[go: up one dir, main page]

AT504395B1 - Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes - Google Patents

Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes Download PDF

Info

Publication number
AT504395B1
AT504395B1 AT0192906A AT19292006A AT504395B1 AT 504395 B1 AT504395 B1 AT 504395B1 AT 0192906 A AT0192906 A AT 0192906A AT 19292006 A AT19292006 A AT 19292006A AT 504395 B1 AT504395 B1 AT 504395B1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
transmission
output
generator
gear
drive
Prior art date
Application number
AT0192906A
Other languages
English (en)
Other versions
AT504395A1 (de
Original Assignee
Amsc Windtec Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to AT0192906A priority Critical patent/AT504395B1/de
Application filed by Amsc Windtec Gmbh filed Critical Amsc Windtec Gmbh
Priority to PCT/AT2007/000498 priority patent/WO2008061263A2/de
Priority to AU2007324315A priority patent/AU2007324315B2/en
Priority to CN2007800431227A priority patent/CN101583794B/zh
Priority to JP2009537439A priority patent/JP5244813B2/ja
Priority to EP07815165A priority patent/EP2100036A2/de
Priority to KR1020097012798A priority patent/KR20090083468A/ko
Priority to BRPI0721387-5A2A priority patent/BRPI0721387A2/pt
Priority to US12/515,849 priority patent/US8206262B2/en
Priority to CA002670013A priority patent/CA2670013A1/en
Publication of AT504395A1 publication Critical patent/AT504395A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT504395B1 publication Critical patent/AT504395B1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/06—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
    • F16H47/08—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05B2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/406—Transmission of power through hydraulic systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/1016—Purpose of the control system in variable speed operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19555—Varying speed ratio
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/1956—Adjustable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Description

