滑膜副組的內(nèi)齒相嚙合而連接，主動(dòng)滑膜副組與被動(dòng)滑膜副組通過(guò)其中間油液的動(dòng)壓粘性作用而連接，被動(dòng)滑膜副組的外齒與第一級(jí)行星架左端的內(nèi)齒相嚙合而連接，而第一級(jí)行星架與三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu))連接。優(yōu)選地，所述三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)為三級(jí)形式的差動(dòng)行星齒輪和一級(jí)的平行軸齒輪系的動(dòng)力分匯流增速機(jī)構(gòu)，其中，第一級(jí)行星架與第二級(jí)內(nèi)齒圈固定連接，并將功率分流輸入到第二級(jí)行星架和第二級(jí)內(nèi)齒圈，第二級(jí)行星架與第一級(jí)太陽(yáng)輪和第一級(jí)內(nèi)齒圈相嚙合連接，并將其功率輸入到第一級(jí)太陽(yáng)輪；第二級(jí)內(nèi)齒圈與第二級(jí)行星輪相嚙合連接，并將其功率輸入到第二級(jí)行星輪和第三級(jí)內(nèi)齒圈；第一級(jí)太陽(yáng)輪與第三級(jí)行星架固定連接，并將其功率輸入到第三級(jí)行星架；第三級(jí)行星架分別與第三級(jí)內(nèi)齒圈和第三級(jí)太陽(yáng)輪相嚙合，第三級(jí)內(nèi)齒圈與第三級(jí)行星架的功率匯合并經(jīng)過(guò)第三級(jí)太陽(yáng)輪輸出到平行軸輸入齒輪，平行軸輸入齒輪與高速軸齒輪相嚙合，并將功率通過(guò)高速軸齒輪輸出到高速軸上。優(yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)由液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，二者使用共同的油箱，所述液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)的作用為向無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)供油以形成工作油膜，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)壓剪切潤(rùn)滑傳動(dòng)，并將產(chǎn)生的熱量通過(guò)冷卻器散掉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)主要零部件潤(rùn)滑的作用，液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)的主油管路中主要設(shè)置了第二液壓泵，第三過(guò)濾器，冷卻器和溢流閥，第二電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)第二液壓泵.工作，第二液壓泵通過(guò)液壓管路與第三過(guò)濾器和冷卻器相連接，冷卻器與無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑油進(jìn)油口相連接，油箱中的液壓油經(jīng)過(guò)第三過(guò)濾器，液壓泵，冷卻器進(jìn)入無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)為其供油潤(rùn)滑并冷卻，溢流閥用以調(diào)節(jié)潤(rùn)滑供油系統(tǒng)的壓力，并可作為系統(tǒng)安全閥，第二壓力表安裝于旁路并與液壓控制系統(tǒng)通過(guò)可調(diào)節(jié)流器相連，檢測(cè)并反饋潤(rùn)滑油路的壓力大小；所述液壓控制系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)所處的工況條件不同而供給一組調(diào)速液壓缸以相應(yīng)的工作壓力的液壓油，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳動(dòng)的連續(xù)無(wú)級(jí)變速的目的，液壓控制系統(tǒng)的主油管路中主要設(shè)置有第一過(guò)濾器和第二過(guò)濾器，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的第一液壓泵，比例溢流閥，第一壓力表，高速開(kāi)關(guān)閥，可調(diào)節(jié)流器，單作用彈簧復(fù)位型的調(diào)速液壓缸，第一電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)第一液壓泵.工作，第一液壓泵通過(guò)液壓管路`與第一過(guò)濾器和第二過(guò)濾器相連接，高速開(kāi)關(guān)閥，第一壓力表和比例溢流閥均安裝于第一過(guò)濾器的出油口，溫度表安裝于旁路并通過(guò)可調(diào)節(jié)流器與液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)相連接。優(yōu)選地，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制部分，控制部分主要設(shè)置有系統(tǒng)控制器和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參量分布檢測(cè)的傳感器組，傳感器組主要包括調(diào)速液壓缸壓力傳感器，調(diào)速液壓缸位移傳感器，液壓油溫度傳感器，風(fēng)速儀，轉(zhuǎn)速傳感器，系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參量的集中控制和系統(tǒng)變速恒頻運(yùn)行的協(xié)調(diào)處理，傳感器組實(shí)現(xiàn)分布的參量如液壓油壓力，位移，溫度和系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的測(cè)量并反饋到控制器中進(jìn)行運(yùn)算和處理，其中，風(fēng)輪處安裝風(fēng)速儀用以檢測(cè)風(fēng)速大小，在主軸和第一級(jí)行星架處分別安裝第一轉(zhuǎn)速傳感器和第二轉(zhuǎn)速傳感器，分別用于測(cè)量其轉(zhuǎn)速大小，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸入到所述系統(tǒng)控制器中，在調(diào)速液壓缸處布置位移傳感器和壓力傳感器用以檢測(cè)調(diào)速液壓缸的位移和油壓大小，在潤(rùn)滑供油回路安裝液壓油溫度傳感器用以測(cè)量液壓油溫度。