風(fēng)機(jī)理論知識(shí)介紹

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組理論知識(shí)介紹（機(jī)械部分）

中船重工（重慶）海裝風(fēng)電設(shè)備有限公司問(wèn)題一：為什么我們的風(fēng)力發(fā)電機(jī)被稱為：三葉片、上風(fēng)向、水平軸、變槳型風(fēng)電機(jī)組問(wèn)題二：為什么我們的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要：葉片、變槳軸承、變槳驅(qū)動(dòng)、輪轂、主軸、主軸承、導(dǎo)流罩、主齒輪箱、聯(lián)軸器、高速軸制動(dòng)器、機(jī)艙起重機(jī)、液壓?jiǎn)卧?、偏航?qū)動(dòng)、偏航軸承、偏航剎車、塔筒……1、風(fēng)能利用的歷史

人類利用風(fēng)能已有數(shù)千年歷史，在蒸汽機(jī)發(fā)明以前風(fēng)能曾經(jīng)作為重要的動(dòng)力，用于船舶航行、提水飲用和灌溉、排水造田、磨面和鋸木等。埃及被認(rèn)為可能是最先利用風(fēng)能的國(guó)家，約在幾千年前，他們就開(kāi)始用風(fēng)帆來(lái)幫助行船，波斯和中國(guó)也很早開(kāi)始利用風(fēng)能，主要是使用垂直軸風(fēng)車。歐洲到中世紀(jì)才廣泛利用風(fēng)能，荷蘭人發(fā)展了水平軸的風(fēng)車，18世紀(jì)荷蘭曾利用近萬(wàn)座風(fēng)車將海堤內(nèi)的水排干，造出的良田相當(dāng)于國(guó)土面積的三分之一，成了著名的風(fēng)車之國(guó)。這種風(fēng)車在歐洲大陸和英國(guó)的鄉(xiāng)村是很普遍的，成為機(jī)械能的主要來(lái)源。19世紀(jì)中葉以后，美國(guó)大規(guī)模開(kāi)發(fā)西部，為了解決人畜飲水問(wèn)題，制造了金屬葉片的風(fēng)輪，驅(qū)動(dòng)活塞泵用于提水，成為有名的美國(guó)農(nóng)場(chǎng)風(fēng)車（如下圖一所示），擁有量曾達(dá)到600萬(wàn)臺(tái)。中國(guó)創(chuàng)造的立帆式垂直軸風(fēng)輪，是將8個(gè)帆各編在一個(gè)直立的桿上，各帆的正中上端則各由一繩系之，當(dāng)?shù)胤Q此為走馬燈式風(fēng)車（如下圖二所示）。圖一美國(guó)農(nóng)場(chǎng)風(fēng)車圖二立帆式垂直軸風(fēng)車

在蒸汽機(jī)出現(xiàn)之前，風(fēng)力機(jī)械是動(dòng)力機(jī)械的一大支柱，其后隨著煤、石油、天然氣的大規(guī)模開(kāi)采和廉價(jià)電力的獲得，各種曾經(jīng)被廣泛使用的風(fēng)力機(jī)械，由于成本高，效率低，使用不方便等，無(wú)法與蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)等相競(jìng)爭(zhēng)，漸漸被淘汰。例如荷蘭現(xiàn)存幾百座風(fēng)車，被作為文物保護(hù)起來(lái)，成為旅游景觀。到了19世紀(jì)末，開(kāi)始利用風(fēng)力發(fā)電，這在解決農(nóng)村電氣化方面顯示了重要的作用，特別是20世紀(jì)70年代以后利用風(fēng)力發(fā)電更進(jìn)入一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段。2、風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展2.1風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能來(lái)發(fā)電，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（簡(jiǎn)稱風(fēng)電機(jī)組）是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械。風(fēng)輪是風(fēng)電機(jī)組最主要的部件，由槳葉和輪轂組成。槳葉具有良好的空氣動(dòng)力外形，在氣流作用下能產(chǎn)生空氣動(dòng)力使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再通過(guò)齒輪箱增速驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。由于風(fēng)速隨時(shí)在變化，因此處在野外運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組承受著十分復(fù)雜惡劣的交變載荷。目前風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)壽命是20年，要求能經(jīng)受住60m/s的Ⅱ級(jí)暴風(fēng)襲擊，機(jī)組的可利用率要達(dá)到95％以上。2.2風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行方式

