風(fēng)電公司風(fēng)力發(fā)電機組整機基礎(chǔ)知識培訓(xùn)講義

SLXXXX系列風(fēng)力發(fā)電機組整機基礎(chǔ)知識

SLXXXX風(fēng)電機組采用先進的變槳變速恒頻

雙饋發(fā)電技術(shù)，具有單機容量大、電網(wǎng)友好、

技術(shù)先進可靠、性價比優(yōu)異的技術(shù)特點，可以

滿足不同氣候特點、不同風(fēng)能資源條件的多種

環(huán)境要求。

課程內(nèi)容

整機機械傳動

葉輪和變槳系統(tǒng)

齒輪箱

聯(lián)軸器制動器

發(fā)電機

偏航系統(tǒng)

塔筒輔助系統(tǒng)，例如潤滑、顯示、照明等控制系統(tǒng)原動機部分執(zhí)行部分傳動部分機器的組成第一章

整機機械傳動

SLXXXX風(fēng)電機組工作原理葉輪，齒輪箱發(fā)電機，變頻器風(fēng)能機械能電能變壓器升壓電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機組立軸式水平軸式水平軸風(fēng)力發(fā)電機葉片輪轂

一、葉輪

二、機艙三、塔架四、基礎(chǔ)

SLXXXX風(fēng)電機組組成葉輪直徑尺寸分類：SLXXXX/60

SLXXXX/70

SLXXXX/77

SLXXXX/82機型環(huán)境溫度分類：常溫型：生存溫度：-25℃~+45℃

運行溫度：-15℃~+45℃

低溫型：生存溫度：-45℃~+45℃

運行溫度：-30℃~+45℃SLXXXX系列風(fēng)電機組分類技術(shù)參數(shù)單位SLXXXX/60SLXXXX/70SLXXXX/77SLXXXX/82額定功率kW1500切入風(fēng)速m/s3切出風(fēng)速m/s2520額定風(fēng)速m/s14121110.5生存風(fēng)速m/s8070/59.559.5/52.5葉輪直徑m6070.477.482.9葉片長度m293437.5/3840.25輪轂高度m656565/70/8065/70/80/100轉(zhuǎn)速范圍rpm1000-2000(50Hz)額定轉(zhuǎn)速rpm1800(50Hz)風(fēng)區(qū)類型IECSIECⅠ/ⅡIECⅡ/ⅢSLXXXX系列風(fēng)力發(fā)電機組基本參數(shù)

SLXXXX風(fēng)電機組的機艙承擔(dān)裝載所有的機械部件，承受所有外力（包括靜負載及動負載）的作用。SLXXXX風(fēng)力發(fā)電機組機艙內(nèi)部簡圖

SLXXXX風(fēng)電機組由傳動系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與制動系統(tǒng)、發(fā)電機、控制與安全系統(tǒng)等組成。傳動系統(tǒng)組成：主傳動：（輪轂）主軸齒輪箱聯(lián)軸器（發(fā)電機）制動系統(tǒng)組成：空氣動力制動、機械制動吸收風(fēng)能增加轉(zhuǎn)速減小扭矩產(chǎn)生電能補償軸向偏差SLXXXX系列風(fēng)電機組主傳動

第二章

葉輪（葉片、輪轂）一、葉片數(shù)量：三只作用：風(fēng)電機組吸收風(fēng)能的部件主要材料：玻璃鋼改變?nèi)~片迎角可實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)—變槳來流風(fēng)

α

入流角

c弦長

c=弦長α現(xiàn)場照片

SLXXXX系列風(fēng)電機組葉片參數(shù)型號SLXXXX/60SLXXXX/70SLXXXX/77SLXXXX/82重量（噸）約5約5.95.7～5.9約6.4長度（米）293437.5/3840.25重心距葉片根部距離（米）約6.6約11.25約11.3約13.55

風(fēng)電機組對葉片的要求比重輕且具有最佳的疲勞強度和機械性能，能經(jīng)受暴風(fēng)等

極端惡劣條件和隨機負荷的考驗；葉片的彈性、旋轉(zhuǎn)時的慣性及其振動頻率特性曲線都正常，傳遞給整個發(fā)電系統(tǒng)的負荷穩(wěn)定性好；耐腐蝕、抗紫外線照射和雷擊的性能好；發(fā)電成本較低，維護費用最低。葉片廠家：上玻院、中復(fù)、惠騰保定、中材四種葉片長度：29m、34m、37.5/38m、40.25m葉輪直徑：60m、70m、77m、82m重量：輪轂18噸，三個葉片18噸葉片技術(shù)發(fā)展——數(shù)量三葉片外形美觀性輪轂所受力和力矩空氣動力平衡性噪聲振動價格雙葉片單葉片二、輪轂

作用：

固定葉片，連接齒輪箱。葉片受力后，帶動輪轂順時針旋轉(zhuǎn)，即將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能。 組成：

輪轂(罩體)和變槳系統(tǒng)輪轂輪轂變槳電機輪轂罩分隔壁導(dǎo)流帽輪轂主要結(jié)構(gòu)輪轂變槳控制柜變槳限位撞塊變槳接近開關(guān)緩沖器極限工作位置開關(guān)極限工作位置撞塊三、變漿系統(tǒng)通過調(diào)整葉片的角度，使風(fēng)力發(fā)電機組獲得理想的能量,當(dāng)風(fēng)速變化時，特別時超過額定風(fēng)速后，調(diào)整葉片的角度，控制風(fēng)力發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率，維持機組工作在最佳狀態(tài)。順槳位置工作位置停機啟動滿發(fā)變槳保護

