【風(fēng)電發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究文獻(xiàn)綜述4700字】

PAGEPAGE2PAGE0風(fēng)電發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究文獻(xiàn)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u29134風(fēng)電發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究文獻(xiàn)綜述 117841國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀 2265371.1風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 2175231.2國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展趨勢 2212952.風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀 447661.1國外風(fēng)力發(fā)電制造技術(shù)研究現(xiàn)狀 4165381.2國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀 4摘要：我國的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)近幾年的時(shí)間里正在急速的發(fā)展，但我國目前主要的并網(wǎng)型風(fēng)機(jī)多是來自國外的一些廠家所出售，大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)也是依賴于進(jìn)口或是于國外的一些大型企業(yè)之間的合作生產(chǎn)。因?yàn)槲覈娘L(fēng)電產(chǎn)業(yè)的起步時(shí)間較晚，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)步伐緩慢，自主開發(fā)技術(shù)力量薄弱。目前為止，我國風(fēng)電技術(shù)的制造水平與世界上的頂尖水準(zhǔn)還存在著一定的差距。所以為了解決我國當(dāng)下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造水平發(fā)展的瓶頸，才要以提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造技術(shù)研究為目標(biāo)來促進(jìn)我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的目的。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)；制造技術(shù)；裝配技術(shù)風(fēng)力發(fā)電就是利用風(fēng)的吹動下的動力來驅(qū)動發(fā)電機(jī)械軸承等轉(zhuǎn)動從而將風(fēng)吹動的力轉(zhuǎn)化為機(jī)械齒輪轉(zhuǎn)動進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電氣能的一項(xiàng)發(fā)電規(guī)律技術(shù)。當(dāng)下社會中在資源極度短缺、能源缺乏性極大的問題下，風(fēng)力能作為一種綠色發(fā)展可再生的新行能源，世界各國很是重視與喜歡。因?yàn)轱L(fēng)能的產(chǎn)生不會被地形、氣候等之類的外在條件所影響[1]。世界各地都存在風(fēng)能，只要你能想到的地方，都會有它的存在。而且它在全世界的存在量多不勝數(shù)，全世界可以開采的風(fēng)能是水資源的10倍之還多。風(fēng)能的未來發(fā)展?fàn)顩r是非常可觀，它不僅貯存量多，而且還利用率較高。風(fēng)能不僅成本低，而且對于科學(xué)技術(shù)的要求也不是很高，并且得到的收獲還是非常高的。由于開采風(fēng)能的成本較低且不產(chǎn)生廢氣，無用物的產(chǎn)生很少，這對于全世界的經(jīng)濟(jì)所倡導(dǎo)的綠色生活有很重要的貢獻(xiàn)。所以，將來探究如何開采和使用風(fēng)力發(fā)電則是我們及其重要的一個研究領(lǐng)域。1國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀1.1風(fēng)力發(fā)電技術(shù)風(fēng)力渦扇輪機(jī)驅(qū)動通常由風(fēng)力渦輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及其設(shè)備（包括動力設(shè)備）、調(diào)節(jié)器（尾翼）、支撐塔、安全限速構(gòu)件和儲存能裝置和并網(wǎng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)等部件組成。其工作原理方式構(gòu)造比較簡單的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)輪在風(fēng)能的驅(qū)動下進(jìn)行轉(zhuǎn)動。它將風(fēng)的吹動能力轉(zhuǎn)化為風(fēng)輪軸的機(jī)械轉(zhuǎn)動能又通過機(jī)械轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為電力能。在風(fēng)輪軸驅(qū)動轉(zhuǎn)動下，從而轉(zhuǎn)動發(fā)電[1]。葉片可以收集風(fēng)進(jìn)而捕獲風(fēng)能，具有動能的流動空氣經(jīng)葉片捕獲轉(zhuǎn)化為風(fēng)輪機(jī)械旋轉(zhuǎn)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪葉片一般由直徑和長度較大的2片或3片葉片組合而成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)常采用的有3種，即直流系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、同步信息交流作為發(fā)電機(jī)和異步信息交流裝換通過發(fā)電機(jī)。