[发明专利]变桨传动设备和方法

说明书

本发明公开一种变桨传动设备和方法，涉及风力发电领域，包括电机、动力变矩装置、多根传动轴和多个传动装置；动力变矩装置被配置为将电机输出的动力转化为分配给多根转动轴的输出扭矩，使得输出扭矩相等或者输出扭矩之差在允许范围内，然后通过多根传动轴带动多个传动装置，从而使变桨轴承转动。该变桨传动设备及方法为解决传动装置的强度不足以支撑传动装置长期处于极限载荷和疲劳载荷状态的问题。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种变桨传动设备和方法。

背景技术

能源是社会经济和人类生活的主要物质基础，是社会发展的动力。然而，作为世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然气等不可再生的能源的储量日趋减少，世界各个国家都在发展风力发电，风力发电作为新能源，已经形成了成熟的规模。

风力发电机组是将风能转换成电能的设备。在风力发电过程中，风带动风力发电机组的桨叶转动，从而带动风力发电机组中风力发电机转动并产生电能。风速越大，风力发电机的转速越快。为了保证风力发电机的转速稳定，需要根据风速调节桨叶的桨距角，即进行变桨。

现阶段中，利用单个电机输出动力来驱动变桨轴承转动，实现变桨功能。具体的，单个电机的输出轴连接有减速器，减速器和变桨轴承分别与传动装置传动连接，从而使得单个电机输出的动力通过减速器传递到传动装置上，再通过传动装置带动变桨轴承转动，从而实现变桨功能。但是，随着风力发电机组的发热功率的提升，以及桨叶的长度和重量不断增加，带动变桨轴承所需要的载荷增大，传动装置的负担加重。传动装置的强度不足以支撑传动装置长期处于极限载荷和疲劳载荷状态，使得传动装置容易发生损坏，从而导致风力发电机组出现故障。

发明内容

本发明实施例提供了一种变桨传动设备和方法，能够避免传动装置的强度不足以支撑传动装置长期处于极限载荷和疲劳载荷状态的情况。

第一方面，本发明实施例提供一种变桨传动设备，用于带动变桨轴承转动，包括电机、动力变矩装置、多根传动轴和多个传动装置；动力变矩装置被配置为将电机输出的动力转化为分配给多根转动轴的输出扭矩，使得输出扭矩相等或者输出扭矩之差在允许范围内，然后通过多根传动轴带动多个传动装置，从而使变桨轴承转动。

根据第一方面，动力变矩装置包括动力分配单元和多个变矩器，动力分配单元被配置为将电机输出的动力分配给多个变矩器；多个变矩器根据分配的动力进行变矩，并将变矩得到的输出扭矩传输给多根传动轴。

根据第一方面，每个变矩器还被配置为根据动力分配单元分配的动力和设定的目标扭矩的比值，调整变矩器传输给对应的传动轴的输出扭矩。

根据第一方面，上述变桨传动设备还包括驱动器和变桨速度采集装置，变桨速度采集装置被配置为采集变桨轴承的实际变桨速度，并将采集的实际变桨速度传递给驱动器，驱动器根据实际变桨速度和设定的目标变桨速度的差值，调整电机输出的动力。

根据第一方面，上述变桨传动设备还包括绝对值编码器，绝对值编码器被配置为向驱动器反馈多根转动轴的输出扭矩和转速，使得驱动器监测多根传动轴的输出扭矩和转速。

根据第一方面，上述变桨传动设备还包括设置在每根传动轴与传动装置之间的离合器，离合器被配置为控制传动轴与对应的传动装置传动连接或脱离。

根据第一方面，传动装置为齿形带或齿轮。

根据第一方面，动力分配单元通过多个传动轴与多个变矩器对应传动连接，其中，动力分配单元包括差速器或多轴减速器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种变桨传动方法，用于上述方案中的变桨传动设备，包括：将电机输出的动力传输给动力变矩装置；由动力变矩装置将电机输出的动力转化为分配给多根传动轴的输出扭矩，多根传动轴的输出扭矩相等或者输出扭矩之差在允许范围内；在多根传动轴的带动下，由多个传动装置带动变桨轴承转动。