優(yōu)選地，將風(fēng)速儀測(cè)得的風(fēng)速V，主軸上的第一轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)ω，第一級(jí)行星架處的第二轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的第一級(jí)行星架轉(zhuǎn)速信號(hào)ω。，調(diào)速液壓缸壓力和位移傳感器的壓力和位移信號(hào)一并輸入到系統(tǒng)控制器中，系統(tǒng)控制器在確保高速軸轉(zhuǎn)速恒定的情況下，根據(jù)最佳葉尖速比表達(dá)式和最佳主軸轉(zhuǎn)速對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和處理，獲得最佳的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將其作為轉(zhuǎn)速的給定信號(hào)而輸入到液壓控制系統(tǒng)中的比例溢流閥中，比例溢流閥控制和調(diào)定調(diào)速液壓缸的位移和壓力的大小，并進(jìn)而連續(xù)的控制無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)的無(wú)級(jí)傳動(dòng)比，使得系統(tǒng)在風(fēng)速波動(dòng)時(shí)，能夠有效的跟蹤最佳葉尖速比，從而實(shí)現(xiàn)在高速軸和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定情況時(shí)的最大風(fēng)能量捕獲，實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:(I)本系統(tǒng)僅需要通過(guò)精確的控制調(diào)速液壓缸的壓力便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)級(jí)連續(xù)的變速恒頻運(yùn)行，從而無(wú)需復(fù)雜而且昂貴的變流裝置；(2)系統(tǒng)無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)比較適合大功率傳動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)控，因而系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較大功率和較大扭矩的傳動(dòng)和控制，而且輸出功率的穩(wěn)定性比較好；(3)通過(guò)控制調(diào)速液壓缸的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制的運(yùn)行的方法簡(jiǎn)單易行，可
靠性高；(4)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的電液比例溢流閥能夠準(zhǔn)確的控制調(diào)速液壓缸的壓力，因而系統(tǒng)無(wú)級(jí)變速靈敏度高，調(diào)速范圍寬，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定精度和傳動(dòng)效率高；(5)系統(tǒng)的無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，通過(guò)無(wú)級(jí)平穩(wěn)的調(diào)節(jié)能對(duì)傳動(dòng)鏈和三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)起到過(guò)載保護(hù)作用，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連續(xù)平滑運(yùn)行，并能夠有效緩解電網(wǎng)沖擊；(6)系統(tǒng)不僅可以有效地實(shí)現(xiàn)風(fēng)能動(dòng)力的分流與匯流傳動(dòng)，而且增大了齒輪系機(jī)構(gòu)的功率密度；(7)系統(tǒng)三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊，動(dòng)載荷分布比較均勻，大幅度消減了動(dòng)態(tài)載荷沖擊與振動(dòng)，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性；(8)系統(tǒng)不僅不需要了變頻器，而且可將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定值，風(fēng)力發(fā)電模式回歸到同步發(fā)電機(jī)恒速運(yùn)行并直接向電網(wǎng)供電的模式，大大簡(jiǎn)化了風(fēng)電系統(tǒng)的整機(jī)結(jié)構(gòu)。