用于风力发电设备的变速器以及风力发电设备的制作方法

本申请涉及风力发电，尤其涉及一种用于风力发电设备的变速器以及风力发电设备。

背景技术：

1、在风力发电设备中，从由叶片驱动的叶片转轴的旋转运动借助发电机产生电能。根据可用转速范围，在有效产能方面使用不同的发电机构造方式。这些构造方式在其构造尺寸和为其制造所需的材料投入和制造耗费方面具有很大区别。因此为了能够使用尽可能紧凑和可成本低廉地制造的发电机，通常为风力发电设备装配变速器，它们将叶片转轴的转速转换为所期望的发电机构造方式所适用的转速范围。考虑到尤其在高功率(例如兆瓦范围)风力发电设备中出现的极大的力和扭矩，行星齿轮变速器被证明是特别合适的。

2、但是目前的风力发电设备使用的变速器仅仅能够起到增速或降速的单一功能，无法根据叶片转轴的实时转速调整至发电机所适用的转速范围内。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种用于风力发电设备的变速器以及风力发电设备。

2、第一方面，本申请提供了一种用于风力发电设备的变速器，包括：

3、输入轴，用于连接叶片转轴；

4、输出轴，用于连接第一电机；

5、第一行星排，所述第一行星排的太阳轮与所述输出轴连接，所述第一行星排的行星架与所述输入轴连接；

6、第二电机，与所述第一行星排的齿圈连接，所述第二电机用于调节所述第一行星排的齿圈的转速；

7、第一离合器，与所述第一行星排的齿圈连接，所述第一离合器用于连接或分离所述第一行星排的齿圈和风力发电设备本体；

8、控制器，分别与所述第二电机和所述第一离合器电连接。

9、可选地，还包括用于监测所述输入轴的转速的第一速度传感器和用于监测所述第二电机的转速的第二速度传感器，所述第一速度传感器和所述第二速度传感器均与所述控制器电连接。

10、可选地，所述输入轴的转速处于低转速区间时，所述第一离合器将所述第一行星排的齿圈与所述风力发电设备本体连接。

11、可选地，所述输入轴的转速处于中转速区间时，所述第一离合器将所述第一行星排的齿圈与所述风力发电设备本体分离，所述第二电机通过调节所述第一行星排的齿圈的转速，保持所述输出轴的转速处于稳定转速的区间。

12、可选地，所述输入轴的转速处于高转速区间时，所述第一离合器将所述第一行星排的齿圈与所述风力发电设备本体分离，所述第二电机给所述第一行星排的齿圈提供制动力，并用于发电，所述第二电机保持所述输出轴的转速处于稳定转速的区间。

13、可选地，所述第二电机的输出轴通过齿轮组与所述第一行星排的齿圈连接。

14、可选地，还包括第二行星排，所述第二行星排的行星架与所述输入轴连接，所述第二行星排的太阳轮与所述第一行星排的行星架连接，所述第二行星排的齿圈与所述风力发电设备本体连接。

