风力发电机增速齿轮箱设计与认证_精品.pdf

精密製造與新興能源機械技術專輯 使得發電機能夠有效率地發電 。本文以MW 級風 關鍵詞 力發電機的增速齒輪箱為例 ，說明其設計的基本 ? 念，並探討國際風力發電機認證單位Germanischer ‧風力發電機 Wind Turbine Lloyd對於齒輪箱認證所需提供的文件及相關注意 ‧齒輪箱 Gearbox 事項 。 ‧行星齒輪 Planetary Gear ‧行星架 Planet Carrier such asmegawatt ‧軸承 Bearing un ‧彎曲強度 Bending Strength ‧點蝕強度 Pitting Strength ‧刮蝕 Scoring 摘要 certificationGermanischerdefined by 大型風力發電設備 ，例如MW 級風力發電機 ， 其葉輪之轉速低 ，無法達到發電機之額定轉速， 通常利用增速齒輪箱將轉速提高至適當的轉速 ， │ │ 2006.05 │97 精密製造與新興能源機械技術專輯 前言 風力發電機用齒輪箱的設計必須在滿足預期 使用壽命之前提下 ，使結構簡化與輕量化。依據 微風流經特殊的葉面 ，並在葉面上產生升力， 風力發電機組之性能要求 ，選定合理之設計參數， 進而帶動葉片旋轉 ，葉片上的扭力經過輪轂與主 進行齒輪傳動最佳配置方案 ，選擇適當之材料， 軸傳遞至增速齒輪箱 ，增速齒輪箱負責將轉速提 充分的潤滑與冷卻及必要的監控裝置等等 ，均為 高至發電機的額定轉速 ，而使得發電機發電 ，此 齒輪箱設計時必須考慮的內部條件 。由於風力發 為風力發電的原理 。圖一顯示典型風力發電機主 電機於運轉期間受到的負荷為變動的風力 ，設計 要零組件的配置 ，一般大型風力發電機通常採用 時除了需考量此項變動負載外 ，對於風力發電機 水平軸型式 ，主要由葉片、輪轂、主軸、增速齒 之起動 、運轉、空轉、併網、離網、關機、緊急 輪箱 、制動器、發電機 、控制系統及塔架等組件 剎車 、停機及運送等各種狀況亦需進行模擬 ，以 所組成 。葉輪的作用是將風能轉換為機械能 ，它 進一步求得增速齒輪箱之設計資料 。 由氣體流動性能良好的葉片裝在轉子上所組成 ， 低速轉動的葉輪經由增速齒輪箱增速 ，將動力傳 增速齒輪箱設計 遞給發電機 。因此，增速齒輪箱為風力發電機組 一 、齒輪箱增速比 中一個相當重要的機械組件 。上述這些組件都安 增速齒輪箱的功能是將風力作用在葉輪時所 裝在機艙內 ，整個機艙由高大的塔架支撐。 產生之動力 ，增速到發電機的額定轉速以產生電