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)級(jí)增速型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)級(jí)增速型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)級(jí)增速型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變速恒頻運(yùn)行的控制原理圖；圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)級(jí)增速型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)的風(fēng)能利用系數(shù)和葉尖速比值之間的關(guān)系。附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-風(fēng)輪；2_主軸；3_調(diào)速液壓缸；4_高速開(kāi)關(guān)閥；5.1-第一壓力表；5.2_第二壓力表；6_比例溢流閥；7.1-第一過(guò)濾器；7.2-第二過(guò)濾器；7.3-第三過(guò)濾器；8_溫度表；9-電動(dòng)機(jī)；10.1-第一液壓泵；10.2-第二液壓泵；11_主動(dòng)滑膜副組；12_被動(dòng)滑膜副組；13-冷卻器；14_溢流閥；15_可調(diào)節(jié)流器；16_油箱；17_第一級(jí)行星架；18_第一級(jí)太陽(yáng)輪；19-第一級(jí)內(nèi)齒圈；20_第二級(jí)行星架 ；21_第二級(jí)內(nèi)齒圈；22_第二級(jí)行星輪；23_第二級(jí)內(nèi)齒圈；24_第三級(jí)行星架；25_第三級(jí)太陽(yáng)輪；26_平行軸輸入齒輪；27_高速軸齒輪；28_高速軸；29-發(fā)電機(jī)；30-無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)；31-三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)；32-液壓控制系統(tǒng)；33-液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)；34_系統(tǒng)控制器；35.1-第一轉(zhuǎn)速傳感器；35.2-第二轉(zhuǎn)速傳感器；36-風(fēng)速儀；37_液壓油溫度傳感器；38_調(diào)速液壓缸位移傳感器；39_調(diào)速液壓缸壓力傳感器；ω opt-系統(tǒng)最佳的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)；ω -系統(tǒng)的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)；ω。-系統(tǒng)的第一級(jí)行星架轉(zhuǎn)速信號(hào)；δ -系統(tǒng)的無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)中主被動(dòng)摩擦副組間的儲(chǔ)油；λ opt-風(fēng)輪的最佳葉尖速比值。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。參考圖1，所示為本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其包括風(fēng)輪1，主軸2，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)31，液壓系統(tǒng)，高速軸28以及發(fā)電機(jī)29，系統(tǒng)各部分的連接關(guān)系為:風(fēng)輪I通過(guò)主軸2與無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30相連接，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30通過(guò)三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)31的第一級(jí)行星架17與三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)31連接，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)31通過(guò)高速軸28與發(fā)電機(jī)29連接，風(fēng)輪I的輸入能量為風(fēng)能，其輸出動(dòng)能輸入到主軸2中，主軸的輸出動(dòng)能輸入到無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30可連續(xù)無(wú)級(jí)的控制和改變其輸入轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定其輸出轉(zhuǎn)速，并將其輸出到后續(xù)的三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)31，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)31通過(guò)一定傳動(dòng)比的增速傳動(dòng)，將輸入的功率和動(dòng)力傳遞到高速軸28，高速軸28的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)29同步，以便于將動(dòng)能輸出到發(fā)電機(jī)29中，發(fā)電機(jī)29將高速軸輸入的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑺腿腚娋W(wǎng)中。