風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行方式主要有兩類。一類是獨(dú)立運(yùn)行供電系統(tǒng)，即在電網(wǎng)未通達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，用小型風(fēng)電機(jī)組為蓄電池充電，再通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向終端電器供電，單機(jī)容量一般為100W～10kW；或者采用中型風(fēng)電機(jī)組與柴油發(fā)電機(jī)或太陽(yáng)光電池組成混合供電系統(tǒng)，系統(tǒng)的容量約為10～200kW，可解決小的社區(qū)用電問(wèn)題。另一類是作為常規(guī)電網(wǎng)的電源，與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，聯(lián)網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電是大規(guī)模利用風(fēng)能的最經(jīng)濟(jì)方式。機(jī)組單機(jī)容量范圍在200～2500kW之間，既可以單獨(dú)并網(wǎng)，也可以由多臺(tái)，甚至成百上千臺(tái)組成風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，簡(jiǎn)稱風(fēng)電場(chǎng)。2.3風(fēng)電的優(yōu)點(diǎn)風(fēng)電的突出優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境效益好，不排放任何有害氣體和廢棄物。平均每裝一臺(tái)單機(jī)容量為1兆瓦的風(fēng)能發(fā)電機(jī)，每年可以減排2000噸二氧化碳（相當(dāng)于種植1平方英里的樹木）、10噸二氧化硫、6噸二氧化氮。風(fēng)電場(chǎng)雖然占了大片土地，但是風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)使用的面積很小，不影響農(nóng)田和牧場(chǎng)的正常生產(chǎn)。多風(fēng)的地方往往是荒灘或山地，建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的同時(shí)也開(kāi)發(fā)了旅游資源。3、風(fēng)能資源3.1風(fēng)的形成簡(jiǎn)單的說(shuō)，太陽(yáng)的輻射造成地球表面受熱不均，引起大氣層中壓力分布不均；空氣沿水平方向運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。風(fēng)的形成就是空氣流動(dòng)的結(jié)果。

3.2大氣運(yùn)動(dòng)的原因

a.地球大氣運(yùn)動(dòng)既受氣壓梯度力的影響，還要受地轉(zhuǎn)偏向力的影響。由于地球上各緯度所接受的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度不同，在赤道和低緯度地區(qū)，太陽(yáng)高度角大，日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度強(qiáng)，地面和大氣接受的熱量多、溫度較高；再高緯度地區(qū)太陽(yáng)高度角小，日照時(shí)間短，地面和大氣接受的熱量小，溫度低。這種高緯度與低緯度之間的溫度差異，成了南北之間的氣壓梯度，使空氣作水平運(yùn)動(dòng)，風(fēng)應(yīng)沿水平氣壓梯度方向吹，即垂直與等壓線從高壓向低壓吹。

b.此外因?yàn)榈厍蛟谧赞D(zhuǎn)，使空氣水平運(yùn)動(dòng)發(fā)生偏向，這個(gè)力稱為地轉(zhuǎn)偏向力，又叫科里奧利力，這種力使北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)，南半球向左偏轉(zhuǎn)。