2 AT 504 395 B1
Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe für eine Windkraftanlage mit einem Getriebe mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Antrieb mit dem Rotor der Windkraftanlage verbunden ist, der erste Abtrieb mit einem Generator und der zweite Abtrieb mit der Antriebswelle eines stufenlos regelbaren Getriebes, dessen Abtriebswelle, vorzugsweise über eine Stirnradstufe, mit dem generatorseitigen, ersten Abtrieb des Getriebes verbunden ist.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ändern oder Umschalten des Leistungsbereiches eines Ausgleichsgetriebes einer Windkraftanlage bei sich ändernder Windstärke mit einem Getriebe mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Antrieb mit dem Rotor der Windkraftanlage verbunden ist, der erste Abtrieb mit einem Generator und der zweite Abtrieb mit der Antriebswelle eines stufenlos regelbaren Getriebes.
Windkraftanlagen neuester Technologie werden zu Regelungszwecken meist mit variabler Rotordrehzahl mit aktiver Drehmomentregelung des Triebstranges betrieben. Der Grund hierfür ist, dass die variable Rotordrehzahl durch das Massenträgheitsmoment des Rotors eine Dämpfung der Drehzahländerungen des Triebstranges bewirkt und somit das Rotorblattverstellsystem optimal ausgelegt werden kann. Weiters können durch die Drehmomentregelung des Triebstranges die Belastungen auf die Anlage reduziert und die Stromqualität der ins Netz eingespeisten Energie optimiert werden. Der verbesserte aerodynamische Wirkungsgrad im Teillastbereich ist ein weiterer Vorteil der variablen Rotordrehzahl.
Nachteilig wirkt sich die meist variable Drehzahl des Generators mit den damit zusammenhängenden, überlagerten Beschleunigungsmomenten vor allem für das Getriebe aus, welches dadurch stärker ausgelegt werden muss. Erschwerend kommt hinzu, dass die gemäß dem Stand der Technik vorwiegend verwendeten drehzahlvariablen Antriebe meist mit Frequenzumrichtern arbeiten, welche nur mit einem erheblichen, technischen Zusatzaufwand die geforderte Stromqualität erreichen können.
Aus der WO 2004/088132 A ist eine Vorrichtung bekannt, welche mittels eines Ausgleichsgetriebes und eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers oben genannte Nachteile vermeidet. Als Nachteil dieser Lösung ergibt sich jedoch ein erheblicher Aufwand für das Getriebe und die Hydrodynamik, welche für relativ große Leistungen ausgelegt werden muss. Vor allem die damit verbundenen hohen Hydraulikverluste sind insbesondere bei großen Drehzahlbereichen erheblich, was große Verluste im Teillastbereich der Anlage und hohe Anschaffungskosten verursacht.
Diese Nachteile werden durch das aus der WO 2004/109157 A bekannte Getriebe weitgehend vermieden. Hier wird eine Hydraulik eingesetzt, welche durch ein Mehrwege-Ausgleichsgetriebe die im Teillastbereich über die Hydraulik gelenkte Leistung relativ gering hält. Ein wesentlicher Nachteil dieser Lösung ist jedoch das kompliziert aufgebaute, mehrpfadige Ausgleichsgetriebe in Kombination mit einem komplexen Kupplungssystem und nur sehr aufwändig regelbaren Pumpen, wobei beide Pumpen drehzahlvariabel betrieben werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, oben beschriebene Nachteile der bekannten Ausgleichsgetriebe zu reduzieren und ein zugleich einfaches, effizientes und kostengünstiges Konzept zur Verfügung zu stellen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Getriebe dadurch, dass die Antriebswelle des stufenlos regelbaren Getriebes über ein Verstellgetriebe mit der Abtriebswelle des zweiten Abtriebs des Getriebes verbunden ist.
Diese Aufgabe wird des Weiteren gelöst mit einem Verfahren zum Umschalten des Leistungsbereiches eines Ausgleichsgetriebes einer Windkraftanlage bei sich ändernder Windstärke mit einem Getriebe mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Antrieb mit dem Rotor der Windkraftanlage verbunden ist, der erste Abtrieb mit einem Generator und der zweite Abtrieb mit der 3 AT 504 395 B1
