風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)講師簡(jiǎn)介 姓名：趙仕壽姓名：趙仕壽 2001年畢業(yè)于南昌大學(xué)，年畢業(yè)于南昌大學(xué)，2008年進(jìn)入三一年進(jìn)入三一電氣，一直在整體研究院結(jié)構(gòu)室負(fù)責(zé)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電氣，一直在整體研究院結(jié)構(gòu)室負(fù)責(zé)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸部件，偏航部件等系統(tǒng)研發(fā)工作，今天給大主軸部件，偏航部件等系統(tǒng)研發(fā)工作，今天給大家主講課程風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)家主講課程風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)課程簡(jiǎn)介 課程目的：通過(guò)本次培訓(xùn)，使學(xué)員對(duì)常見(jiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳課程目的：通過(guò)本次培訓(xùn)，使學(xué)員對(duì)常見(jiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)動(dòng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、支撐方式、主軸密封方式，增速機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、支撐方式、主軸密封方式，增速機(jī) 減振方式，聯(lián)軸器種類(lèi)等有一定了解減振方式，聯(lián)軸器種類(lèi)等有

2、一定了解內(nèi)容構(gòu)成：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介、主軸，增速機(jī)、內(nèi)容構(gòu)成：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介、主軸，增速機(jī)、 聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)四大部件聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)四大部件重重 點(diǎn)：傳動(dòng)系統(tǒng)支撐方式、主軸密封、增速機(jī)減振點(diǎn)：傳動(dòng)系統(tǒng)支撐方式、主軸密封、增速機(jī)減振培訓(xùn)方式：講課培訓(xùn)方式：講課 課程目錄第一講 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介第二講 主軸部件 第三講 增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)第一講：傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)介第一講：傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)介o傳動(dòng)系統(tǒng)主要作用： 把風(fēng)輪傳遞過(guò)來(lái)的機(jī)械能（通過(guò)加速）傳遞給發(fā)電機(jī)，使其變成電能，并把風(fēng)輪傳來(lái)的載荷傳遞給底架。o 傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成： 主要由主軸部件、增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)四大部件組成。如下圖所示，該傳動(dòng)系

3、統(tǒng)為目前最常用的一種。有些特殊系統(tǒng)也可缺少主軸部件、增速機(jī)、聯(lián)軸器中的某幾項(xiàng)。o傳動(dòng)系統(tǒng)影響因素： 傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和布置形式應(yīng)綜合考慮風(fēng)機(jī)載荷，傳動(dòng)系統(tǒng)靜載和疲勞壽命機(jī)艙結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)效益，運(yùn)行維護(hù)等。不同流派傳動(dòng)系統(tǒng)的差別直驅(qū)：傳動(dòng)系統(tǒng)無(wú)齒輪箱，發(fā)電機(jī)極數(shù)較多。半直驅(qū)：齒輪箱采用一級(jí)或二級(jí)傳動(dòng)，發(fā)電機(jī)極數(shù)為6極或8極高速雙饋：齒輪箱采用三級(jí)傳動(dòng)，發(fā)電機(jī)一般為4極。電機(jī)采用雙饋電機(jī)永磁同步：電機(jī)采用永磁同步電機(jī)，其它與高速雙饋相同傳動(dòng)系統(tǒng)包括:3、軸承支撐4、主軸6、增速機(jī)7、高速軸制動(dòng)8、發(fā)電機(jī)12、聯(lián)軸器傳動(dòng)系統(tǒng)支撐方式 根據(jù)從風(fēng)輪傳來(lái)的風(fēng)載（轉(zhuǎn)矩除外）的支撐方式不同，可分為三點(diǎn)支撐、二點(diǎn)支撐

4、和一點(diǎn)支撐三種支撐方式。 三點(diǎn)支撐方式典型機(jī)型有：VESTAS的V82-1.65，Repower的MM82(2.0MW), GE1.5MW，上海電氣的2.0MW，東汽FD70B1.5MW）風(fēng)機(jī)，浙江運(yùn)達(dá)WD771500等 。 二點(diǎn)支撐方式典型廠家有：VESTAS的V80-2.0MW、V90-2.0MWGamesa的G80-2.0、G87-2.0、G90-2.0，金風(fēng)1.5MW直驅(qū)等 一點(diǎn)支撐方式典型廠家有：VESTAS的V90-3，華銳3.0MW，金風(fēng)2.5MW（直驅(qū)）等 三點(diǎn)支撐一個(gè)軸承支撐點(diǎn)兩個(gè)增速箱扭矩臂支撐點(diǎn) 增速機(jī)減振墊特點(diǎn)主軸軸承形式兩點(diǎn)支撐兩個(gè)主軸承支撐增速機(jī)減振墊特點(diǎn)主軸軸承形