在發(fā)電機(jī)中有調(diào)向器其的功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪葉片隨時(shí)都迎著所吹動發(fā)展風(fēng)向而進(jìn)行轉(zhuǎn)動從而捕獲風(fēng)能，從而能達(dá)到最大能力限度地獲取綠色風(fēng)力能源[2]?？傮w來說，風(fēng)力渦輪機(jī)幾乎是完全使用尾翼的方向來控制風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)向。高強(qiáng)度鍍鋅鋼通常作為尾部材料。擁有安全限速構(gòu)件可以確定風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)基本保持恒定，維持穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電機(jī)及葉片轉(zhuǎn)動裝置的穩(wěn)定。支撐穩(wěn)定服務(wù)機(jī)構(gòu)由風(fēng)力塔架支撐風(fēng)力以及發(fā)電機(jī)，重量體積較大的塔架一般可以采用強(qiáng)度非常高的角鋼或圓鋼作為組成的桁架進(jìn)行組成的結(jié)構(gòu)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速有關(guān)[3]。因?yàn)樽匀唤缰酗L(fēng)力的不確定性太大了，風(fēng)的速度、大小、方向等都是不固定的，所以捕獲風(fēng)力的發(fā)電機(jī)的功率輸出也千變?nèi)f化，所以發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能因?yàn)槠洳环€(wěn)定變化大，不能直接用于電器之上，需要將其儲存，進(jìn)而調(diào)節(jié)電能質(zhì)量。當(dāng)前，鉛酸電池常用于風(fēng)力渦輪機(jī)中進(jìn)行儲能。在科技不斷進(jìn)步下，風(fēng)力發(fā)電也隨之簡單起來，而全球現(xiàn)存的電力，光是風(fēng)力發(fā)電就占了很大的一部分比例。由此可見其前途之廣闊。1.2國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展趨勢我國對于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的各種鉆研進(jìn)程也是隨著國家綠色可持續(xù)發(fā)展的要求而突飛猛進(jìn)、風(fēng)能是一種可再生的綠色清潔能源。最近30年的發(fā)展當(dāng)中，很多國家在風(fēng)能利用的理論研究中都取得了較好的成就。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在變得越來越完善且成熟。額定功率為mw的并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，直徑126m長的葉片。2005年止世界風(fēng)力發(fā)電市場裝機(jī)系統(tǒng)總體容量規(guī)模已達(dá)58982MW，全球電子產(chǎn)品的電量的1%由風(fēng)力發(fā)電量輕松承擔(dān)。中國作為亞洲地區(qū)科學(xué)技術(shù)的領(lǐng)跑者，世界第八位的總裝機(jī)容量，世界第六位的單一年裝機(jī)容量[4]。以后，在經(jīng)濟(jì)及科技的發(fā)展進(jìn)步下，世界上風(fēng)電技術(shù)和企業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展將明顯加快。變漿調(diào)節(jié)技術(shù)也已經(jīng)作為以一種中控技術(shù)投入運(yùn)行在風(fēng)力發(fā)電機(jī)之中，它不僅在技術(shù)上比較前沿而且還擁有簡單的使用方法和超高的效率。自動調(diào)頻調(diào)載裝置的被接受且開始應(yīng)用起來。世界風(fēng)能使用協(xié)會將風(fēng)能的未來展勢實(shí)施了設(shè)想規(guī)劃，由于全球氣候變暖各國之間相互幫助，風(fēng)力發(fā)電科技在當(dāng)今已經(jīng)偏向于成熟了。慢慢的，其使用成本也會得到減少[5]。相信20年以后，風(fēng)力發(fā)電相對于原有的煤炭發(fā)電成本一定會變得更低，而原有的發(fā)電辦法也將會被風(fēng)力發(fā)電以及其他的新能源發(fā)電行業(yè)退出能源行業(yè)，未來的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)是有很好的經(jīng)濟(jì)性。山東大學(xué)的徐學(xué)長首先首次倡導(dǎo)全球風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的未來前途[6]：（1）首先就是一個及其的包容量慢慢的增加了。(2）失速功率調(diào)節(jié)以及恒速恒頻則直接被變漿調(diào)節(jié)與變速恒頻給替代了。（3）及其運(yùn)作的環(huán)境也變得穩(wěn)健起來，可行性極高。能源環(huán)境期刊中對風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理進(jìn)行了詳細(xì)地解釋和對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)要求進(jìn)行論述[7]。而要怎樣才能增加風(fēng)能的使用效能，國外的一個學(xué)者KoichiKubo以單風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為基點(diǎn)。