Antriebswelle eines stufenlos regelbaren Getriebes, dessen Abtriebswelle mit dem generatorseitigen Abtrieb des Getriebes verbunden ist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Antrieb des Getriebes auf ein geringes bis kein Antriebsmoment geregelt und der Generator vom Netz genommen wird, ein die Antriebswelle des stufenlos regelbaren Getriebes mit der Abtriebswelle des Getriebes verbindendes Schaltgetriebe geschaltet wird, danach die Drehzahl des ersten Abtriebs des Getriebes angepasst wird, bis am Generator wieder die Synchrondrehzahl eingestellt ist worauf der Generator wieder auf das Netz geschaltet wird.
Diese Aufgabe wird schließlich auch gelöst mit einem Verfahren zum Ändern des Leistungsbereiches eines Ausgleichsgetriebes einer Windkraftanlage bei sich ändernder Windstärke mit einem Getriebe mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Antrieb mit dem Rotor der Windkraftanlage verbunden ist, der erste Abtrieb mit einem Generator und der zweite Abtrieb mit der Antriebswelle eines stufenlos regelbaren Getriebes, dessen Abtriebswelle mit dem generatorseitigen Abtrieb des Getriebes verbunden ist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Übersetzung eines die Antriebswelle des stufenlos regelbaren Getriebes mit der Abtriebswelle des Getriebes verbindendes stufenlosen Getriebes verändert wird.
Durch das Verstellgetriebe, das ein gestuftes Getriebe oder ein stufenloses Getriebe sein kann, kann durch eine Übersetzungsänderung in diesem Verstellgetriebe der Drehzahlbereich in Abhängigkeit des notwendigen Drehmomentes verändert werden, wodurch der Leistungsbereich des stufenlos regelbaren Getriebes und in der Folge die Anlagekosten und auch die Verlustleistung dieses Getriebes kleiner gehalten werden können.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt in schematisch vereinfachter Art und Weise einen Antriebsstrang 1 mit einem erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebe. Der Antriebsstrang umfasst eine mit dem Rotor 3, gegebenenfalls über ein Zwischengetriebe, verbundene Antriebswelle 2, die im vorliegenden Fall zwei nacheinander angeordnete, als Planetenstufen 4 und 5 ausgeführte Getriebestufen antreibt. Die Ausführung der Getriebestufen als Planetenstufen ist nicht zwingend erforderlich, sondern kann auch durch andere Getriebe ausgeführt werden oder auch ganz entfallen.
Die Abtriebswelle der zweiten Getriebestufe 5 treibt eine Stirnradstufe 6, wodurch ein axialer Versatz des Antriebsstrangs erreicht wird. Dieser Versatz eröffnet einerseits die Möglichkeit, zur Nabe führende Kabel zur Leistungsregelung der Anlage mit Hilfe eines Blattverstellmechanismus durch das Getriebe zu führen, und andererseits die weitere Möglichkeit, die erforderlichen Einrichtungen zur Signalübertragung (Schleifringkörper) vom rotierenden zum feststehendem Teil in der Gondel der Windkraftanlage unterzubringen und die Möglichkeit den Antriebsstrang in seiner Gesamtlänge kurz und kompakt zu gestalten.
Die Abtriebswelle 6a der Stirnradstufe treibt einen Planetenträger 8 eines Überlagerungsgetriebes 7. Im Überlagerungsgetriebe 7 findet die Momentenaufteilung an einen Generator 11 und an eine Hydraulikeinheit 12 statt. Der Generator 11 ist dazu mit dem Hohlrad 9 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden. Das Sonnenrad 10 des Überlagerungsgetriebes 7 ist mit einem 2-stufigen Verstellgetriebe 15 verbunden. Die Getriebestufen des Verstellgetriebes 15 werden entsprechend der Rotordrehzahl und dem Windangebot geschalten. Am Abtrieb des 2-stufigen Getriebes 15 sitzt eine erste verstellbare Axialkolbenpumpe 13 in hydraulischer Verbindung mit einer zweiten verstellbaren Axialkolbenpumpe 14. Die Welle der zweiten Axialkolbenpumpe 14 ist über eine Stirnradstufe 16 an die Welle 11 des Generator gekoppelt.
Im unteren Leistungs- und Drehzahlbereich der Windkraftanlage wird durch Verstellung der Axialkolbenpumpen 13, 14 die erforderliche Synchrondrehzahl am Generator 11 eingestellt. Der