5、式兩點(diǎn)支撐雙饋機(jī)型主軸承油潤(rùn)滑兩個(gè)主軸承支撐兩點(diǎn)支撐直驅(qū)機(jī)型軸承型式圓柱滾子軸承雙列圓錐滾子軸承一點(diǎn)支撐雙饋機(jī)型一個(gè)主軸承支撐增速機(jī)減振墊特點(diǎn)主軸軸承形式雙排圓錐滾子軸承一點(diǎn)支撐直驅(qū)機(jī)型一個(gè)主軸承支撐主軸軸承形式雙排圓錐滾子軸承第一講小結(jié)第一講小結(jié) 1.常見(jiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸部件、增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)四大部件常見(jiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸部件、增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)四大部件 2.傳動(dòng)系統(tǒng)支撐方式包括三點(diǎn)支撐，兩點(diǎn)支撐，一點(diǎn)支撐傳動(dòng)系統(tǒng)支撐方式包括三點(diǎn)支撐，兩點(diǎn)支撐，一點(diǎn)支撐第二講第二講 主軸部件主軸部件 主軸部件主要組成：主軸，主軸支撐座，軸承密封，風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)等幾個(gè)部分組成。 主軸部件主要作用：把風(fēng)輪

6、傳來(lái)的風(fēng)能傳遞給增速箱，承受大部分或所有風(fēng)載（除轉(zhuǎn)矩外）。 三點(diǎn)支撐主軸部件2.1主軸 主軸是一般是由優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造而成的階梯軸，具有較高的強(qiáng)度，剛度和耐疲勞性能。 最近幾年國(guó)內(nèi)風(fēng)場(chǎng)也出現(xiàn)過(guò)主軸斷裂的事故，主軸斷裂位置一般為主軸的前軸承應(yīng)力集中位置。 故主軸選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)力集中的處理，及鍛造質(zhì)量對(duì)主軸的質(zhì)量起關(guān)鍵作用。2.2 主軸支撐座 主軸支撐座主要包括主軸軸承和軸承座，常見(jiàn)配置都是一個(gè)主軸軸承配一個(gè)軸承座，也有一些特殊機(jī)型兩個(gè)主軸軸承座聯(lián)在一起或軸承座與機(jī)艙做成一體的。見(jiàn)上面主軸簡(jiǎn)介中的兩點(diǎn)支撐和一點(diǎn)支撐方式。 主軸軸承由于受力較大且復(fù)雜，一般采用進(jìn)口軸承，目前常采用的有以下幾種軸承

7、：調(diào)心滾子軸承，圓柱滾子軸承，雙列圓錐滾子軸承，CARB軸承等，如圖示。 為了預(yù)防軸承損壞，一般在軸承座上還配裝有軸承溫度傳感器和振動(dòng)傳感器，以檢測(cè)軸承是否工作正常 軸承座一般采用球墨鑄鐵鑄造而成，具有好的抗震性和低溫性。 調(diào)心滾子軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承CARB軸承各軸承特點(diǎn)和使用位置2.3密封 主軸軸承一般有兩種潤(rùn)滑方式，一種是油潤(rùn)滑，另一種是脂潤(rùn)滑， 主軸密封結(jié)構(gòu)較多，油潤(rùn)滑常見(jiàn)的是油封密封，脂潤(rùn)滑常見(jiàn)的有毛氈、雙V形密封圈、迷宮密封+V形密封、迷宮+油封、油封、雙油封、雙油封+V形密封等，幾種典型密封形式如下圖示。其中毛氈密封，雙V形密封由于密封效果較差，目前使用較少。

