大型風力發電機組齒輪傳動技術的進展

　　因此，傳動裝置的設計和部件選用必須按照主機提出的要求，根據不同的使用條件，經分析對比后做出選擇。主要考慮的因素有：
　　1） 主機工況和性能參數，動力學分析結果；
　　2） 傳動系統的載荷分布和結構形式；
　　3） 對傳動裝置及其聯接要求；
　　4） 安全環保要求；
　　5） 壽命要求；
　　6） 經濟和效益分析；
　　7） 運轉和維護條件。
　　傳統機組的主齒輪箱用于變換速度和扭矩，使緊湊的標準發電機能夠在機組上應用。不同功率等級的齒輪箱采用不同的傳動形式（見圖3）。
　　在20 世紀八十年代，平行軸圓柱齒輪傳動裝置應用到100到500kW 標準風電機組上。90年代風力發電機組平均功率增大到600 至800kW，為了節省空間，獲得更大速比，引用了外形為筒狀的行星齒輪傳動或行星與平行軸齒輪組合傳動的結構，取得較好的效果。
　　圖4 所示的一級行星兩級平行軸齒輪箱是目前應用較廣的機組傳動結構。為取得高功率密度和大速比，行星級的行星架將動力多分路分流到多個行星輪，再匯合到太陽輪上傳至平行軸齒輪，常用功率在2MW 以下。齒輪箱的設計結構隨機組傳動軸系的布置方式而定，與主軸一起適用于“兩點式”或“三點式”支撐。脹緊套聯接主軸和齒輪箱輸入軸（行星架），固定端設在主軸上，行星架軸承( 或箱體）應能軸向浮動。行星架采用雙支撐以提高結構剛度，常用三個行星輪，太陽輪浮動均載；采用斜齒輪，傳動平穩，降低噪聲。
　　兩級行星和一級平行軸齒輪傳動也有較多應用實例，功率可達3 ～ 3.5MW。
　　對于更大功率的機組，為了減小外形尺寸，節省機艙空間，齒輪箱傾向于應用行星、差動和平行軸齒輪組合傳動的方式，行星輪常常多于三個，以縮小體積，獲取更大的功率密度。
　　圖5 所示的行星差動和固定軸齒輪組合傳動結構已在國產的大型風電機組中得到應用。該結構采用3 級齒輪傳動：第一級是行星差動齒輪傳動；第二級是固定軸齒輪分流傳動；第三級是平行軸齒輪傳動。
　　從主軸傳來的功率分兩路傳遞：標有箭頭紅線的一路從行星架直連的第二級內齒圈，通過圓周分布的一組固定軸齒輪傳至第二級中心輪，再通過與該中心輪相連的第一級內齒圈回傳至行星架；而另一路（用綠色箭頭線表示）則直接由行星架傳遞，并在第一級行星輪上與前一路的功率匯合，通過第一級中心輪（太陽輪）傳至第三級平行軸齒輪副。
　　這種傳動方式的總速比可以達到200 ∶ 1（行星/ 差動級：35 ∶ 1；平行軸：6 ∶ 1）。功率分流的比例：內齒圈差動至末級主動輪為72.1％；行星輪、太陽輪至末級主動輪為27.9％。由于采用多行星輪和柔性行星銷軸結構，其體積和重量比傳統結構減小25％以上。