[发明专利]风力涡轮机

说明书

一种风力涡轮机(1)，包括：具有一个或多个叶片的涡轮转子(3)、发电机(4)和将涡轮转子(3)与发电机(4)互相连接的传动系统(5)。传动系统(5)设置有由涡轮转子(3)直接驱动的主齿轮(6)。多个小齿轮与主齿轮(6)啮合。每个小齿轮驱动液压泵(7)。液压马达(8)经由相应的高压管线(9)和低压管线连接到相应的泵(7)。液压马达(8)与发电机(4)的输入轴接合。行星齿轮传动装置(10)布置在每个小齿轮与相应的液压泵(7)之间。

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机，包括具有一个或多个叶片的涡轮转子、发电机和将涡轮转子与发电机互相连接的传动系统(drive train)。传动系统设置有：主齿轮，由涡轮转子直接驱动；多个小齿轮，与主齿轮啮合；多个液压泵，每个液压泵由小齿轮中的一个驱动；至少一个液压马达，经由相应的高压管线和低压管线连接到相应的泵，所述至少一个液压马达与发电机的输入轴接合。

背景技术

在例如WO 2013/104694中公开了具有液压传动装置(hydraulic transmission)的风力涡轮机。具有长叶片的大型多兆瓦(multi-MW)风力涡轮机似乎对于由风发电最有效。由于在移动经过空气时对叶片尖端的最大速度的自然限制，涡轮机的转速可随着叶片长度的增大而降低。对于具有较大叶片长度的风力涡轮机，涡轮转子的转速可被限制为例如10转/分钟。发电机适于将由叶片生成的功率转换为电力，并且可以以例如1500转/分钟的转速旋转。这意味着，发电机与涡轮转子之间的传动系统可具有150的传动比。在已知的风力涡轮机中，该传动比通过主齿轮与小齿轮之间的机械传动装置以及液压泵与液压马达之间的液压传动装置产生。

发明内容

本发明的目的是，提供具有改善效率的风力涡轮机。

该目的利用根据本发明的风力涡轮机实现，其中，行星齿轮传动装置布置在每个小齿轮与相应的液压泵之间。这提供了通过两个齿轮传动级实现高机械传动比的机会。因此，泵的转速可相对较高，这需要相对较小的液压泵，以带来传动系统的较低的重量和改善的总效率。此外，应用相对较小的泵的优势在于，泵的数量可容易地改变，而主齿轮的尺寸保持相同。这在通过应用或多或少的液压泵来输出功率方面提供了风力涡轮机的尺寸设计的高度灵活性。

在实践中，主齿轮可以是外部齿轮，并且小齿轮的旋转轴线和主齿轮的旋转轴线可以平行。

一个或多个液压马达的容量可与液压泵的容量相同。

为了产生风力涡轮机的广范围的功率容量，泵可位于主齿轮的相对侧处。

泵可具有基本相同的容量。这提供了通过应用或多或少的类似的泵以模块化的方式构建具有不同标称功率的风力涡轮机的机会。

类似地，当传动系统具有至少两个液压马达时，马达可具有基本相同的容量。

可能清楚的是，可在不改变风力涡轮机的主齿轮和涡轮转子的尺寸的情况下制定泵、马达和发电机的数量的许多组合。

可选地，传动系统可包括环形齿轮箱，该环形齿轮箱包围主齿轮并支撑行星齿轮传动装置和液压泵。环形齿轮箱可例如联接到主轴承。使用这种环形齿轮箱有助于使得作为整体的传动系统具有较低的重量。

此外，公开了一种风力涡轮机，其包括：涡轮转子，具有一个或多个叶片；发电机；以及将涡轮转子与发电机相互连接的传动系统。传动系统设置有：主齿轮，由涡轮转子直接驱动；多个小齿轮，与主齿轮啮合；多个液压泵，每个泵由所述小齿轮中的一个驱动；和至少一个液压马达，经由相应的高压管线和低压管线连接到相应的泵。所述至少一个液压马达与发电机的输入轴接合。泵位于主齿轮的相对侧处。