在具體應(yīng)用實(shí)例中，參見(jiàn)圖2，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30為常閉式，動(dòng)壓粘性潤(rùn)滑傳動(dòng)與控制的調(diào)速機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要設(shè)置有并排布置在端蓋上的一組單作用彈簧復(fù)位型的調(diào)速液壓缸3，主動(dòng)滑膜副組11，被動(dòng)滑膜副組12，機(jī)構(gòu)各部分的連接關(guān)系為:主軸2通過(guò)其右端的外齒與主動(dòng)滑膜副組11的內(nèi)齒相嚙合而連接，主動(dòng)滑膜副組11與被動(dòng)滑膜副組12通過(guò)其中間油液的動(dòng)壓粘性作用而連接，被動(dòng)滑膜副組12的外齒與第一級(jí)行星架左端的內(nèi)齒相嚙合而連接，而第一級(jí)行星架17與三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)31連接。其中，主動(dòng)滑膜副組11為帶有內(nèi)齒的淬硬的鋼片組，鋼片端表面覆蓋有摩擦材料層和徑向儲(chǔ)油槽，被動(dòng)滑膜副組12為帶有外齒的，由特殊材料制造的滑膜片組，其端表面同樣覆蓋有摩擦材料層和徑向儲(chǔ)油槽。系統(tǒng)主軸2右端在無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)中的部分為開(kāi)有外漸開(kāi)線齒廓的齒輪軸，該齒輪軸與帶有內(nèi)齒的主動(dòng)滑膜副組11相嚙合而同步旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)，且主動(dòng)滑膜副組可在主齒輪軸上自由的軸向移動(dòng)，第一級(jí)行星架17的左端在無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)中的部分為開(kāi)有內(nèi)漸開(kāi)線齒廓的內(nèi)齒圈，該內(nèi)齒圈與被動(dòng)滑膜副組12的外齒相嚙合而同步旋轉(zhuǎn)，而且被動(dòng)滑膜副組12可在第一級(jí)行星架17的內(nèi)齒圈內(nèi)自由的軸向移動(dòng)。主動(dòng)滑膜副組11和被動(dòng)滑膜副組12相間布置，液壓潤(rùn)滑供油 系統(tǒng)33的壓力油通過(guò)主軸中間的油道進(jìn)入主動(dòng)滑膜副組11和被動(dòng)滑膜副組12間的儲(chǔ)油槽。無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30通過(guò)高壓高粘性的動(dòng)壓油膜實(shí)現(xiàn)動(dòng)壓剪切潤(rùn)滑傳動(dòng)與控制。調(diào)速液壓缸3為一組彈簧復(fù)位型的單作用液壓缸，通過(guò)改變其輸出油壓和行程的大小可以改變主動(dòng)滑膜副組11和被動(dòng)滑膜副組12間的動(dòng)壓油膜的厚度，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)級(jí)調(diào)速控制。進(jìn)一步的，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)31為三級(jí)形式的差動(dòng)行星齒輪和一級(jí)的平行軸齒輪系的動(dòng)力分匯流增速機(jī)構(gòu)，其中，第一級(jí)行星架17與第二級(jí)內(nèi)齒圈21固定連接，并將功率分流輸入到第二級(jí)行星架20和第二級(jí)內(nèi)齒圈21，第二級(jí)行星架20與第一級(jí)太陽(yáng)輪18和第一級(jí)內(nèi)齒圈19相嚙合連接，并將其功率輸入到第一級(jí)太陽(yáng)輪18 ;第二級(jí)內(nèi)齒圈21與第二級(jí)行星輪22相嚙合連接，并將其功率輸入到第二級(jí)行星輪22和第三級(jí)內(nèi)齒圈23 ;第一級(jí)太陽(yáng)輪18與第三級(jí)行星架24固定連接，并將其功率輸入到第三級(jí)行星架24 ;第三級(jí)行星架24分別與第三級(jí)內(nèi)齒圈23和第三級(jí)太陽(yáng)輪25相嚙合，第三級(jí)內(nèi)齒圈23與第三級(jí)行星架24的功率匯合并經(jīng)過(guò)第三級(jí)太陽(yáng)輪25輸出到平行軸輸入齒輪26，平行軸輸入齒輪26與高速軸齒輪27相嚙合，并將功率通過(guò)高速軸齒輪27輸出到高速軸28上。進(jìn)一步的，液壓系統(tǒng)由液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)33和液壓控制系統(tǒng)32兩部分構(gòu)成，二者使用共同的油箱16，液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)33的作用為向無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30供油以形成工作油膜，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)壓剪切潤(rùn)滑傳動(dòng)，并將產(chǎn)生的熱量通過(guò)冷卻器散掉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30主要零部件潤(rùn)滑的作用，液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)33的主油管路中主要設(shè)置了第二液壓泵10.2，第三過(guò)濾器7.3，冷卻器13和溢流閥14，第二電動(dòng)機(jī)9.2帶動(dòng)第二液壓泵10.2工作，第二液壓泵10.2通過(guò)液壓管路與第三過(guò)濾器7.3和冷卻器13相連接，冷卻器13與無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30的潤(rùn)滑油進(jìn)油口相連接，油箱16中的液壓油經(jīng)過(guò)第三過(guò)濾器7.3，液壓泵10.2，冷卻器13進(jìn)入無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30為其供油潤(rùn)滑并冷卻，溢流閥14用以調(diào)節(jié)潤(rùn)滑供油系統(tǒng)的壓力，并可作為系統(tǒng)安全閥，第二壓力表5.2安裝于旁路并與液壓控制系統(tǒng)通過(guò)可調(diào)節(jié)流器15相連，檢測(cè)并反饋潤(rùn)滑油路的壓力大??