于2008年提倡出雙風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的構(gòu)造組織假設(shè)，還對他自己假設(shè)的構(gòu)造實(shí)施了改良操作[8]。在河北工業(yè)大學(xué)的賈露中則以雙風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電作為依據(jù)，其中還加人了變速恒頻發(fā)電技術(shù)和變漿調(diào)節(jié)技術(shù)，這兩個在電氣技術(shù)上以及操控技術(shù)上都是格外前沿的。由此，完全假設(shè)出了變速的但頻率卻穩(wěn)定的雙風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，還詳細(xì)敘述了雙風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本組成結(jié)構(gòu)，深度剖析了其運(yùn)作的原因和現(xiàn)實(shí)根據(jù)。最終還依據(jù)已有的式子以及運(yùn)算出來的結(jié)果來對變速恒頻雙風(fēng)輪發(fā)電機(jī)實(shí)施了模型構(gòu)造和仿真[9]。這些都替后來的雙風(fēng)能風(fēng)力發(fā)電機(jī)具體運(yùn)用準(zhǔn)備了可運(yùn)用的數(shù)據(jù)。在如今，我國的國家的電力網(wǎng)線絕大多數(shù)都來自于風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生的電能，而且發(fā)展風(fēng)電并網(wǎng)是如今國家政策所令行的目標(biāo)。而這個設(shè)備最突出的好處就是可以讓發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)之中得到增值，還可以把額外的電量運(yùn)送到國家電網(wǎng)里面，這對于風(fēng)力資源來說，是將其作用最大化了的。而這些年來國家的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)越來越穩(wěn)健，可行，我國以及全球?qū)τ陔娔艿男枨笠彩浅芍饾u攀升的趨勢。因此，我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)器和科技的外賣數(shù)量也在逐漸增大。在世界范圍上，位居國際先進(jìn)水平的是國內(nèi)的太陽能發(fā)電技術(shù)和中小型發(fā)電技術(shù)，中小型風(fēng)力發(fā)電的前途一片光明。2.風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀1.1國外風(fēng)力發(fā)電制造技術(shù)研究現(xiàn)狀風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研發(fā)和制造以歐洲國家最具代表性，其中丹麥、荷蘭、德國等國的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組更是走在了世界的最前沿。目前國外風(fēng)力發(fā)電有兩個主要的發(fā)展趨勢：一是單機(jī)容量大型化，兆瓦級風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)成為全球風(fēng)電市場的主流，單機(jī)容量從最初的25kW發(fā)展到目前的6MW和7.5MW，一些世界領(lǐng)先的風(fēng)機(jī)制造企業(yè)已經(jīng)開始構(gòu)想10MW的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)；二是風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行規(guī)?；?，大幅度地提高了風(fēng)場的發(fā)電效率，使得運(yùn)營成本進(jìn)一步降低[9]。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在發(fā)展初期存在很多不成熟的地方，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造多遵循傳動的作業(yè)模式。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)國外風(fēng)機(jī)制造廠商中間廣泛應(yīng)用開來。尤其是利用虛擬裝配技術(shù)，國外廠商能夠大幅壓縮設(shè)計(jì)研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傳動鏈?zhǔn)秋L(fēng)力發(fā)電機(jī)最重要的機(jī)構(gòu)之一，廣義的傳動鏈主要包括葉片、輪轂、主軸、齒輪箱、聯(lián)軸器以及發(fā)電機(jī)等，齒輪箱是傳動鏈中最為重要的部件，它的故障率也是傳動鏈乃至整個風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中最高的，這也使得國外許多學(xué)者投入到傳動鏈以及齒輪箱的研究中來[10]。F.Krull等人通過多體動力學(xué)軟DRESP對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動鏈在兩個瞬態(tài)現(xiàn)象之間的載荷和固有頻率進(jìn)行了預(yù)測；Oezgueven,H.Nevzat等人研究了幾種齒輪動力學(xué)分析中流行的數(shù)學(xué)模型，并對其進(jìn)行了分類，分析了動力學(xué)模型中每一級的基本特性、建模用到的參數(shù)和選擇的目的等[11]。NagamuraKazuteru等人提出了一種新的具有高傳動比的行星輪系傳動系統(tǒng)，該齒輪系統(tǒng)包括兩組圓弧齒廓齒輪以及與其嚙合的滾子，具有間隙小、效率以及疲勞強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)[12]。