所以大氣真實(shí)運(yùn)動(dòng)是這兩種力綜合影響的結(jié)果。3.3地形對(duì)風(fēng)的影響山谷和海峽能改變氣流運(yùn)動(dòng)的方向，還能使風(fēng)速增大，而丘陵、山地會(huì)因?yàn)槟Σ炼癸L(fēng)速減小，孤立的山峰會(huì)因海拔高而使風(fēng)速增大。3.4海風(fēng)，陸風(fēng)；山風(fēng)，谷風(fēng)

a.海風(fēng)、陸風(fēng)：大陸上的氣流受熱膨脹上升至高空流向海洋，到海洋上空冷卻下沉，在近地層海洋上的氣流吹向大陸，補(bǔ)償大陸的上升氣流，低層風(fēng)從海洋吹向大陸，這被稱為海風(fēng)；夜間，情況相反，低層風(fēng)從大陸吹向海洋，被稱為陸風(fēng)。b.山風(fēng)、谷風(fēng)：白天山坡受熱快，溫度高于山谷上方同高度的空氣溫度，坡地上的暖空氣從山坡流向谷地上方，谷地的空氣則沿著山坡向上補(bǔ)充流失的空氣，這時(shí)由山谷吹向山坡的風(fēng)，稱為谷風(fēng)。夜間，山坡因冷卻降溫速度比同高度的空氣快，冷空氣沿坡地向下流入山谷，稱為山風(fēng)。3.5風(fēng)能來(lái)源風(fēng)的能量是由太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化來(lái)的，太陽(yáng)每小時(shí)輻射地球的能量是174,423,000,000,000千瓦，換句話說(shuō)，地球每小時(shí)接受了1.74x10^17瓦的能量。風(fēng)能大約占太陽(yáng)提供總能量的百分之一，二，太陽(yáng)輻射能量中的一部分被地球上的植物轉(zhuǎn)換成生物能，而被轉(zhuǎn)化的風(fēng)能總量大約是生物能的50～100倍。3.6風(fēng)功率的計(jì)算風(fēng)的能量指的是風(fēng)的動(dòng)能。特定質(zhì)量的空氣的動(dòng)能可以用下列公式計(jì)算：能量=1/2X質(zhì)量X(速度)^2吹過(guò)特定面積的風(fēng)的功率可以用下列公式計(jì)算：功率=1/2X空氣密度X面積X(速度)^3其中，功率單位為瓦特；空氣密度單位為千克/立方米；面積指氣流橫截面積，單位為平方米；速度單位為米/秒。

于上述公式中可以看出，風(fēng)功率與速度的三次方〔立方〕成正比，并與風(fēng)輪掃掠面積成正比。不過(guò)實(shí)際上，風(fēng)輪只能提取風(fēng)的能量中的一部分，而非全部。3.7中國(guó)風(fēng)能資源我國(guó)10米高度層的風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為32.26億千瓦，其中實(shí)際可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能資源儲(chǔ)量為2.53億千瓦。而據(jù)估計(jì)，中國(guó)近海風(fēng)能資源約為陸地的3倍，所以，中國(guó)可開(kāi)發(fā)風(fēng)能資源總量約為10億千瓦。其中青海、甘肅、新疆和內(nèi)蒙可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量分別為1143萬(wàn)千瓦、2421萬(wàn)千瓦、3433萬(wàn)千瓦和6178萬(wàn)千瓦，是中國(guó)大陸風(fēng)能儲(chǔ)備最豐富的地區(qū)。3.8中國(guó)風(fēng)力資源分布東南沿海及其附近島嶼是風(fēng)能資源豐富地區(qū)，有效風(fēng)能密度大于或等于200瓦/平方米，沿海島嶼有效風(fēng)能密度在300瓦/平方米以上，全年中風(fēng)速大于或等于3米/秒的時(shí)數(shù)約為7000～8000小時(shí)，大于或等于6米/秒的時(shí)數(shù)為4000小時(shí)。新疆北部、內(nèi)蒙古、甘肅北部也是中國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，有效風(fēng)能密度為200～300瓦/平方米，全年中風(fēng)速大于或等于3米/秒的時(shí)數(shù)為5000小時(shí)以上，全年中風(fēng)速大于或等于6米/秒的時(shí)數(shù)為3000小時(shí)以上。黑龍江、吉林東部、河北北部及遼東半島的風(fēng)能資源也較好，有效風(fēng)能密度在200瓦/平方米以上，全年中風(fēng)速大于和等于3米/秒的時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，全年中風(fēng)速大于和等于6米/秒的時(shí)數(shù)為3000小時(shí)。