；液壓控制系統(tǒng)32根據(jù)系統(tǒng)所處的工況條件不同而供給一組調(diào)速液壓缸3以相應(yīng)的工作壓力的液壓油，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳動(dòng)的連續(xù)無(wú)級(jí)變速的目的，液壓控制系統(tǒng)的主油管路中主要設(shè)置有第一過(guò)濾器7.1和第二過(guò)濾器7.2，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的第一液壓泵10.1，比例溢流閥6，第一壓力表5.1，高速開(kāi)關(guān)閥4，可調(diào)節(jié)流器15，單作用彈簧復(fù)位型的調(diào)速液壓缸3，第一電動(dòng)機(jī)9.1帶動(dòng)第一液壓泵10.1工作，第一液壓泵10.1通過(guò)液壓管路與第一過(guò)濾器7.1和第二過(guò)濾器7.2相連接，高速開(kāi)關(guān)閥4，第一壓力表5.1和比例溢流閥6均安裝于第一過(guò)濾器7.1的出油口，溫度表8安裝于旁路并通過(guò)可調(diào)節(jié)流器15與液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)相連接。油箱中液壓油通過(guò)第一過(guò)濾器7.1和第二過(guò)濾器7.2，第一液壓泵10.1，進(jìn)入調(diào)速液壓缸3，調(diào)速液壓缸3的壓力由比例溢流閥調(diào)定6，比例溢流閥6的壓力信號(hào)由系統(tǒng)控制器34給定，該信號(hào)可根據(jù)系統(tǒng)工況條件而為連續(xù)變化的可調(diào)量。比例溢流閥6的輸出壓力與輸入的給定信號(hào)成正比例，并可連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，從而無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速控制。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，可開(kāi)啟高速開(kāi)關(guān)閥4，實(shí)現(xiàn)輕載啟動(dòng)，縮短啟動(dòng)電流的沖擊持續(xù)時(shí)間。同時(shí)，為防止過(guò)多壓力油從潤(rùn)滑油路流向控制油泵，本發(fā)明實(shí)施例在控制油路中設(shè)置了可調(diào)節(jié)流器15，一旦第一液壓泵10.1停止工作，則控制第一液壓泵
10.1吸空，壓力不能自建，主動(dòng)滑片摩擦副11和被動(dòng)滑片摩擦副12自動(dòng)分離，從而避免了燒傷。在又一 具體應(yīng)用實(shí)例中，本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制部分，控制部分主要設(shè)置有系統(tǒng)控制器34和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參量分布檢測(cè)的傳感器組，傳感器組主要包括調(diào)速液壓缸壓力傳感器39，調(diào)速液壓缸位移傳感器38，液壓油溫度傳感器37，風(fēng)速儀36，轉(zhuǎn)速傳感器35，系統(tǒng)控制器34實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參量的集中控制和系統(tǒng)變速恒頻運(yùn)行的協(xié)調(diào)處理，傳感器組實(shí)現(xiàn)分布的參量如液壓油壓力，位移，溫度和系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的測(cè)量并反饋到控制器中進(jìn)行運(yùn)算和處理，其中，風(fēng)輪I處安裝風(fēng)速儀36用以檢測(cè)風(fēng)速大小，在主軸2和第一級(jí)行星架17處分別安裝轉(zhuǎn)速傳感器35，分別用于測(cè)量其轉(zhuǎn)速大小，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸入到系統(tǒng)控制器34中，在調(diào)速液壓缸3處布置位移傳感器38和壓力傳感器39用以檢測(cè)調(diào)速液壓缸的位移和油壓大小，在潤(rùn)滑供油回路安裝液壓油溫度傳感器37用以測(cè)量液壓油溫度。參見(jiàn)圖3，將風(fēng)速儀36測(cè) 得的風(fēng)速V，主軸上的第一轉(zhuǎn)速傳感器35.1測(cè)得的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)ω，第一級(jí)行星架17處的第二轉(zhuǎn)速傳感器35.2測(cè)得的第一級(jí)行星架轉(zhuǎn)速信號(hào)ω。，調(diào)速液壓缸壓力和位移傳感器的壓力和位移信號(hào)一并輸入到系統(tǒng)控制器34中，系統(tǒng)控制器34在確保高速軸28轉(zhuǎn)速恒定的情況下,根據(jù)最佳葉尖速比表達(dá)式和最佳主軸轉(zhuǎn)速對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和處理，獲得最佳的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將其作為轉(zhuǎn)速的給定信號(hào)而輸入到液壓控制系統(tǒng)中的比例溢流閥6中，比例溢流閥6控制和調(diào)定調(diào)速液壓缸的位移和壓力的大小，并進(jìn)而連續(xù)的控制無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)30的無(wú)級(jí)傳動(dòng)比，使得系統(tǒng)在風(fēng)速波動(dòng)時(shí)，能夠有效的跟蹤最佳葉尖速比，從而實(shí)現(xiàn)在高速軸28和發(fā)電機(jī)29轉(zhuǎn)速恒定情況時(shí)的最大風(fēng)能量捕獲，實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行。