Claims (9)

  1. 4 AT 504 395 B1 Leistungsfluss im Überlagerungsgetriebe 7 führt von der antreibenden Stirnradstufe 6 auf den Planeten 8, weiter auf das Hohlrad 9 und auf den Generator 11. Über die Stirnradstufe 16 auf der Generatorwelle wird die zweite Axialkolbenpumpe 14 angetrieben, die den erforderlichen Druck im Hydraulikkreis erzeugt. Die Energie im Hydraulikkreis wird mittels der ersten Axialkolbenpumpe 13 wieder in Rotationsenergie umgeformt und treibt das Sonnenrad 10 der Überlagerungsstufe 7. Dadurch wird das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich variiert und an die gegebene Leistung angepasst, wobei gleichzeitig die Drehzahl der Antriebswelle des Generators 11 konstant bleibt. Mit steigendem Windangebot erhöht sich auch die Leistung der Anlage und damit die Drehzahl an der Hydraulikeinheit 12. Vor Erreichen der Grenzdrehzahl an der Hydraulikeinheit 12 wird die Anlage durch das elektrische Blattverstellsystem auf ein geringes bis kein Antriebsmoment geregelt. Der Synchrongenerator 11 wird während dieser Umschaltphase vom Netz genommen. Das Getriebe 15 wird in dieser leistungsreduzierten Phase auf die kleinere Übersetzung geschaltet. Danach wird die Rotordrehzahl durch das Blattverstellsystem wieder erhöht, bis am Generator 11 wieder die Synchrondrehzahl erreicht ist. Nach diesem Synchronisationsvorgang und der Netzaufschaltung geht das System wieder in den normalen Produktionsbetrieb über, jedoch bei höherer Leistung. Mit den Hydraulikeinheiten 12 ist es nun möglich bei gleicher Verlustleistung eine wesentlich höhere Gesamtsystemleistung zu regeln. Im Nennbetrieb und im zulässigen Bereich über der Nennleistung dreht sich der Leistungsfluss über die Überlagerungsstufe 7 um. Der Leistungsüberschuss wird vom Sonnenrad 10 der Überlagerungsstufe 7 über das Getriebe 15 an die Hydraulikeinheit 12 weitergegeben. Diese erzeugt durch die Ankopplung über die Stirnradstufe 16 an der Generatorwelle ein bremsendes Moment, womit die Generatordrehzahl weiterhin konstant auf Synchrondrehzahl gehalten wird. Dieses Moment wird solange aufgebracht, bis die Blattverstelleinrichtung die Rotorblätter soweit aus dem Wind gedreht hat, bis wieder Nennleistung erreicht ist. Patentansprüche: 1. Ausgleichsgetriebe für eine Windkraftanlage mit einem Getriebe (7) mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Antrieb (8) mit dem Rotor (3) der Windkraftanlage verbunden ist, der erste Abtrieb (9) mit einem Generator (11) und der zweite Abtrieb (10) mit der Antriebswelle eines stufenlos regelbaren Getriebes (12), dessen Abtriebswelle, vorzugsweise über eine Stirnradstufe (16), mit dem generatorseitigen, ersten Abtrieb (9) des Getriebes (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle des stufenlos regelbaren Getriebes (12) über ein Verstellgetriebe (15) mit der Abtriebswelle des zweiten Abtriebs (10) des Getriebes (7) verbunden ist.
  2. 2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe (15) ein gestuftes Getriebe ist.
  3. 3. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe (15) ein zweistufiges Getriebe ist.
  4. 4. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe (15) ein Stirnradgetriebe ist.
  5. 5. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe (15) ein stufenloses Getriebe ist.
  6. 6. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (7) ein Planetengetriebe ist und dass der Antrieb des Planetengetriebes mit dem Planetenträger (8), der zweite Abtrieb mit dem Sonnenrad (10) und der erste Abtrieb mit 5 AT 504 395 B1 dem Hohlrad (9) verbunden ist.
  7. 7. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das stufenlos regelbare Getriebe (12) ein hydraulisches Getriebe ist.