青藏高原北部有效風(fēng)能密度在150～200瓦/平方米之間,全年風(fēng)速大于和等于3米/秒的時(shí)數(shù)為4000—5000小時(shí)，全年風(fēng)速大于和等于6米/秒的時(shí)數(shù)為3000小時(shí)；但青藏高原海拔高、空氣密度小，所以有效風(fēng)能密度也較低。云南、貴州、四川、甘肅、陜西南部、河南、湖南西部、福建、廣東、廣西的山區(qū)及新疆塔里木盆地和西藏的雅魯藏布江為風(fēng)能資源貧乏地區(qū)，有效風(fēng)能密度在50瓦/平方米以下，全年中風(fēng)速大于和等于3米/秒的時(shí)數(shù)在2000小時(shí)以下，全年中風(fēng)速大于和等于6米/秒的時(shí)數(shù)在150小時(shí)以下，風(fēng)能潛力很低。4、風(fēng)力機(jī)的工作原理4.1風(fēng)力機(jī)的種類風(fēng)力機(jī)經(jīng)過(guò)2000年的發(fā)展過(guò)程，現(xiàn)在已有很多種型式!其中有的是老式風(fēng)力機(jī)，現(xiàn)在不再使用；有的是現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)，正為人們廣泛利用；有的正在研究之中。盡管風(fēng)力機(jī)的型式各異，但它們的工作原理是相同的，即利用風(fēng)輪從風(fēng)中吸收能量，然后再轉(zhuǎn)變成其他形式的能量。依風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)主軸的方向（即主軸與地面相對(duì)位置）分類，可分為兩類：1）水平軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；2）垂直軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或氣流方向。4.2基本原理—功率系數(shù)(風(fēng)能利用系數(shù)）

ρ

—空氣密度，kg/m3A—轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)圓面積，m2V—風(fēng)速，m/s風(fēng)力機(jī)的輸出功率L(W)風(fēng)能機(jī)械能電能風(fēng)輪發(fā)電機(jī)4.3風(fēng)力機(jī)主要部件結(jié)構(gòu)NORDEX80/2500kW型1、葉輪2、輪轂3、機(jī)艙內(nèi)框架4、葉輪軸與主軸連接5、主軸6、齒輪箱7、剎車盤8、發(fā)電機(jī)的連接9、發(fā)電機(jī)10、散熱器11、冷卻風(fēng)扇12、風(fēng)測(cè)量系統(tǒng)13、控制系統(tǒng)14、液壓系統(tǒng)15、偏航驅(qū)動(dòng)16、偏航軸承17、機(jī)艙蓋18、塔架19、變槳距部分REPOWER1.5MW

v90_200k.wmv風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)5、風(fēng)輪類型5.1單葉片風(fēng)輪空氣動(dòng)力特性和轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性均不平衡缺點(diǎn)：產(chǎn)生大幅值的交變應(yīng)力，降低產(chǎn)品壽命。5.2雙葉片空氣動(dòng)力特性和轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性比較平衡優(yōu)點(diǎn)：風(fēng)輪效率比三葉片高點(diǎn)。缺點(diǎn)：a.2葉片風(fēng)輪的動(dòng)態(tài)載荷比3葉片風(fēng)輪的動(dòng)態(tài)載荷大得多。

b.2葉片風(fēng)輪噪聲大、運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、成本高。風(fēng)輪的氣動(dòng)效率大約降低2％～3％左右。輪轂也比較復(fù)雜。5.3三葉片空氣動(dòng)力特性和轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性比較平衡優(yōu)點(diǎn)：a.3葉片使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，基本上消除了系統(tǒng)的周期載