系統(tǒng)的風(fēng)能利用系數(shù)和葉尖速比值之間的關(guān)系示于圖4，風(fēng)能利用系數(shù)是表征系統(tǒng)捕獲風(fēng)能大小的比率值，該值越大則表明系統(tǒng)捕獲的風(fēng)能量越大，葉尖速比值λ與風(fēng)速V之間的關(guān)系可表達(dá)為λ = ω R/v,其中，R為風(fēng)輪的半徑，ω為系統(tǒng)王軸的轉(zhuǎn)速。根據(jù)上述分析可知，在風(fēng)速為額定值時(shí)，當(dāng)葉尖速比為其最佳值時(shí)，風(fēng)輪捕獲的風(fēng)能量最大。因而當(dāng)風(fēng)速V改變時(shí)，可改變主軸轉(zhuǎn)速ω，以獲得最佳葉尖速比λ _，從而在變速情況時(shí)，保證風(fēng)輪捕獲的風(fēng)能量最大。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理可知，發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的頻率f與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速或高速軸轉(zhuǎn)速η之間的關(guān)系式為n = 60f/p，其中，P為電機(jī)轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)，因而當(dāng)確保并穩(wěn)定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速或高速軸轉(zhuǎn)速為額定值時(shí)，發(fā)電機(jī)即可發(fā)出額定頻率的電能到電網(wǎng)中。根據(jù)無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)原理，Pv = K(aco-bco。)，其中，pv為電液比例溢流閥的壓力控制信號(hào)，ω為主軸轉(zhuǎn)速，ω。為高速軸轉(zhuǎn)速，K，a，b為與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的特征常數(shù)。根據(jù)上式可知，當(dāng)高速軸轉(zhuǎn)速為額定值時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速ω與電液比例溢流閥的壓力控制信號(hào)成正相關(guān)，這樣，便可通過(guò)控制器調(diào)節(jié)比例溢流閥的壓力控制信號(hào)，改變主軸轉(zhuǎn)速，從而跟蹤最佳葉尖速比λ opt,并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的變速恒頻運(yùn)行。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括風(fēng)輪(1)，主軸(2)，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)(31)，液壓系統(tǒng)，高速軸(28)以及發(fā)電機(jī)(29)，系統(tǒng)各部分的連接關(guān)系為:風(fēng)輪(I)通過(guò)主軸(2)與無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)相連接，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)通過(guò)三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)(31)的第一級(jí)行星架(17)與三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)(31)連接，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)(31)通過(guò)高速軸(28)與發(fā)電機(jī)(29)連接，風(fēng)輪(I)的輸入能量為風(fēng)能，其輸出動(dòng)能輸入到主軸(2)中，主軸的輸出動(dòng)能輸入到無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)可連續(xù)無(wú)級(jí)的控制和改變其輸入轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定其輸出轉(zhuǎn)速，并將其輸出到后續(xù)的三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)(31)，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)(31)通過(guò)一定傳動(dòng)比的增速傳動(dòng)，將輸入的功率和動(dòng)力傳遞到高速軸(28)，高速軸(28)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)(29)同步，以便于將動(dòng)能輸出到發(fā)電機(jī)(29)中，發(fā)電機(jī)(29)將高速軸輸入的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑺腿腚娋W(wǎng)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)為常閉式，動(dòng)壓粘性潤(rùn)滑傳動(dòng)與控制的調(diào)速機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要設(shè)置