对“大功率风电机组传动系统液力变矩器的设计研究”一文的商榷

　　0 引言

　　2009 年 12 月丹麦首都哥本哈根举行联合国气候变化大会上，我国庄严宣布到 2020 年人均 GDP 碳排量要在 2009 年的基础上降低 40%~45%， 要实现这个目标，要大力发展低碳经济能源，将大力发展风力发电等零碳排放的绿色能源。 我国新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、沿海许多地区具有丰富的风力资源，因而风力发电在我国将会进一步大力发展。

　　风力发电机组中风机叶轮的作用是将风能转换为机械能，最终由发电机转变为电能输送到电网上。 由于风速、风向时刻变化，风轮转速输出的机械能也随机改变，而电网要求风力发电机组输出电能的频率恒定，与电网频率保持一致， 在这一方面有许多措施能满足这一要求。

　　《现代制造工程》杂志 2007 年第 6 期刊载的《大功率风电机组传动系统液力变矩器的设计研究》[1]一文中的风电机组传动系统即为其中一种， 图 1 为该系统示意图，其特点是发电机能恒速运转。

　　图 1 中所示方案属液力机械传动装置， 它主要由三部分组成：单排行星齿轮机构、内啮合齿轮传动装置和导轮叶片可调节的液力变矩器。

　　风机叶轮经增速齿轮系统、 传动行星齿轮机构的行星架 j、 行星齿轮机构中的太阳轮直接驱动发电机，变矩器的泵轮与太阳轮装在同一轴上， 变矩器涡轮经由内啮合齿轮传动行星齿轮机构中的齿圈 q，变矩器充油工作时，功率将有内循环，能量由涡轮经齿圈输入行星齿轮机构，并由太阳轮输出。

　　行星齿轮传动机构为三轴装置， 它们的转速具有下式[2]的关系：

　　ω_t+a₁ω_q-（1+a₁）ω_j=0 　　（1）

　　式中 ω_t———太阳轮转速，单位为 rad/s;

　　ω_q———齿圈转速，单位为 rad/s;

　　ω_j———行星架转速，单位为 rad/s;

　　a₁———行星齿轮传动机构特性参数，

　　Zq，Zt———齿圈、太阳轮齿数。

　　该液力机械传动装置要求太阳轮转速 ωt为一定值，当行星架转速 ωj随风轮转速随机变化时，现通过测速控制系统、可调变矩器调节导轮叶片开度变化，改变涡轮转速 ωT，即改变齿圈转速 ωq，因

　　式中———内齿轮齿数 Zn与涡轮轴上齿轮齿数Z_T之比；

　　ω_T———涡轮转速，单位为 rad/s。

　　这样从而满足式（1），使 ωt恒定。