荷，輸出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。

b.美觀，風(fēng)輪效率較高。6、傳動(dòng)鏈類型傳動(dòng)鏈類型分為有齒輪箱和直驅(qū)式兩大類，而帶齒輪箱的傳動(dòng)鏈常見(jiàn)的是二點(diǎn)支撐和三點(diǎn)支撐。

傳動(dòng)鏈好壞的評(píng)價(jià)，主要是從齒輪箱、主軸承、主軸的受力特性、可維護(hù)性、是否易裝配和帶來(lái)的整機(jī)重量等方面來(lái)分析的。6.1二點(diǎn)支撐的傳動(dòng)鏈

安裝有兩個(gè)獨(dú)立的主軸滾子軸承，前一個(gè)軸承僅承受徑向力，后一個(gè)軸承承受徑向力和軸向力。齒輪箱僅傳遞扭矩，減少了齒輪箱載荷的復(fù)雜性，大大提高了齒輪箱的壽命，部件安裝較方便，內(nèi)部空間較大，便于進(jìn)行維護(hù)，且對(duì)齒輪箱進(jìn)行大的維護(hù)時(shí)，不需要特別的工裝對(duì)風(fēng)輪進(jìn)行穩(wěn)定。缺點(diǎn)是主軸較長(zhǎng)較重。6.2三點(diǎn)支撐的傳動(dòng)鏈主軸前段安裝一個(gè)滾子軸承，齒輪箱內(nèi)部集成一個(gè)滾子軸承，齒輪箱不僅傳遞扭矩，還要承受風(fēng)輪傳遞的其他載荷（如彎矩、翹曲等）。缺點(diǎn)是主軸較長(zhǎng)較重，對(duì)齒輪箱進(jìn)行大的維修和更換困難，需要用特別的工裝對(duì)風(fēng)輪進(jìn)行平衡。帶齒輪箱的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是目前MW級(jí)商業(yè)運(yùn)用中使用最多的機(jī)組，開(kāi)發(fā)有不同的傳動(dòng)鏈方案，它們的共同特點(diǎn)是均配備有增速齒輪箱，采用異步電機(jī)。但在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，增速齒輪箱的故障發(fā)生率較高。這是帶齒輪箱風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中最大的缺陷。目前，二點(diǎn)支撐的傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)已經(jīng)大大改善了齒輪箱的受力情況，顯著提高了齒輪箱的使用壽命。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是最近才發(fā)展起來(lái)的，最大特點(diǎn)是沒(méi)有增速齒輪箱，采用全密封結(jié)構(gòu)、強(qiáng)制散熱方式。大大降低了風(fēng)機(jī)的故障發(fā)生率。缺點(diǎn)是其同步電機(jī)質(zhì)量巨大，制造困難。維修更換不易，機(jī)組、塔架很重。

6.3MW級(jí)商用風(fēng)機(jī)的兩大流派6.3.1帶齒輪箱6.3.2直驅(qū)型國(guó)外：ENERCON國(guó)內(nèi)：金風(fēng)、湘電6.3.3半直驅(qū)型把齒輪箱和主軸、發(fā)電機(jī)軸承結(jié)合在一起的傳動(dòng)方式，該方式目前市場(chǎng)份額較小。7、技術(shù)分析7.1葉片變槳距與葉片定槳距

葉片定槳距技術(shù)主要用于MW級(jí)以下的風(fēng)機(jī)，隨著單臺(tái)風(fēng)機(jī)容量的越來(lái)越大，采用葉片定槳距技術(shù)的風(fēng)機(jī)越來(lái)越難以承受大容量所帶來(lái)的交變高載荷。嚴(yán)重影響到風(fēng)機(jī)的安全和風(fēng)能的有效利用。葉片變槳距技術(shù)的采用不僅能夠通過(guò)變槳有效利用風(fēng)能，而且能夠有效卸載不利的風(fēng)載荷對(duì)機(jī)組的損害，提高機(jī)組的安全和使用壽命。主要用于大功率MW級(jí)風(fēng)機(jī)。