有并排布置在端蓋上的一組單作用彈簧復(fù)位型的調(diào)速液壓缸(3)，主動(dòng)滑膜副組(11)，被動(dòng)滑膜副組(12)，機(jī)構(gòu)各部分的連接關(guān)系為:主軸(2)通過(guò)其右端的外齒與主動(dòng)滑膜副組(11)的內(nèi)齒相嚙合而連接，主動(dòng)滑膜副組(11)與被動(dòng)滑膜副組(12)通過(guò)其中間油液的動(dòng)壓粘性作用而連接，被動(dòng)滑膜副組(12)的外齒與第一級(jí)行星架左端的內(nèi)齒相嚙合而連接，而第一級(jí)行星架(17)與三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)(31))連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)(31)為三級(jí)形式的差動(dòng)行星齒輪和一級(jí)的平行軸齒輪系的動(dòng)力分匯流增速機(jī)構(gòu)，其中，第一級(jí)行星架(17)與第二級(jí)內(nèi)齒圈(21)固定連接，并將功率分流輸入到第二級(jí)行星架(20)和第二級(jí)內(nèi)齒圈(21)，第二級(jí)行星架(20)與第一級(jí)太陽(yáng)輪(18)和第一級(jí)內(nèi)齒圈(19)相嚙合連接，并將其功率輸入到第一級(jí)太陽(yáng)輪(18);第二級(jí)內(nèi)齒圈(21)與第二級(jí)行星輪(22)相嚙合連接，并將其功 率輸入到第二級(jí)行星輪(22)和第三級(jí)內(nèi)齒圈(23);第一級(jí)太陽(yáng)輪(18)與第三級(jí)行星架(24)固定連接，并將其功率輸入到第三級(jí)行星架(24);第三級(jí)行星架(24)分別與第三級(jí)內(nèi)齒圈(23)和第三級(jí)太陽(yáng)輪(25)相嚙合，第三級(jí)內(nèi)齒圈(23)與第三級(jí)行星架(24)的功率匯合并經(jīng)過(guò)第三級(jí)太陽(yáng)輪(25)輸出到平行軸輸入齒輪(26)，平行軸輸入齒輪(26)與高速軸齒輪(27)相嚙合，并將功率通過(guò)高速軸齒輪(27)輸出到高速軸(28)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)由液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)(33)和液壓控制系統(tǒng)(32)兩部分構(gòu)成，二者使用共同的油箱(16)， 所述液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)(33)的作用為向無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)供油以形成工作油膜，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)壓剪切潤(rùn)滑傳動(dòng)，并將產(chǎn)生的熱量通過(guò)冷卻器散掉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)主要零部件潤(rùn)滑的作用，液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)(33)的主油管路中主要設(shè)置了第二液壓泵(10.2)，第三過(guò)濾器(7.3)，冷卻器(13)和溢流閥(14)，第二電動(dòng)機(jī)(9.2)帶動(dòng)第二液壓泵(10.2)工作，第二液壓泵(10.2)通過(guò)液壓管路與第三過(guò)濾器(7.3)和冷卻器(13)相連接，冷卻器(13)與無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)的潤(rùn)滑油進(jìn)油口相連接，油箱(16)中的液壓油經(jīng)過(guò)第三過(guò)濾器(7.3)，液壓泵(10.2)，冷卻器(13)進(jìn)入無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)為其供油潤(rùn)滑并冷卻，溢流閥(14)用以調(diào)節(jié)潤(rùn)滑供油系統(tǒng)的壓力，并可作為系統(tǒng)安全閥，第二壓力表(5.2)安裝于旁路并與液壓控制系統(tǒng)通過(guò)可調(diào)節(jié)流器(15)相連，檢測(cè)并反饋潤(rùn)滑油路的壓力大??； 所述液壓控制系統(tǒng)(32)根據(jù)系統(tǒng)所處的工況條件不同而供給一組調(diào)速液壓缸(3)以相應(yīng)的工作壓力的液壓油，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳動(dòng)的連續(xù)無(wú)級(jí)變速的目的，液壓控制系統(tǒng)的主油管路中主要設(shè)置有第一過(guò)濾器(7.1)和第二過(guò)濾器(7.2)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的第一液壓泵(10.1)，比例溢流閥(6)，第一壓力表(5.1)，高速開(kāi)關(guān)閥(4)，可調(diào)節(jié)流器(15)，單作用彈簧復(fù)位型的調(diào)速液壓缸(3)，第一電動(dòng)機(jī)(9.1)帶動(dòng)第一液壓泵(10.1)工作，第一液壓泵(10.1)通過(guò)液壓管路與第一過(guò)濾器(7.1)和第二過(guò)濾器(7.2)相連接，高速開(kāi)關(guān)閥(4)，第一壓力表(5.1)和比例溢流閥(6)均安裝于第一過(guò)濾器(7.1)的出油口，溫度表⑶安裝于旁路并通過(guò)可調(diào)節(jié)流器(15)與液壓潤(rùn)滑供油系統(tǒng)(33)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制部分，控制部分主要設(shè)置有系統(tǒng)控制器(34)和