  8. 8. Verfahren zum Ändern oder Umschalten des Leistungsbereiches eines Ausgleichsgetriebes (1) einer Windkraftanlage bei sich ändernder Windstärke mit einem Getriebe (7) mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Antrieb (8) mit dem Rotor (3) der Windkraftanlage verbunden ist, der erste Abtrieb (9) mit einem Generator (11) und der zweite Abtrieb (10) mit der Antriebswelle eines stufenlos regelbaren Getriebes (12), dessen Abtriebswelle, vorzugsweise über eine Stirnradstufe (16), mit dem generatorseitigen, ersten Abtrieb (9) des Getriebes (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Getriebes (7) auf ein geringes bis kein Antriebsmoment geregelt und der Generator (11) vom Netz genommen wird, ein die Antriebswelle des stufenlos regelbaren Getriebes (12) mit der Abtriebswelle des zweiten Abtriebs (10) des Getriebes (7) verbindendes Schaltgetriebe (15) geschaltet wird, danach die Drehzahl des ersten Abtriebs (9) des Getriebes (7) angepasst wird, bis am Generator (11) wieder die Synchrondrehzahl eingestellt ist, worauf der Generator (11) wieder auf das Netz geschaltet wird.
  9. 9. Verfahren zum Ändern des Leistungsbereiches eines Ausgleichsgetriebes (1) einer Windkraftanlage bei sich ändernder Windstärke mit einem Getriebe (7) mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Antrieb (8) mit dem Rotor (3) der Windkraftanlage verbunden ist, der erste Abtrieb (9) mit einem Generator (11) und der zweite Abtrieb (10) mit der Antriebswelle eines stufenlos regelbaren Getriebes (12), dessen Abtriebswelle, vorzugsweise über eine Stirnradstufe (16), mit dem generatorseitigen, ersten Abtrieb (9) des Getriebes (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung eines die Antriebswelle des stufenlos regelbaren Getriebes (12) mit der Abtriebswelle des zweiten Abtriebs (10) des Getriebes (7) verbindenden stufenlosen Getriebes verändert wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen
AT0192906A 2006-11-21 2006-11-21 Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes AT504395B1 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0192906A AT504395B1 (de) 2006-11-21 2006-11-21 Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes
AU2007324315A AU2007324315B2 (en) 2006-11-21 2007-11-05 Differential gear on a wind power plant and method for changing or switching the power range of said differential gear
CN2007800431227A CN101583794B (zh) 2006-11-21 2007-11-05 风力发电站上的差动齿轮以及改变或切换所述差动齿轮功率范围的方法
JP2009537439A JP5244813B2 (ja) 2006-11-21 2007-11-05 風力エネルギプラントの差動歯車及びこの差動歯車の動力範囲の変更又は切り替えのための方法
PCT/AT2007/000498 WO2008061263A2 (de) 2006-11-21 2007-11-05 Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes
EP07815165A EP2100036A2 (de) 2006-11-21 2007-11-05 Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes
KR1020097012798A KR20090083468A (ko) 2006-11-21 2007-11-05 풍력 발전 설비의 차동 기어 및 상기 차동 기어의 동력 범위를 변화 또는 전환시키는 방법
BRPI0721387-5A2A BRPI0721387A2 (pt) 2006-11-21 2007-11-05 Transmissão diferencial de uma usina de força eólica e processo para variação ou comutação da faixa de potência dessa transmissão diferencial
US12/515,849 US8206262B2 (en) 2006-11-21 2007-11-05 Differential gear on a wind power plant and method for changing or switching the power range of said differential gear
CA002670013A CA2670013A1 (en) 2006-11-21 2007-11-05 Differential gear on a wind power plant and method for changing or switching the power range of said differential gear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0192906A AT504395B1 (de) 2006-11-21 2006-11-21 Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT504395A1 AT504395A1 (de) 2008-05-15
AT504395B1 true AT504395B1 (de) 2009-05-15