在葉片變槳距技術(shù)的運(yùn)用中，又分為電氣變槳技術(shù)和液壓變槳技術(shù)。電氣變槳采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)、調(diào)整槳角。其電源采用滑環(huán)方式接入，可靠性高。但其體積較大，輪轂空間利用率低，維護(hù)不方便，且必須采用帶齒的變槳軸承，而帶齒的變槳軸承價(jià)格比無(wú)齒的變槳軸承價(jià)格估計(jì)要高20%左右。液壓變槳采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、調(diào)整槳角。其特點(diǎn)是動(dòng)力高、體積小，輪轂空間利用率高，可采用無(wú)齒的變槳軸承。動(dòng)力是通過(guò)旋轉(zhuǎn)的液壓接頭來(lái)源于機(jī)艙液壓系統(tǒng)。這種方式的局限性是液壓管路的密封容易出現(xiàn)泄漏，特別是旋轉(zhuǎn)的液壓接頭。從而造成液壓泵啟動(dòng)頻繁，甚至變槳?jiǎng)幼鞒霈F(xiàn)沖擊、角度出現(xiàn)較大偏差。7.2主軸軸承在風(fēng)電應(yīng)用領(lǐng)域，主軸軸承主要有兩大生產(chǎn)廠家。FAG和SKF。SKF力推其獨(dú)家開(kāi)發(fā)的CARB軸承的應(yīng)用，CARB軸承的特點(diǎn)是內(nèi)外圈可以有較大的相對(duì)移動(dòng)量，以適應(yīng)主軸由于熱脹冷縮帶來(lái)的變形量，安裝需要特殊的工裝。另外滾子能夠自動(dòng)導(dǎo)位，使負(fù)荷能夠平均作用在整個(gè)滾子的位置上，降低運(yùn)行時(shí)的摩擦。在有角度誤差或軸向位移的情況下，其承載能力仍很高。球面滾子軸承能夠自動(dòng)調(diào)心，可以容許較大的對(duì)準(zhǔn)誤差。軸的軸向游隙相對(duì)較小，可同時(shí)承受軸向和徑向載荷，但由于主軸因?yàn)闊崦浝淇s帶來(lái)的變形量，軸承座需預(yù)留設(shè)計(jì)間隙。7.3偏航、變槳軸承

偏航變槳軸承須承受很大的傾覆力矩，對(duì)滾道的處理、游隙的控制有較高的要求。

生產(chǎn)轉(zhuǎn)盤軸承的廠家，有Rollix、羅特艾德、DRE/CON、洛軸、瓦軸等，但洛軸、瓦軸在用于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)盤軸承技術(shù)上，對(duì)軸承游隙控制、熱處理、表面淬火處理、局部大載荷變形控制方面，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)較少。內(nèi)齒加工周期長(zhǎng)，成本高。在機(jī)組內(nèi)部受外界污染小。7.4齒輪箱主要作用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。不同形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)齒輪箱的布置形式及結(jié)構(gòu)也不同。固定平行軸和行星齒輪傳動(dòng)最為常見(jiàn)。

齒輪箱的潤(rùn)滑：通常采用油池潤(rùn)滑和強(qiáng)制潤(rùn)滑，前者油不循環(huán)，熱量不能有效傳遞，易產(chǎn)生高溫報(bào)警停機(jī)。后者通過(guò)外部油泵將油強(qiáng)制送到給潤(rùn)滑點(diǎn)，潤(rùn)滑充分，并能很好進(jìn)行熱交換。

