一种新型的用于大型风力发电机的功率分流差动中速传动概念

摘要

当前, 对于开发大型风力发电机, 有几种主流的传动链概念, 比如高传动比齿轮箱和双馈异步发电机的非直驱传动概念, 永磁同步发电机的直驱概念, 以及低传动比齿轮箱和永磁同步发电机的中速传动概念。在本文中, 对几种不同的传动链概念, 在制造成本, 功率效率和能量输出方面进行了比较。对大型风力发电机, 从技术性和经济性角度而言,相对于另外两个直驱和非直驱概念, 由于其最低的能量输出成本和最好的经济效益, 中速传动概念具有明显的优势。对一个陆上4MW风力发电机, 应用中速永磁同步发电机概念, 取两种方案进行了详细的对比分析, 结果表明, 带高传动比两级行星齿轮箱的方案具有显著的降低传动链成本的优势，然而通常的两级行星齿轮箱面临着传动比的设计极限, 大约为40。为解决传动比的极限问题, 本文采用了一种功率分流差动齿轮箱, 其传动比可达到60，该新型的中速功率分流差动齿轮箱和永磁同步发电机传动概念可以降低传动链制造成本21%, 节约稀土材料25%.