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參量分布檢測(cè)的傳感器組，傳感器組主要包括調(diào)速液壓缸壓力傳感器(39)，調(diào)速液壓缸位移傳感器(38)，液壓油溫度傳感器(37)，風(fēng)速儀(36)，轉(zhuǎn)速傳感器(35)，系統(tǒng)控制器(34)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參量的集中控制和系統(tǒng)變速恒頻運(yùn)行的協(xié)調(diào)處理，傳感器組實(shí)現(xiàn)分布的參量如液壓油壓力，位移，溫度和系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的測(cè)量并反饋到控制器中進(jìn)行運(yùn)算和處理，其中，風(fēng)輪(I)處安裝風(fēng)速儀(36)用以檢測(cè)風(fēng)速大小，在主軸(2)和第一級(jí)行星架(17)處分別安裝第一轉(zhuǎn)速傳感器(35.1)和第二轉(zhuǎn)速傳感器(35.2)，分別用于測(cè)量其轉(zhuǎn)速大小，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸入到所述系統(tǒng)控制器(34)中，在調(diào)速液壓缸(3)處布置位移傳感器(38)和壓力傳感器(39)用以檢測(cè)調(diào)速液壓缸的位移和油壓大小，在潤(rùn)滑供油回路安裝液壓油溫度傳感器(37)用以測(cè)量液壓油溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，將風(fēng)速儀(36)測(cè)得的風(fēng)速V，主軸上的第一轉(zhuǎn)速傳感器(35.1)測(cè)得的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)ω，第一級(jí)行星架(17)處的第二轉(zhuǎn)速傳感器(35.2)測(cè)得的第一級(jí)行星架轉(zhuǎn)速信號(hào)ω。，調(diào)速液壓缸壓力和位移傳感器的壓力和位移 信號(hào)一并輸入到系統(tǒng)控制器(34)中，系統(tǒng)控制器(34)在確保高速軸(28)轉(zhuǎn)速恒定的情況下，根據(jù)最佳葉尖速比表達(dá)式和最佳主軸轉(zhuǎn)速對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和處理，獲得最佳的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將其作為轉(zhuǎn)速的給定信號(hào)而輸入到液壓控制系統(tǒng)中的比例溢流閥(6)中，比例溢流閥(6)控制和調(diào)定調(diào)速液壓缸的位移和壓力的大小，并進(jìn)而連續(xù)的控制無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)(30)的無(wú)級(jí)傳動(dòng)比，使得系統(tǒng)在風(fēng)速波動(dòng)時(shí)，能夠有效的跟蹤最佳葉尖速比，從而實(shí)現(xiàn)在高速軸(28)和發(fā)電機(jī)(29)轉(zhuǎn)速恒定情況時(shí)的最大風(fēng)能量捕獲，實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種無(wú)級(jí)增速型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)輪通過(guò)主軸與無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)相連接，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)通過(guò)三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)的第一級(jí)行星架與三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)連接，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)通過(guò)高速軸與發(fā)電機(jī)連接，風(fēng)輪的輸入能量為風(fēng)能，其輸出動(dòng)能輸入到主軸中，主軸的輸出動(dòng)能輸入到無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)，無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)可連續(xù)無(wú)級(jí)的控制和改變其輸入轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定其輸出轉(zhuǎn)速，并將其輸出到后續(xù)的三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)，三級(jí)差動(dòng)行星齒輪增速機(jī)構(gòu)通過(guò)一定傳動(dòng)比的增速傳動(dòng)，將輸入的功率和動(dòng)力傳遞到高速軸，高速軸的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)同步，以便于將動(dòng)能輸出到發(fā)電機(jī)中，發(fā)電機(jī)將高速軸輸入的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑺腿腚娋W(wǎng)中。
文檔編號(hào)F03D9/00GK103233862SQ20131012113
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者殷秀興, 林勇剛, 李偉, 劉宏偉, 顧亞京 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)