1.2國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)技術(shù)起步晚于歐美發(fā)達(dá)國家，知道20世紀(jì)末才開始大功率風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)制造。我國最初投入運(yùn)營的風(fēng)電機(jī)組是從丹麥引進(jìn)的兩臺Vestas55kW風(fēng)機(jī)[13]。從“七五”開始，風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)制造被列為國家攻關(guān)項(xiàng)目，風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量有了大踏步的發(fā)展。1992-1996年主力機(jī)組單機(jī)容量為200-300kW，1997-2002年則發(fā)展到了600kW，從2001年開始具備定槳技術(shù)的600kW、700kW風(fēng)電機(jī)組就已經(jīng)投入量產(chǎn)了[14]。2005年以來，金風(fēng)風(fēng)電公司、華銳風(fēng)電、國電聯(lián)合動力有限公司等許多企業(yè)引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)并予以消化吸收，在此基礎(chǔ)上推出了采用變槳變速的MW級大功率風(fēng)電機(jī)組，其國產(chǎn)化率都在70%以上。相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在2008年國內(nèi)新增的風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量中，外商所生產(chǎn)的設(shè)備已經(jīng)不足30%，說明我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)競爭力有了比較大提高[15]。對于風(fēng)電機(jī)組傳動鏈以及齒輪箱的研究，國內(nèi)也有許多學(xué)者在進(jìn)行，并取得了不錯的成果。宋保維等人針對機(jī)械傳動系統(tǒng)受多重因素影響且各因素影響效果具有一定的模糊性的特點(diǎn)，研究了傳動方案的評價(jià)系統(tǒng)，并采用基于熵權(quán)的模糊層次分析法，建立了傳動系統(tǒng)的評價(jià)模型；朱才朝等人在考慮到了時(shí)變剛度、齒輪系統(tǒng)齒側(cè)間隙及制造誤差等影響因素，完成了兆瓦級風(fēng)電機(jī)組多級傳動齒輪箱的齒輪-傳動軸-齒輪箱體系統(tǒng)的非線性耦合動力學(xué)建模；邢子坤和秦大同等人完成了風(fēng)電機(jī)組齒輪傳動系統(tǒng)的彈性動力學(xué)建模，采取模態(tài)疊加法計(jì)得出了其動力微分方程，對傳動系統(tǒng)進(jìn)行了失效模式及影響分析(FMEA)，并在考慮風(fēng)載變化的情況下，建立了傳動系統(tǒng)的可靠性評估模型[16]。雖然我國在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)投入了很大的精力，也取得了一些成績，但由于我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，對相關(guān)的理論和技術(shù)的研究距離世界頂尖水準(zhǔn)還有一定的差距。我國的風(fēng)電機(jī)組目前還在追逐國外先進(jìn)機(jī)型的腳步，缺乏自主創(chuàng)新能力，雖然國產(chǎn)化率較之前顯著提高，但在關(guān)鍵元器件上依然要依賴進(jìn)口。國內(nèi)廠商對于CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到了一定的水平，絕大多數(shù)工程師都都在設(shè)計(jì)研發(fā)過程中使用了虛擬裝配及仿真技術(shù)，在一定程度上提高了效率降低了成本，但是高新技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)比較嚴(yán)重，新技術(shù)所帶來的便利沒有更有效地影響到一線工人的生產(chǎn)?？傊?，我國的風(fēng)力發(fā)電機(jī)研發(fā)制造技術(shù)還沒有達(dá)到世界最頂尖水平，還需要加大投入來追趕。參考文獻(xiàn)：[1]宋國慶.風(fēng)力發(fā)電及其控制技術(shù)新進(jìn)展探究[A].科技資訊.2020[2]賈璐.雙風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的建模與控制[D].河北工業(yè)大學(xué).2010.11.25[3]李耀東;樊志超.風(fēng)力發(fā)電機(jī)的創(chuàng)新必要性、發(fā)展條件及前景探析[A].南方農(nóng)機(jī).2018.07.15[4]ChichiKubo;YutaUsui;ToshiakiKanemoto.DevelopmentofIntelligentWindTurbineUnitwithTandemWindRotorsandDoubleRotationalArmatures[J].JournalofFluidScienceandTechnology.2008[5]徐坊降.中小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與并網(wǎng)研究[D].山東大學(xué).2011.04.25[6]邵燃.給予Fluent的集風(fēng)與整流對風(fēng)能利用率研究[J].機(jī)械制造.2014.01[7]KunioIrabo,JitendroNathRoy.CharacteristicsofwindpoweronSavoniusrotorusingaguide-boxtunnel[J].ExperimentalThermalandFluidScience.2007[8]李鹿野;張維競.某小型風(fēng)機(jī)提高風(fēng)