1.本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电机组传动系统。
背景技术：2.风能是可再生能源中最具代表性的一种，它对保护环境和维持生态平衡，以及减少对常规能源依赖和改善能源结构有重要意义。风电机组工作原理为叶片将风能转换为动能，通过传动系统传递到发电机，发电机产生电能输入到电网。其中传动系统的可靠性就显得尤为重要。
3.现有技术中风电机组的齿轮箱上一般设置有一组扭力臂，通过扭力臂承担齿轮箱的扭矩。在承受大功率长叶片风力发电机组扭矩时需要不断加大、加强扭力臂尺寸，此时将增加主机架及机舱外形尺寸，影响整机发运，同时严格限制偏航系统设计。齿轮箱长度尺寸随着功率的增加而不断加大，由于一组扭力臂一般位于齿轮箱前部，齿轮系尾部高速级下挠量会随着齿轮箱长度的增加而加大，对齿轮箱寿命产生影响。
技术实现要素：4.为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种风电机组传动系统。技术方案如下：
5.提供了一种风电机组传动系统，包括：主轴、增速齿轮箱、高速联轴器和发电机；所述主轴的前端与叶轮连接，尾部通过涨紧套与所述增速齿轮箱的前端连接，用于将叶轮转动传递至所述增速齿轮箱；所述增速齿轮箱的尾部通过所述高速联轴器与所述发电机连接，用于将叶轮转速提升后传递给所述发电机；所述增速齿轮箱上设置有至少两组扭力臂，所述至少两组扭力臂分别设置于所述增速齿轮箱的前部和尾部。
6.在一些可选的实现方式中，每组所述扭力臂包括两个分别设置在所述增速齿轮箱两侧的两个扭力臂。
7.在一些可选的实现方式中，每个所述扭力臂与机架连接的部位设置有第一弹性支撑，所述第一弹性支撑通过螺栓连接于机架，用于承担所述增速齿轮箱的重量和扭矩。
8.在一些可选的实现方式中，所述第一弹性支撑的尾部设置有轴向液压弹性支撑，位于所述增速齿轮箱同侧的两个所述轴向液压弹性支撑通过液压管连接，以阻止所述增速齿轮箱的轴向窜动。
9.在一些可选的实现方式中，所述发电机与机架之间设置有第二弹性支撑。
10.在一些可选的实现方式中，所述主轴上套设有轴承座，主轴承设置于所述主轴和所述轴承座之间，所述主轴承的两侧设置有轴承座附件，用于固定所述主轴承、并进行润滑和防尘。
11.在一些可选的实现方式中，所述主轴承为双列调心滚子轴承。
12.在一些可选的实现方式中，所述轴承座附件的尾部设置有锁紧螺母，用于对所述主轴承进行限位避免轴向窜动。
13.在一些可选的实现方式中，所述高速联轴器设置有力矩限制器，用于在力矩超过设定值时使所述高速联轴器进行打滑。
14.在一些可选的实现方式中，所述增速齿轮箱的尾部设置有高速轴制动器，所述高速轴制动器作用在所述高速联轴器的制动盘上，用于对所述高速联轴器进行制动。
15.本发明技术方案的主要优点如下：
16.本发明的风电机组传动系统，增速齿轮箱上设置有两组扭力臂，有效降低每组扭力臂承受的扭矩，缩小扭力臂跨距，进而减少机舱宽度尺寸，优化偏航系统设计。且两组扭力臂分别设置在增速齿轮箱的前部和后部，可以增强增速齿轮箱的刚性，减少齿轮箱高速级下挠，提高增速齿轮箱和高速联轴器的使用寿命。尤其适用于大功率长叶片风电机组。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1为本发明一实施例提供的风电机组传动系统的主视图；
19.图2为本发明一实施例提供的风电机组传动系统的俯视图。
20.附图标记说明：
21.1-主轴、2-轴承座、3-主轴承、4-轴承座附件、5-锁紧螺母、6-增速齿轮箱、7-高速联轴器、8-发电机、9-第一弹性支撑、10-第二弹性支撑、11-高速轴制动器、12-轴向液压弹性支撑、13-扭力臂。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
24.本发明实施例提供了一种风电机组传动系统，如附图1和2所示，包括：主轴1、增速齿轮箱6、高速联轴器7和发电机8；主轴1的前端与叶轮连接，尾部通过涨紧套与增速齿轮箱6的前端连接，用于将叶轮转动传递至增速齿轮箱6；增速齿轮箱6的尾部通过高速联轴器7与发电机8连接，用于将叶轮转速提升后传递给发电机8；增速齿轮箱6上设置有至少两组扭力臂13，至少两组扭力臂13分别设置于增速齿轮箱6的前部和尾部。
25.以下对本发明实施例提供的风电机组传动系统的工作原理进行说明：