Family

ID=39367323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT0192906A AT504395B1 (de) 2006-11-21 2006-11-21 Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8206262B2 (de)
EP (1) EP2100036A2 (de)
JP (1) JP5244813B2 (de)
KR (1) KR20090083468A (de)
CN (1) CN101583794B (de)
AT (1) AT504395B1 (de)
AU (1) AU2007324315B2 (de)
BR (1) BRPI0721387A2 (de)
CA (1) CA2670013A1 (de)
WO (1) WO2008061263A2 (de)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0714777D0 (en) * 2007-07-30 2007-09-12 Orbital 2 Ltd Improvements in and relating to electrical power generation from fluid flow
EP2107238A1 (de) 2008-03-31 2009-10-07 AMSC Windtec GmbH Getriebe mit veränderlicher Übersetzung
AT507394B1 (de) * 2008-10-09 2012-06-15 Gerald Dipl Ing Hehenberger Windkraftanlage
AT507393B1 (de) * 2008-10-09 2012-11-15 Gerald Dipl Ing Hehenberger Windkraftanlage
CN101970871A (zh) 2009-03-20 2011-02-09 美国超导威德泰克有限公司 风能转换器的操作方法、风能转换器用控制装置以及风能转换器
AT508182B1 (de) * 2009-04-20 2011-09-15 Hehenberger Gerald Dipl Ing Verfahren zum betreiben einer energiegewinnungsanlage, insbesondere windkraftanlage
AT508411B1 (de) 2009-07-02 2011-06-15 Hehenberger Gerald Dipl Ing Differenzialgetriebe für energiegewinnungsanlage und verfahren zum betreiben
US8698341B2 (en) * 2010-05-02 2014-04-15 Iqwind Ltd. Wind turbine with discretely variable diameter gear box
US8827853B2 (en) * 2010-07-08 2014-09-09 Parker-Hannifin Corporation Hydraulic power split engine with enhanced torque assist
GB2483866A (en) * 2010-09-21 2012-03-28 Nexxtdrive Ltd Electric generator apparatus for a fluid turbine arrangement
AT510848B1 (de) * 2011-03-10 2012-07-15 Hehenberger Gerald Dipl Ing Energiegewinnungsanlage
AT511720B1 (de) 2011-09-01 2013-02-15 Hehenberger Gerald Energiegewinnungsanlage
DE102011084573A1 (de) * 2011-10-14 2013-04-18 Sauer-Danfoss Gmbh & Co. Ohg Strömungskraftmaschine und getriebe zum betreiben derselbigen
US9989138B2 (en) * 2012-04-26 2018-06-05 Hamilton Sundstrand Corporation Integrated drive generator having a variable input speed and constant output frequency and method of driving
KR102029192B1 (ko) * 2013-01-24 2019-10-08 두산중공업 주식회사 풍력 발전용 가변속 동력 전달 장치 및 가변속 동력 전달 장치를 갖는 풍력 발전기
KR101383425B1 (ko) * 2013-01-30 2014-04-10 현대중공업 주식회사 풍력 발전용 가변속 동력 전달 장치
AT514281A3 (de) * 2013-05-17 2015-10-15 Gerald Dipl Ing Hehenberger Verfahren zum Betreiben eines Triebstranges und Triebstrang
KR101422775B1 (ko) 2013-05-31 2014-07-24 삼성중공업 주식회사 기어 제어형 풍력 발전 시스템 및 그 운영방법
CN105291805B (zh) * 2014-06-04 2018-03-13 中山大学 传动整合系统及其控制方法
CN106050582B (zh) * 2016-06-03 2018-11-23 南京安维士传动技术股份有限公司 一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法
CN118100520B (zh) * 2024-04-19 2024-07-16 横川机器人（深圳）有限公司 一种dd直驱电机驱动结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4774855A (en) * 1982-08-17 1988-10-04 Vickers Shipbuilding And Engineering Limited Apparatus for providing an electrical generator with a constant rotational speed from a variable speed input
DE10123105A1 (de) * 2001-05-12 2002-11-14 Zahnradfabrik Friedrichshafen Leistungsverzweigungsgetriebe
US20030168862A1 (en) * 2001-12-21 2003-09-11 Komatsu Ltd. Aerogenerator

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE419113B (sv) 1979-11-14 1981-07-13 Allmaenna Ingbyran Vindkraftverk for huvudsakligen mekanisk transmission av ett variabelt turbinvarvtal till ett synkront utgaende varvtal
DE3471978D1 (en) 1983-03-23 1988-07-14 English Electric Co Ltd Power generating equipment
US4613760A (en) * 1984-09-12 1986-09-23 The English Electric Company Limited Power generating equipment
GB9312014D0 (en) * 1993-06-10 1993-07-28 Eaton Corp Auxiliary transmission system and input splitter therefor
JP2919713B2 (ja) * 1993-06-28 1999-07-19 日野自動車工業株式会社 変速機同期装置
DE4321755B4 (de) 1993-06-30 2006-07-27 Harald Von Hacht Vegetative Antriebskonzeption mit Hilfe eines stufenlosen servomechanischen Getriebes
JP2003065210A (ja) * 2001-08-27 2003-03-05 Ntn Corp 風力発電機用変速機
DE10314757B3 (de) * 2003-03-31 2004-11-11 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebsstrang zum Übertragen einer variablen Leistung
GB0313345D0 (en) * 2003-06-10 2003-07-16 Hicks R J Variable ratio gear
DE102004028619A1 (de) * 2004-06-12 2006-01-05 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Drehzahlgeregeltes Getriebe für eine Energieerzeugungsanlage
AT504818A1 (de) * 2004-07-30 2008-08-15 Windtec Consulting Gmbh Triebstrang einer windkraftanlage
DE102005012167A1 (de) 2005-03-17 2006-04-27 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Drehzahlvariables Getriebe für eine Energieerzeugungseinheit
EP2107237A1 (de) * 2008-03-31 2009-10-07 AMSC Windtec GmbH Windenergiekonverter mit einem Überlagerungsgetriebe
US8008797B2 (en) * 2009-02-13 2011-08-30 Bernard Joseph Simon System for converting wind power to electrcial power with transmission
WO2010114771A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-07 Emmeskay, Inc. Continuously variable transmission ratio device with optimized primary path power flow