冷卻：常見(jiàn)空/油冷卻和空/水/油冷，前者通過(guò)冷卻器直接冷卻油，后者通過(guò)冷卻器冷卻水，水再去冷卻油，冷卻效率高，成本相對(duì)較高。7.5聯(lián)軸器應(yīng)用在聯(lián)軸器應(yīng)用中，目前應(yīng)用較多的是帶扭矩限制器的聯(lián)軸器，主要是為了防止電機(jī)側(cè)突變負(fù)載過(guò)高而對(duì)齒輪箱帶來(lái)的沖擊。在出現(xiàn)沖擊情況下，通過(guò)扭矩限制器的滑動(dòng)來(lái)減緩、吸收，達(dá)到保護(hù)齒輪箱的目的。7.6內(nèi)部起重機(jī)選用方式風(fēng)機(jī)的內(nèi)部起重機(jī)方式目前大體有如下幾種：主要從受力結(jié)構(gòu)、可到達(dá)范圍、實(shí)現(xiàn)方式來(lái)考慮。7.6.1問(wèn)號(hào)型對(duì)主要部件具有較好的可到達(dá)性，但是需要特殊的支撐結(jié)構(gòu)5.6.2半圓型對(duì)主要部件具有較好的可到達(dá)性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、費(fèi)用相對(duì)較低。但是不能到達(dá)所有區(qū)域。5.6.3一字型對(duì)整個(gè)傳動(dòng)鏈具有較好的可到達(dá)性。但是需要特殊的支撐結(jié)構(gòu)、費(fèi)用較高。5.6.4工字型對(duì)整個(gè)傳動(dòng)鏈及周圍區(qū)域具有較好的可到達(dá)性。但是費(fèi)用昂貴。7.7塔筒電梯在目前的大容量風(fēng)機(jī)中，由于塔筒較高，人員攀登困難，基本上都會(huì)考慮安裝風(fēng)機(jī)電梯。一種是采用鋼絲繩作為電梯導(dǎo)向，另一種采用爬梯本身的框架進(jìn)行導(dǎo)向。單獨(dú)采用鋼絲繩作為電梯導(dǎo)向，其電梯的安裝較自由、靈活，限制較少。對(duì)于電梯出現(xiàn)故障后，電梯內(nèi)人員自己基本不需要幫助就可以安全回到地面。而采用爬梯本身的框架進(jìn)行導(dǎo)向的，安裝位置基本固定。一旦爬梯位置確定后，其電梯安裝位置也就基本確定。沒(méi)有采用鋼絲繩作為導(dǎo)向的電梯安裝靈活。7.8柔性剎車技術(shù)目前，在風(fēng)機(jī)安全剎車方式上，有一種叫SOBO柔性剎車技術(shù)，其剎車動(dòng)作類似汽車防抱死的頻繁點(diǎn)剎車，只不過(guò)頻率要小得多。這種剎車方式能夠在一定程度上減緩剎車對(duì)風(fēng)機(jī)的沖擊。7.9離線和在線過(guò)濾方式右邊是齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)離線和在線過(guò)濾方式示意圖。常規(guī)的齒輪過(guò)濾是采用在線的，如果要保持較高的（比如17/15/12）清潔度等級(jí)，其昂貴的濾芯約半年就得更換。而增加采用離線潤(rùn)滑方式后，由于其離線潤(rùn)滑泵送流量較低，約45升/小時(shí)，可以安裝很細(xì)的濾清器，微粒尺寸達(dá)到2um，濾清器納污量達(dá)1.5升，能夠吸收將近1升的水，還可以有效濾氧，且其濾芯的更換容易、價(jià)格便宜。是在線過(guò)濾的最佳輔助手段。使昂貴的在線過(guò)濾濾芯更換周期大大延長(zhǎng)。也很好地保護(hù)了齒輪箱。7.10集中潤(rùn)滑與手動(dòng)潤(rùn)滑方式手動(dòng)潤(rùn)滑方式成本低，潤(rùn)滑時(shí)間和潤(rùn)滑量都不精確，主要憑維護(hù)人員經(jīng)驗(yàn)完成。集中潤(rùn)滑方式成本高，但可使軸承處于最佳潤(rùn)滑狀態(tài),從而延長(zhǎng)軸承使用壽命.延長(zhǎng)服務(wù)周期,并確保在各種惡劣環(huán)境下能有效潤(rùn)滑到人工很難手動(dòng)潤(rùn)滑到的潤(rùn)滑點(diǎn)---如震動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、粉塵、高溫或潮濕環(huán)境，減少摩擦和降低磨損,提高可靠性和使用壽命，合理的潤(rùn)滑可以減少過(guò)度潤(rùn)滑導(dǎo)致潤(rùn)滑劑浪費(fèi)以及環(huán)境污染。8、產(chǎn)品介紹