8、 V形密封圈和油封常用材料一般為NBR（丁腈橡膠），HNBR（氫化丁腈橡膠），其中HNBR使用溫度范圍較大，耐磨損。價(jià)格較貴。 在國(guó)電曾出現(xiàn)主軸軸承由于主軸承密封圈泄漏太多，從而導(dǎo)致軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂都漏光了，主軸軸承出現(xiàn)干磨，高溫的現(xiàn)像，最終導(dǎo)致軸承報(bào)廢的嚴(yán)重后果。他們?cè)瓉?lái)采用的是雙V形密封圈背靠背安裝。采用此結(jié)構(gòu)的還有廣東明陽(yáng)等廠家，目前已都更改為油封密封。雙V形背靠背密封內(nèi)V形密封圈防止油脂往外泄漏外V形密封圈防止水和灰塵進(jìn)入軸承內(nèi)特點(diǎn)：成本低，密封效果差油封密封主唇與軸過(guò)盈接觸，防止油脂泄漏特點(diǎn)：壽命長(zhǎng)，密封效果較好，一般用于風(fēng)場(chǎng)環(huán)境清潔的地方V形圈+油封密封油封：防止油脂泄漏V形密封圈（

9、副唇）：防止水和灰塵進(jìn)入軸承內(nèi)特點(diǎn)：密封和防護(hù)效果較好價(jià)格稍貴一點(diǎn)雙油封+V形密封圈雙油封：防止油脂泄漏V形密封圈：防止水和灰塵進(jìn)入軸承內(nèi)特點(diǎn)：價(jià)格貴，密封和防護(hù)效果好雙V形密封+迷宮密封內(nèi)毛氈+迷宮+外V形密封內(nèi)部V形密封和迷宮防止油脂泄漏，外部V形密封圈防止水和灰塵進(jìn)入軸承內(nèi)特點(diǎn)：價(jià)格適中，密封效果優(yōu)于雙V形密封迷宮+油封密封迷宮和油封同時(shí)防止油脂泄漏特點(diǎn)：密封效果較好，迷宮密封免維護(hù) 綜上密封結(jié)構(gòu)分析：1.密封油脂一般用油封，迷宮，V形密封圈和毛氈2.防水和防塵一般用V形密封圈，油封副唇 選用密封結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)綜合考慮成本，風(fēng)場(chǎng)環(huán)境和機(jī)艙防護(hù)效果，維護(hù)方便和成本。 如風(fēng)場(chǎng)在沙漠地帶且機(jī)艙防護(hù)

10、效果較差，密封結(jié)構(gòu)就應(yīng)有V形密封圈或油封副唇 如風(fēng)場(chǎng)在海上，密封要求高且維護(hù)不便，則可采用迷宮+油封或雙油封密封的結(jié)構(gòu)。風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)系統(tǒng)上一般有兩個(gè)制動(dòng)，一個(gè)是高速軸液壓制動(dòng)，另一個(gè)就低速傳動(dòng)系統(tǒng)上一般有兩個(gè)制動(dòng)，一個(gè)是高速軸液壓制動(dòng)，另一個(gè)就低速軸風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)軸風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu) 風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)作用：當(dāng)維護(hù)人員進(jìn)入風(fēng)輪時(shí)，防止風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的安全風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)作用：當(dāng)維護(hù)人員進(jìn)入風(fēng)輪時(shí)，防止風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的安全措施。（防止誤操作導(dǎo)致高速軸制動(dòng)器松開(kāi)或與液壓系統(tǒng)一起制動(dòng)）措施。（防止誤操作導(dǎo)致高速軸制動(dòng)器松開(kāi)或與液壓系統(tǒng)一起制動(dòng)） 低速軸風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)有很多種，常見(jiàn)的液壓式和手動(dòng)式，固定端一般低速軸

11、風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)有很多種，常見(jiàn)的液壓式和手動(dòng)式，固定端一般安裝在機(jī)艙底架上或軸承座上，旋轉(zhuǎn)端一般是主軸大法蘭端或與主軸相安裝在機(jī)艙底架上或軸承座上，旋轉(zhuǎn)端一般是主軸大法蘭端或與主軸相聯(lián)的定位盤(pán)上。聯(lián)的定位盤(pán)上。液壓式風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)固定端在軸承座上旋轉(zhuǎn)端在定位盤(pán)上手動(dòng)式風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)固定端在軸承座上旋轉(zhuǎn)端在定位盤(pán)上手動(dòng)式風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)固定端在機(jī)艙底架上旋轉(zhuǎn)端在定位盤(pán)上第二講小結(jié)第二講小結(jié)1.常用主軸軸承類(lèi)型常用主軸軸承類(lèi)型2.軸承的配置形式軸承的配置形式3.軸承座的三種形式：一個(gè)軸承對(duì)應(yīng)一個(gè)軸承座軸承座的三種形式：一個(gè)軸承對(duì)應(yīng)一個(gè)軸承座;兩個(gè)軸承共用一個(gè)軸承兩個(gè)軸承共用一個(gè)軸承 座座;軸承座與機(jī)艙底架做在