15、可选地，还包括润滑组件，所述润滑组件用于给所述第一行星排润滑。

16、可选地，还包括第二离合器，所述第二离合器用于连接或分离所述第一行星排的行星架和风力发电设备本体，所述第二离合器与所述控制器电连接。

17、第二方面，本申请提供了一种风力发电设备，包括如上所述的变速器，还包括第一电机、叶片转轴、叶片、存电站和电池；

18、所述第一电机与所述存电站电连接，所述第一电机的转轴与所述输出轴连接；所述叶片与所述叶片转轴传动连接，所述叶片转轴与所述输入轴连接；

19、所述电池分别与所述存电站、所述控制器和所述第二电机电连接。

20、本申请实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

21、本申请提供的用于风力发电设备的变速器，通过第一离合器与风力发电设备本体的连接锁止，能够在输入轴的转速位于低转速区间时，使输入轴经过第一行星排自身的传动比提高第一电机的转速，从而提高第一电机的发电效率；通过第二电机的设置，能够在输入轴的转速位于中转速区间时，通过第二电机输出转速，同时解锁第一离合器，从而利用第一行星排给第一电机的转轴转动提供动力，调节第一电机的转速，以使第一电机始终处于最大发电功率的转速区间；还能够在输入轴的转速位于高转速区间时，第二电机能够通过输出轴形成阻力，保护第一电机的同时，也能继续使第一电机保持在最大发电功率的转速区间，此时，叶片转轴也会带着第二电机转动，从而使第一电机和第二电机同时发电，提高发电效率；而且能够保证第一电机的转速区间变化小，整体传动动作更加稳定可靠。

技术特征：

1.一种用于风力发电设备的变速器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于风力发电设备的变速器，其特征在于，还包括用于监测所述输入轴(11)的转速的第一速度传感器(341)和用于监测所述第二电机(32)的转速的第二速度传感器(342)，所述第一速度传感器(341)和所述第二速度传感器(342)均与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的用于风力发电设备的变速器，其特征在于，所述输入轴(11)的转速处于低转速区间时，所述第一离合器(331)将所述第一行星排(21)的齿圈与所述风力发电设备本体(51)连接。

4.根据权利要求2所述的用于风力发电设备的变速器，其特征在于，所述输入轴(11)的转速处于中转速区间时，所述第一离合器(331)将所述第一行星排(21)的齿圈与所述风力发电设备本体(51)分离，所述第二电机(32)通过调节所述第一行星排(21)的齿圈的转速，保持所述输出轴(12)的转速处于稳定转速的区间。

5.根据权利要求2所述的用于风力发电设备的变速器，其特征在于，所述输入轴(11)的转速处于高转速区间时，所述第一离合器(331)将所述第一行星排(21)的齿圈与所述风力发电设备本体(51)分离，所述第二电机(32)给所述第一行星排(21)的齿圈提供制动力，并用于发电，所述第二电机(32)保持所述输出轴(12)的转速处于稳定转速的区间。

6.根据权利要求1所述的用于风力发电设备的变速器，其特征在于，所述第二电机(32)的输出轴通过齿轮组(35)与所述第一行星排(21)的齿圈连接。

7.根据权利要求1所述的用于风力发电设备的变速器，其特征在于，还包括第二行星排(22)，所述第二行星排(22)的行星架与所述输入轴(11)连接，所述第二行星排(22)的太阳轮与所述第一行星排(21)的行星架连接，所述第二行星排(22)的齿圈与所述风力发电设备本体(51)连接。

8.根据权利要求1所述的用于风力发电设备的变速器，其特征在于，还包括润滑组件(36)，所述润滑组件(36)用于给所述第一行星排(21)润滑。

9.根据权利要求1至8任一项所述的用于风力发电设备的变速器，其特征在于，还包括第二离合器(332)，所述第二离合器(332)用于连接或分离所述第一行星排(21)的行星架和风力发电设备本体(51)，所述第二离合器(332)与所述控制器电连接。

10.一种风力发电设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的变速器，还包括第一电机(31)、叶片转轴(41)、叶片(42)、存电站(52)和电池(53)；

技术总结
本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种用于风力发电设备的变速器以及风力发电设备。该用于风力发电设备的变速器包括：输入轴，用于连接叶片转轴；输出轴，用于连接第一电机；第一行星排，所述第一行星排的太阳轮与所述输出轴连接，所述第一行星排的行星架与所述输入轴连接；第二电机，与所述第一行星排的齿圈连接，所述第二电机用于调节所述第一行星排的齿圈的转速；第一离合器，与所述第一行星排的齿圈连接，所述第一离合器用于连接或分离所述第一行星排的齿圈和风力发电设备本体。该变速器，能够通过第一行星排和第二电机的共同作用，使第一电机长时间处于高效率转速区间，提高发电效率；而且能够保证整体传动动作更加稳定可靠。

技术研发人员：李涛,周平
受保护的技术使用者：猎户星变速器（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5