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4774855A (en) * 1982-08-17 1988-10-04 Vickers Shipbuilding And Engineering Limited Apparatus for providing an electrical generator with a constant rotational speed from a variable speed input
DE10123105A1 (de) * 2001-05-12 2002-11-14 Zahnradfabrik Friedrichshafen Leistungsverzweigungsgetriebe
US20030168862A1 (en) * 2001-12-21 2003-09-11 Komatsu Ltd. Aerogenerator

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090083468A (ko) 2009-08-03
CA2670013A1 (en) 2008-05-29
US8206262B2 (en) 2012-06-26
CN101583794B (zh) 2013-04-10
AU2007324315A1 (en) 2008-05-29
BRPI0721387A2 (pt) 2014-06-17
WO2008061263A3 (de) 2008-09-25
CN101583794A (zh) 2009-11-18
JP5244813B2 (ja) 2013-07-24
EP2100036A2 (de) 2009-09-16
AT504395A1 (de) 2008-05-15
JP2010510431A (ja) 2010-04-02
AU2007324315B2 (en) 2011-10-13
WO2008061263A2 (de) 2008-05-29
US20100048350A1 (en) 2010-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT504395B1 (de) Ausgleichsgetriebe einer windkraftanlage und verfahren zum ändern oder umschalten des leistungsbereichs dieses ausgleichsgetriebes
EP1538739B1 (de) Antriebsstrang für eine Strömungskraftmaschine
EP1756423B1 (de) Energieerzeugungsanlage mit einem drehzahlgeregeltes Getriebe
AT508411B1 (de) Differenzialgetriebe für energiegewinnungsanlage und verfahren zum betreiben
AT517170B1 (de) Verfahren zum Anfahren eines Triebstranges
AT507643B1 (de) Drehantriebsmechanismus zum antreiben eines generators
EP1608872B1 (de) Antriebsstrang zum übertragen einer variablen leistung
EP1895157B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit einem Synchrongenerator und einem Überlagerungsgetriebe
AT507394B1 (de) Windkraftanlage
DE102006004096A1 (de) Antriebsstrang zwischen einem Rotor und einem Getriebe einer Windenergieanlage
AT508155B1 (de) Energiegewinnungsanlage, insbesondere windkraftanlage
DE102009028612A1 (de) Windkraftanlage und Verfahren zur Betriebssteuerung einer Windkraftanlage
EP2556217A2 (de) Kraftwerksstrang mit einer drehzahlvariablen pumpe
WO2010040165A2 (de) Differentialgetriebe für windkraftanlage
DE102008046509A1 (de) Vorrichtung zur Energierückgewinnung für einen Großdieselmotor
DE102011084573A1 (de) Strömungskraftmaschine und getriebe zum betreiben derselbigen
DE102012000341A1 (de) Windkraftanlage
AT511862B1 (de) Energiegewinnungsanlage, insbesondere windkraftanlage
WO2009127402A2 (de) Generatorenanordnung
WO2010040167A1 (de) Verfahren zum betreiben eines dlfferentialgetriebes für eine energiegewinnungsanlage
AT507393B1 (de) Windkraftanlage
DE4422444A1 (de) Kraftübertragungsaggregat zum Antrieb von drehzahlvariablen Arbeitsmaschinen und Verfahren zum Betreiben
AT13294U1 (de) Differenzialgetriebe für eine Energiegewinnungsanlage
WO2016169740A1 (de) Antriebsanordnung zur übertragung von drehbewegungen
WO2014037801A2 (de) Verfahren zum wandeln einer drehzahl und drehzahlwandler

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20151121