风力发电机范例.pptx

风力发电机认识报告 风力发电机概述 风电机组传动系统 偏航系统 变桨系统 4 1 2 3 目录 主要部件 风力机主要部件 按风轮 结构划分 垂直轴风力机 风轮围绕一个垂直轴进行旋转。 水平轴风力机 叶片围绕一个水平轴旋转，旋转平面与风向垂直。 风力发电机分类 按照风轮与塔架相对位置划分 顺风式风力机 风轮在塔架的下风位置旋转的风力机。能够自动对准风向，不需要调向装置。缺点：空气流先通过塔架然后再流向风轮，会造成塔影效应，风力机性能降低。 以空气流向作为参考，风轮在塔架前迎风旋转的风力机为逆风式风力机。需要调风装置，使风轮迎风面正对风向。 逆风式风力机 风力发电机分类 叶片固定在轮毂上，桨距角不变，风力机的功率调节完全依靠叶片的失速性能。当风速超过额定风速时，在叶片后端将形成边界层分离，使升力系数下降，阻力系数增加，从而限制了机组功率的进一步增加。 结构简单 不能保证功率恒定，并且由于阻力增大,导致叶片和塔架等部件承受的载荷相应增大 定桨距 风力机 按功率调节方式划分:定桨距与变桨距 优点: 缺点: 风力发电机分类 叶片和轮毂不是固定连接，叶片桨距角可调。在超过额定风速范围时，通过增大叶片桨距角，使攻角减小，以改变叶片升力与阻力的比例，达到限制风轮功率的目的，使机组能够在额定功率附近输出电能。 变桨距 风力机 高于额定风速区域可以获得稳定的功率输出 需要变桨距调节机构，设备结构复杂。 优点: 缺点: 目前的大型兆瓦级风电机组普遍采用变桨距控制技术 风力发电机分类 水平轴风力机构造 传动系统用来连接风轮与发电机，将风轮产生的机械转矩传递给发电机，同时实现转速的变换。 图为一种目前风电机组较多采用的带齿轮箱风电机组的传动系统结构示意图。包括风轮主轴（低速轴）、主轴轴承、增速齿轮箱、高速轴（齿轮箱输出轴）联轴器、及机械刹车制动装置等部件。 作用在风轮上的各种气动载荷和重力载荷通过主机架及偏航系统传递给塔架。 风力机组传动系统 3.1主轴 主轴是风力发电机组的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件。 主轴 目前，主轴轴承主要有圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、2-3 列圆柱滚子轴承等形式，为使轴承有更长的使用寿命和更强的承载能力，往往采用多列滚子轴承排布。 主轴起支承轮毂及叶片，传递扭矩到增速器的作用，主轴轴承主要承受径向力，其性能的好坏不仅对传递效率有影响，而且也决定了主传动链的维护成本，所以要求具有良好的调心性能、抗振性能和运转平稳性。 主轴轴承 齿轮箱是风电机组传动系统中的主要部件，需要承受来自风轮的载荷，同时要承受齿轮传动过程产生的各种载荷。需要根据机组总体布局设计要求，为风轮主轴、齿轮传动机构和传动系统中的其他构件提供可靠的支撑与连接，同时将载荷平稳传递到主机架。 由于要求的增速比往往很大，风电齿轮箱通常需要多级齿轮传动。大型风电机组的增速齿轮箱的典型设计，多采用行星齿轮与定轴齿轮组成混合轮系的传动方案。 结构形式 风电机组齿轮箱 图为一种一级行星+两级定轴齿轮传动的齿轮箱结构，低速轴为行星齿轮传动后两级为平行轴圆柱齿轮传动，可合理分配传动比，提高传动效率。 风电机组齿轮箱结构形式 图为二级行星+平行轴齿轮传动的齿轮箱结构 风电机组齿轮箱结构形式 有些齿轮箱采用多级行星轮系的传动形式，如图三级行星轮加一级平行轴齿轮的传动结构。多级行星轮结构壳可以获得更加紧凑的结构，但也使齿轮箱的设计、制造与维护难度和成本大大增加。因此，齿轮箱的设计和选型过程，应综合考虑设计要求、齿轮箱总体结构、制造能力，以及与机组总体成本平衡等因素间的关系，尽可能选择相对合理的传动形式。 风电机组齿轮箱结构形式 优点：发电机、齿轮箱等大部件易拆卸，可维护性较好； 技术成熟，设计制造难度低，发电机由于极对数小，结构简单，体积小。 缺点：传动系统结构复杂，齿轮箱增速比高，存在齿轮磨损、润滑油更换频繁、机械噪声、振动等问题。 高传动比 齿轮箱 高传动比齿轮箱 直驱型 优点：没有了齿轮箱所带来的噪声、故障率高等问题，提高了运行可靠性，减少了传动链能量损失，能量利用率高，发电质量好。 缺点：发电机极对数高，体积比较大，结构复杂，同时增加了制造难度与成本；需要全功率变频器，成本高，损耗大。 直接驱动型：采用多级同步风力发电机，让风轮直接带动发电机低速旋转。 直驱型 齿轮箱高速轴与发电机轴的连接构件一般采用柔性联轴器，以弥补机组运行过程轴系的安装误差，解决主传动链的轴系不对中问题。同时，柔性联轴器还可以增加传动链的系统阻尼，减少振动的传递。 联轴器必须有大于等于100 MΩ的阻抗，并且承受2 kV 的