12、一起軸承座與機(jī)艙底架做在一起4.常見(jiàn)主軸承密封結(jié)構(gòu)常見(jiàn)主軸承密封結(jié)構(gòu)5.風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)風(fēng)輪鎖緊機(jī)構(gòu)增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī) 第三講第三講 增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī) 其它部件主要包括增速機(jī)、聯(lián)軸器和發(fā)電機(jī)，一般的傳動(dòng)系統(tǒng)都包括這幾個(gè)部件，但不是絕對(duì)的。如直驅(qū)型風(fēng)機(jī)就沒(méi)有增速機(jī)。 還有一些特殊結(jié)構(gòu)，為了使機(jī)艙更緊湊，成本更低，采用增速機(jī)輸入軸與輪軗直接相聯(lián)，或增速機(jī)與發(fā)電做成一體式的。目前這兩種方式使用的廠家都比較少，還不是很成熟。 由于增速機(jī)、聯(lián)軸器和發(fā)電機(jī)三個(gè)部件有專門(mén)的課程，我這就只簡(jiǎn)單介紹一下。 增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)增速機(jī)與發(fā)電一體式示意圖特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，維護(hù)非常

13、困難增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)3.1 增速機(jī) 增速機(jī)一般分三級(jí)傳動(dòng)，二級(jí)傳動(dòng)，一級(jí)傳動(dòng)，三級(jí)傳動(dòng)減速比最大，一級(jí)最小，采用二級(jí)和一級(jí)傳動(dòng)的風(fēng)機(jī)也可叫半直驅(qū)風(fēng)機(jī)。 增速機(jī)與主軸的聯(lián)接一般采用漲緊套的聯(lián)接方式 增速機(jī)與底架一般采用減振支撐，增速機(jī)減振支撐一般有三種，一種是軸瓦式減振支撐，塊狀減振支撐，液壓減振支撐，如下圖示增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)高速雙饋增速機(jī)三級(jí)增速機(jī)軸瓦式減振支撐增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)軸瓦式減振支撐減振墊為橡膠內(nèi)置鋼片可承受上下，左右的徑向力，一般用于三點(diǎn)支撐傳動(dòng)系統(tǒng)增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)塊狀減振墊可為碟簧或塊狀橡膠夾鋼片只能承受上下的力，一般用于兩支撐和一點(diǎn)支撐方式增速機(jī)、聯(lián)軸器、

14、發(fā)電機(jī)液壓減振墊利用液壓油流過(guò)管道產(chǎn)生的阻尼來(lái)達(dá)到減墊目的只能承受上下的力，一般用于兩支撐和一點(diǎn)支撐方式增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)3.2 聯(lián)軸器 聯(lián)軸器作用：由于齒箱高速軸與發(fā)電機(jī)輸入軸在安裝時(shí)，不可能調(diào)到完全對(duì)心，聯(lián)軸器允許兩軸有微小偏心而不會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)和噪音，其次聯(lián)軸器還具轉(zhuǎn)矩過(guò)載保護(hù)和絕緣保護(hù)的功能。 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu):一般中間體采用玻璃鋼，兩側(cè)有彈性元件，采用漲緊套或鍵與增速機(jī)和發(fā)電機(jī)軸聯(lián)接。靠增速機(jī)側(cè)設(shè)有制動(dòng)盤(pán)，靠發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)有打滑機(jī)構(gòu)。 聯(lián)軸器種類(lèi)：目前常用的有兩種，一種是膜片式聯(lián)軸器，另一種是連桿式聯(lián)軸器增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)膜片式聯(lián)軸器彈性元件膜片的彈性達(dá)到角度的目的增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)連桿式聯(lián)軸器連桿軸承的相互活動(dòng)來(lái)達(dá)到調(diào)整角度目的增速機(jī)、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)3.3 發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)的作用：把風(fēng)輪傳來(lái)的機(jī)械能變成電能 發(fā)電機(jī)的分類(lèi)：異步型：籠型異步發(fā)電機(jī)，繞線式雙饋異步發(fā)電機(jī)同步型：永磁同步發(fā)電機(jī)，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)的支撐：一般采用彈性支撐，以減小發(fā)