大型风力发电机组齿轮传动技术的进展

　　因此，传动装置的设计和部件选用必须按照主机提出的要求，根据不同的使用条件，经分析对比后做出选择。主要考虑的因素有：
　　1） 主机工况和性能参数，动力学分析结果；
　　2） 传动系统的载荷分布和结构形式；
　　3） 对传动装置及其联接要求；
　　4） 安全环保要求；
　　5） 寿命要求；
　　6） 经济和效益分析；
　　7） 运转和维护条件。
　　传统机组的主齿轮箱用于变换速度和扭矩，使紧凑的标准发电机能够在机组上应用。不同功率等级的齿轮箱采用不同的传动形式（见图3）。
　　在20 世纪八十年代，平行轴圆柱齿轮传动装置应用到100到500kW 标准风电机组上。90年代风力发电机组平均功率增大到600 至800kW，为了节省空间，获得更大速比，引用了外形为筒状的行星齿轮传动或行星与平行轴齿轮组合传动的结构，取得较好的效果。
　　图4 所示的一级行星两级平行轴齿轮箱是目前应用较广的机组传动结构。为取得高功率密度和大速比，行星级的行星架将动力多分路分流到多个行星轮，再汇合到太阳轮上传至平行轴齿轮，常用功率在2MW 以下。齿轮箱的设计结构随机组传动轴系的布置方式而定，与主轴一起适用于“两点式”或“三点式”支撑。胀紧套联接主轴和齿轮箱输入轴（行星架），固定端设在主轴上，行星架轴承( 或箱体）应能轴向浮动。行星架采用双支撑以提高结构刚度，常用三个行星轮，太阳轮浮动均载；采用斜齿轮，传动平稳，降低噪声。
　　两级行星和一级平行轴齿轮传动也有较多应用实例，功率可达3 ～ 3.5MW。
　　对于更大功率的机组，为了减小外形尺寸，节省机舱空间，齿轮箱倾向于应用行星、差动和平行轴齿轮组合传动的方式，行星轮常常多于三个，以缩小体积，获取更大的功率密度。
　　图5 所示的行星差动和固定轴齿轮组合传动结构已在国产的大型风电机组中得到应用。该结构采用3 级齿轮传动：第一级是行星差动齿轮传动；第二级是固定轴齿轮分流传动；第三级是平行轴齿轮传动。
　　从主轴传来的功率分两路传递：标有箭头红线的一路从行星架直连的第二级内齿圈，通过圆周分布的一组固定轴齿轮传至第二级中心轮，再通过与该中心轮相连的第一级内齿圈回传至行星架；而另一路（用绿色箭头线表示）则直接由行星架传递，并在第一级行星轮上与前一路的功率汇合，通过第一级中心轮（太阳轮）传至第三级平行轴齿轮副。
　　这种传动方式的总速比可以达到200 ∶ 1（行星/ 差动级：35 ∶ 1；平行轴：6 ∶ 1）。功率分流的比例：内齿圈差动至末级主动轮为72.1％；行星轮、太阳轮至末级主动轮为27.9％。由于采用多行星轮和柔性行星销轴结构，其体积和重量比传统结构减小25％以上。