HZ2.0MW雙饋式風(fēng)電機(jī)組是海裝公司與德國(guó)Aerodyn公司根據(jù)中國(guó)市場(chǎng)需求與配套能力合作開(kāi)發(fā)的，為三葉片、上風(fēng)向、水平軸、電氣變槳、變速恒頻、主動(dòng)對(duì)風(fēng)、傳動(dòng)鏈采用兩點(diǎn)支撐原理的機(jī)組。

HZ2.0MW雙饋式風(fēng)電機(jī)組所有型號(hào)按照標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，可適應(yīng)積雪、結(jié)冰、沙塵和低濃度鹽霧等惡劣環(huán)境。有如下特點(diǎn)：雙軸承支撐結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)鏈二級(jí)剎車保護(hù)系統(tǒng)（氣動(dòng)剎車、液壓剎車）齒輪箱油雙重過(guò)濾系統(tǒng)自動(dòng)式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)防沖擊力矩保護(hù)連軸器防沙塵設(shè)計(jì)

適應(yīng)低溫和高海拔環(huán)境完善的控制系統(tǒng)高可靠性、低運(yùn)營(yíng)成本、低維護(hù)時(shí)間發(fā)電量高、電能質(zhì)量高電網(wǎng)適應(yīng)性好、具有低電壓穿越能力

1葉片2輪轂3塔筒4主軸5主軸承座6偏航驅(qū)動(dòng)器7齒輪箱潤(rùn)滑泵8控制柜9變頻器10冷卻風(fēng)扇11冷卻泵12發(fā)電機(jī)13連軸器14制動(dòng)器15齒輪箱16機(jī)艙起重機(jī)17液壓站2.0MW機(jī)組總體結(jié)構(gòu)圖8.1風(fēng)輪采用變槳變速調(diào)速系統(tǒng)，每個(gè)葉片都具有獨(dú)立的變槳機(jī)構(gòu)。安裝有葉片鎖緊裝置，保證了人員進(jìn)入葉片維修的安全。氣流攻角可變，能夠盡可能多地獲取風(fēng)能,確保風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行更穩(wěn)定、更安全。電網(wǎng)故障等緊急停機(jī)時(shí)，變槳系統(tǒng)采用備用電池來(lái)供電，確保風(fēng)機(jī)安全。導(dǎo)流罩內(nèi)部設(shè)計(jì)有維修通道，方便維修人員從內(nèi)部進(jìn)入輪轂。輪轂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用有限元分析，材料選用QT400-18AL，強(qiáng)度高，韌性好，耐低溫沖擊，具有很好的抗疲勞性能，同時(shí)也很好滿足了極限載荷要求8.2傳動(dòng)鏈主軸采用雙軸承支撐，前軸承承受徑向載荷，后軸承主要承受軸向載荷，使齒輪箱免受風(fēng)輪傳來(lái)的復(fù)雜受力，使齒輪箱可靠性大為提高，提高了整個(gè)機(jī)組的可靠性。齒輪箱采用了在線過(guò)濾和離線過(guò)濾雙系統(tǒng)，減少更換濾芯和潤(rùn)滑油周期。前軸承座帶風(fēng)輪鎖緊系統(tǒng)，便于機(jī)組安裝、維護(hù)，有效保護(hù)人生安全。

主要功能是跟蹤風(fēng)向，偏航由四個(gè)帶電磁制動(dòng)的電機(jī)