26.使用时，叶轮在风力作用下转动带动主轴1转动，主轴1尾端与增速齿轮箱6连接。主轴1转速经增速齿轮箱6加速后，通过高速联轴器7将转速传递给发电机8，完成风力发电。其中，增速齿轮箱6上设置有两组扭力臂13，有效降低每组扭力臂13承受的扭矩，缩小扭力臂13跨距，进而减少机舱宽度尺寸，优化偏航系统设计。且两组扭力臂13分别设置在增速齿轮箱6的前部和后部，可以增强增速齿轮箱6的刚性，减少齿轮箱高速级下挠，提高增速齿轮箱6和高速联轴器7的使用寿命。尤其适用于大功率长叶片风电机组。
27.其中，如附图1和2所示，每组扭力臂13包括两个分别设置在增速齿轮箱6两侧的两个扭力臂13。两个扭力臂13从两侧对增速齿轮箱6进行支撑，受力均匀，提高刚性。
28.可选地，每个扭力臂13与机架连接的部位设置有第一弹性支撑9，第一弹性支撑9通过螺栓连接于机架，用于承担增速齿轮箱6的重量和扭矩。其中，增速齿轮箱6安装在主机架上。第一弹性支撑9承受齿轮箱的重量和扭矩，并将扭矩传递到主机架上。且第一弹性支撑9可以起到缓冲作用，避免增速齿轮箱6受到强烈冲击。
29.其中，如附图1所示，每个扭力臂13的前后两侧均设置有第一弹性支撑9。第一弹性支撑9可以为橡胶块等，也可以为其它具有弹性的柔性材质，本实施例中对此不作具体限定。
30.在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图1和2所示，第一弹性支撑9的尾部设置有轴向液压弹性支撑12，轴向液压弹性支撑12通过压力油提供预压力。通过轴向液压弹性支撑12向第一弹性支撑9提供预压力，防止增速齿轮箱6在受到轴向力时产生轴向窜动。
31.风轮产生的扭矩传递到齿轮箱，齿轮箱通过扭力臂弹性支撑将叶轮传递过来的扭矩传递到主机架，在此过程中，弹性支撑起到缓冲的作用。
32.其中，如附图2所示，对应两组扭力臂13、一共4个扭力臂13，轴向液压弹性支撑12的数量也为4个，分别设置在第一弹性支撑9的尾部。4个轴向液压弹性支撑12分布在增速齿轮箱6的两侧，同侧的2个轴向液压弹性支撑12可以通过液压管连接。传动链安装在指定位置后，通过第一弹性支撑9上的注油孔将压力油注入液压管内部，轴向液压弹性支撑12即可提供预压力。其中，轴向液压弹性支撑12的预压力可调，在实际使用时根据设计要求，提供预设值的预压力。
33.轴向液压弹性支撑12的工作原理如下：因为主轴承3内部存在轴向游隙，当叶轮承受风载荷时，传动链会产生轴向窜动，此窜动对增速齿轮箱6和高速联轴器7都会产生影响，为解决此问题，在扭力臂13端面设置轴向液压弹性支撑12，轴向液压弹性支撑12有左右两组，分别通过液压管连接，传动链安装完成后，每侧轴向液压弹性支撑12内部均填充预压力，一方面可以为扭力臂13提供一定轴向阻尼，同时当增速齿轮箱6承受较大轴向力时，前面的轴向液压弹性支撑12内部压力油会被挤压到后面的轴向液压弹性支撑12中，后面轴向液压弹性支撑12同时可以阻止增速齿轮箱6的窜动，降低轴向窜动量，从而保护增速齿轮箱6。
34.由于风电机组传动系统所承受的轴向力基本为从沿主轴1前端到尾部方向的轴向力。因此，轴向液压弹性支撑12仅需设置在第一弹性支撑9的尾部即可。当然，本领域技术人员也可以在第一弹性支撑9的前端和尾部分别设置轴向液压弹性支撑12进行双向限位，本实施例中对此不作具体限定。
35.在本实施例的一些可选的实现方式中，发电机8与机架之间设置有第二弹性支撑10。其中，发电机8可以安装在后机架上。第二弹性支撑10承受发电机8重量及扭矩，并将扭矩传递到后机架上，在传递扭矩过程中，第二弹性支撑10可以提供一定阻尼，对发电机8起到一定保护作用。
36.其中，第一弹性支撑9可以为橡胶块等，也可以为其它具有弹性的柔性材质，本实施例中对此不作具体限定。
37.在本实施例的一些可选的实现方式中，主轴1上套设有轴承座2，主轴承3设置于主
轴1和轴承座2之间，主轴承3的尾部设置有轴承座附件4，用于固定主轴承3、并进行润滑和防尘。通过设置主轴承3和轴承座2，对主轴1进行支撑固定，且便于主轴1转动。轴承座附件4能够限制主轴承3的轴向滑移，起到固定主轴承3的作用，并能储存主轴承3润滑油，对主轴承3进行润滑，且能防止外部灰尘等杂质进入主轴承3。
38.在本实施例的一些可选的实现方式中，主轴承3为双列调心滚子轴承。该轴承径向负荷能力大，亦能承受重大荷重及冲击负荷。而且因为具有自动调心性能，在某种程度上能承受两个方向的轴向负荷。
39.可选地，轴承座附件4的尾部设置有锁紧螺母5，用于对主轴承3进行限位避免轴向窜动。
