盾构刀盘驱动用行星齿轮减速器（硕士论文）

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大型磨机20MW均载

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1.输入小齿轮 2.一级大齿轮 3.二级小齿轮 4.扭力轴

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12米直径的大齿圈可是难度很大，磨齿机没有这么大！

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这个大型磨机功率高达20MW，低速轴转速仅有11.07r/min，这个指标参数跟风力发电机相比也毫不逊色了。

有4个齿轮同时驱动大齿圈，共2台电机来驱动。论文中提到了每台电机分成2路后如何进行均载————扭力轴均载，这是利用机械弹性来进行均载；

但是，没有提到2台电机之间如何进行均载，这个要靠电控来实现，具体方法是一台电机采用转矩控制模式，另一台采用速度控制模式，且2台变频器之间实时通讯，实时平衡转矩信号！

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半直驱永磁风力发电机，20MW

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目前的风力发电机，主要采用2种方案：

1、双馈异步发电机，这种方案转子侧接双向变流器，定子侧直联电网。其最大的优点是变流器功率大大降低了，仅需1/3的额定功率就可以了，例如20MW风机，变流器功率仅需不到7MW就可以，这是很大的节约；

2、永磁同步发电机，这种方案不管是直驱还是半直驱，都需要全功率的双向变流器，因此，变流器的成本也是很高的；

3、虽然可以尽量降本采用单向变流器，但是，会导致整体性能的下降，一般不推荐这种配置方案；

4、如果在传动链中采用功率分流，利用“机械点”的特性，可以在主回路中完全消除变流器的使用，从而大幅度降低成本。

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利用“机械点”分流功率为零的特性，可以使系统效率极大化！

最著名的、使用最广泛的传动方案就是丰田的混合动力汽车THS系统，目前在全球有超过2000万套运行中。可是THS系统仅有一个“机械点”，导致分流的功率比例会比较大。

根据风力发电机组的调速特性，目前我找到的资料显示，最大变速范围仅需2.1，为此，设计了具有2个“机械点”且其变比为1.75的功率分流方案，其最大分流功率占额定功率的比例为13.9%，也就是仅需配置风机额定功率的13.9%的变流器，就可以实现主电路无变流器的发电，既大大节约了成本，还显著提高了效率！

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理论上，没有循环功率时，最大分流功率占比如下图所示，其数值跟2个“机械点”之间的变比K有关。




很显然，变比K越小，则分流功率的比例越低，例如，变比为2时，最大分流功率为17.16%额定功率；而变比为4时，最大分流功率为33.33%额定功率。

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2个“机械点”变比K=1.75，怎么样实现2.2的变速范围呢？



这就需要利用循环功率区间了，也就是利用2个“机械点”之外的工作区域，这两端之外的区域一般是不利用的，因为属于循环功率的工况，系统效率有所降低......


图中，黄颜色的区间是无循环功率的区间，而玫瑰色区间就是有循环功率的工作区间。

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在黄色无循环功率的区间，当处于最大分流功率占比时，由于此时风机的功率达不到额定功率，所以，13.9%的分流功率对应的功率，应该是远小于额定功率了，也许仅需10%的额定功率即可！也就是说，分流功率支路所需的变流器，其容量可以小至10%的额定发电功率，具体是多少可以由额定工作点位置来确定。

在风速超过额定风速时，系统处于恒功率工作区间，也就是发电功率维持在额定功率，因此，这端的延伸量不宜太多，以免分流支路的功率过载；反之，在低风速区间，由于发电功率远小于额定功率，因此，即使大比例的分流功率（循环功率），其绝对值也不会有多大，考虑上述因素后，可以使得分流支路的功率容量最小化！

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典型的具有2个“机械点”的传动方案如下。