40.如附图2所示，轴承座附件4可以套装在主轴1上并对主轴承3进行封堵。锁紧螺母5套装在主轴1上，对轴承座附件4进行封堵固定。
41.由于风电机组传动系统所承受的轴向力基本为从沿主轴1前端到尾部方向的轴向力。因此，仅需在轴承座附件4的尾部设置锁紧螺母5即可。当然，本领域技术人员也可以在主轴承3的前端和尾部分别设置锁紧螺母5进行双向限位，本实施例中对此不作具体限定。
42.本实施例中，如附图1和2所示，高速联轴器7连接在增速齿轮箱6和发电机8之间，传递扭矩，其同时具备绝缘及打滑的功能，避免发电机8将电流传递到增速齿轮箱6，对增速齿轮箱6产生电腐蚀，同时高速联轴器7内部设有力矩限制器，力矩限制器在力矩达到设定值时，力矩限制器产生打滑，避免大转矩传递到增速齿轮箱6上，避免在发电机8短路等工况时对增速齿轮箱6造成冲击，对增速齿轮箱6起到保护作用。
43.可选地，如附图1和2所示，增速齿轮箱6的尾部设置有高速轴制动器11，高速轴制动器11作用在高速联轴器7的制动盘上，与高速轴联轴器共同实现传递系统的机械制动功能，便于后期传动链和轮毂内部的检修维护。
44.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
45.最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：1.一种风电机组传动系统，其特征在于，包括：主轴、增速齿轮箱、高速联轴器和发电机；所述主轴的前端与叶轮连接，尾部通过涨紧套与所述增速齿轮箱的前端连接，用于将叶轮转动传递至所述增速齿轮箱；所述增速齿轮箱的尾部通过所述高速联轴器与所述发电机连接，用于将叶轮转速提升后传递给所述发电机；所述增速齿轮箱上设置有至少两组扭力臂，所述至少两组扭力臂分别设置于所述增速齿轮箱的前部和尾部。2.根据权利要求1所述的风电机组传动系统，其特征在于，每组所述扭力臂包括两个分别设置在所述增速齿轮箱两侧的两个扭力臂。3.根据权利要求2所述的风电机组传动系统，其特征在于，每个所述扭力臂与机架连接的部位设置有第一弹性支撑，所述第一弹性支撑通过螺栓连接于机架，用于承担所述增速齿轮箱的重量和扭矩。4.根据权利要求3所述的风电机组传动系统，其特征在于，所述第一弹性支撑的尾部设置有轴向液压弹性支撑，位于所述增速齿轮箱同侧的两个所述轴向液压弹性支撑通过液压管连接，以阻止所述增速齿轮箱的轴向窜动。5.根据权利要求1所述的风电机组传动系统，其特征在于，所述发电机与机架之间设置有第二弹性支撑。6.根据权利要求1所述的风电机组传动系统，其特征在于，所述主轴上套设有轴承座，主轴承设置于所述主轴和所述轴承座之间，所述主轴承的两侧设置有轴承座附件，用于固定所述主轴承、并进行润滑和防尘。7.根据权利要求6所述的风电机组传动系统，其特征在于，所述主轴承为双列调心滚子轴承。8.根据权利要求7所述的风电机组传动系统，其特征在于，所述轴承座附件的尾部设置有锁紧螺母，用于对所述主轴承进行限位避免轴向窜动。9.根据权利要求1所述的风电机组传动系统，其特征在于，所述高速联轴器设置有力矩限制器，用于在力矩超过设定值时使所述高速联轴器进行打滑。10.根据权利要求1所述的风电机组传动系统，其特征在于，所述增速齿轮箱的尾部设置有高速轴制动器，所述高速轴制动器作用在所述高速联轴器的制动盘上，用于对所述高速联轴器进行制动。
技术总结本发明公开了一种风电机组传动系统，包括：主轴、增速齿轮箱、高速联轴器和发电机；主轴的前端与叶轮连接，尾部通过涨紧套与增速齿轮箱的前端连接，用于将叶轮转动传递至增速齿轮箱；增速齿轮箱的尾部通过高速联轴器与发电机连接，用于将叶轮转速提升后传递给发电机；增速齿轮箱上设置有至少两组扭力臂，至少两组扭力臂分别设置于增速齿轮箱的前部和尾部。增速齿轮箱上设置有两组扭力臂，有效降低每组扭力臂承受的扭矩，缩小扭力臂跨距，进而减少机舱宽度尺寸，优化偏航系统设计。且两组扭力臂分别设置在增速齿轮箱的前部和后部，可以增强增速齿轮箱的刚性，减少齿轮箱高速级下挠，提高增速齿轮箱和高速联轴器的使用寿命。高增速齿轮箱和高速联轴器的使用寿命。高增速齿轮箱和高速联轴器的使用寿命。
技术研发人员：宁文钢 李达 王晓东 黄虎 薛晓云 李永红 隋学坤 褚俊龙 常嫦 田新玲 苏晋国 康晶 孙金虎 王舒南 王波
受保护的技术使用者：太原重工股份有限公司
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/11/1