順槳位置工作位置

變槳驅(qū)動裝置由變槳電機、制動器和變槳齒輪箱三部分組成。變槳驅(qū)動裝置變槳驅(qū)動裝置1輪轂3變槳軸承30變槳驅(qū)動器62墊圈（12）53螺母（M12）安裝位置

變槳驅(qū)動裝置通過螺柱與輪轂聯(lián)接。變槳齒輪箱前的小齒輪與變槳軸承內(nèi)圈嚙合，并要保證嚙合間隙應(yīng)在0.2～0.5mm之間。間隙由加工精度保證，無法調(diào)整。將葉片以精細的變槳角度向順槳方向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)風(fēng)機的功率控制。如果一個驅(qū)動器發(fā)生故障，另兩個驅(qū)動器可以安全地使風(fēng)機停機。變槳控制柜

變槳接近撞塊和變槳限位撞塊安裝位置

變槳限位撞塊安裝在變槳軸承內(nèi)圈內(nèi)側(cè)，與緩沖塊配合使用。變槳接近撞塊安裝在變槳限位撞塊上，與變槳感光裝置配合使用。

工作原理

當(dāng)葉片變槳趨于最大角度的時候，變槳限位撞塊會運行到緩沖塊上起到變槳緩沖作用，以保護變槳系統(tǒng)，保證系統(tǒng)正常運行。變槳限位撞塊

當(dāng)葉片變槳趨于順槳位置時，接近撞塊就會運行到感光裝置上方，感光裝置接受信號后會傳遞給變槳系統(tǒng)，提示葉片已經(jīng)處于順槳位置。變（順）槳接近撞塊極限工作位置撞塊和限位開關(guān)極限工作位置撞塊

安裝位置風(fēng)向順槳位置變槳驅(qū)動裝置小齒輪變槳齒輪邊緣工作位置86度的調(diào)節(jié)范圍變槳系統(tǒng)：輪轂（鑄鋼件）楔形盤變槳軸承變槳控制柜變槳驅(qū)動裝置各種限位開關(guān)、撞塊等

第三章齒輪箱齒輪箱的作用：作用：將葉輪的動能傳遞給發(fā)電機，并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速工作過程：

（輪轂）主軸齒輪箱聯(lián)軸器（發(fā)電機）齒輪箱葉輪發(fā)電機低轉(zhuǎn)速需要高轉(zhuǎn)速將低轉(zhuǎn)速的動能轉(zhuǎn)化為高轉(zhuǎn)速的動能裝配位置一、風(fēng)電機組中齒輪箱的特點

環(huán)境條件惡劣：風(fēng)大、砂塵、鹽霧、潮濕、高溫、嚴寒工作條件復(fù)雜：風(fēng)速風(fēng)向多變、強陣風(fēng)、高空無人值守要求高可靠性、高效率、高安全性要求工作壽命長：二十年（175200小時）輸入輸出速比大加工制造要求高二、風(fēng)電機組中齒輪箱的結(jié)構(gòu)原理傳動比：為獲取更多風(fēng)能希望風(fēng)輪直徑大些，又受葉尖速度過大的制約；為減輕發(fā)電機重量又希望發(fā)電機轉(zhuǎn)速再高些。

——通常在50～100左右。齒輪：使用壽命長和高可靠性要求；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動小、噪音低的要求

——要采用硬齒面斜齒輪傳動。遠程監(jiān)控配置：高空、無人值守

——必須有遠程監(jiān)控配置，如設(shè)置轉(zhuǎn)速、油溫等傳感器。四、齒輪箱上的附件1、轉(zhuǎn)子鎖（葉輪鎖）：

數(shù)量：一套位置：齒輪箱的前端作用：鎖定風(fēng)輪，確保機組處于 安全狀態(tài)?？刂品绞剑菏謩?、雷電保護裝置：數(shù)量：三組位置：齒輪箱前端連接輪轂處作用：將葉輪上的電流傳導(dǎo)到齒輪 箱的機體上，再通過接地線 將電流倒入大地，以保護機 組。控制方式：不需控制3、加熱器：數(shù)量：六個（兩組，每組一個備用）位置：齒輪箱的前部和后部作用：當(dāng)齒輪箱工作環(huán)境溫度較低 時，加熱器對齒輪箱潤滑油 進行加熱，以確保齒輪箱內(nèi) 部的潤滑油保持在一定的粘 度范圍。控制方式：系統(tǒng)自動控制4、Pt100（溫度傳感器）：數(shù)量：三個（油溫、軸承各一個，備用一個）位置：齒輪箱后部右側(cè)和上方作用：監(jiān)控油溫和高速端軸承溫度， 確保機組的安全控制方式：系統(tǒng)自動控制5、液位傳感器：數(shù)量：一組位置：齒輪箱左后方作用：監(jiān)控對齒輪箱內(nèi)部潤滑油的 油位，當(dāng)油位低于系統(tǒng)設(shè)定值時，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警。 通過觀油窗可以觀察潤滑油的狀態(tài)（如顏色、油位高度、 油質(zhì)等情況）?？刂品绞剑翰恍杩刂?、空氣過濾器：數(shù)量：一個位置：齒輪箱上部作用：它可以保證齒輪箱內(nèi)部的壓力穩(wěn)定，防止外部雜質(zhì)進入齒輪箱內(nèi)部控制方式：不需控制五、油冷系統(tǒng)功能：齒輪箱的冷卻、潤滑

1、為齒輪箱潤滑

2、冷卻齒輪油

3、加熱齒輪油潤滑冷卻系統(tǒng)對齒輪和軸承的保護作用：減小摩擦和磨損，具有更高的承載能力，防止膠合。吸收沖擊和振動。防止疲勞點蝕。冷卻、防銹、抗腐蝕。

SLXXXX機組的齒輪箱采用飛濺潤滑+加壓潤滑方式，此種方式可以起到更好的潤滑作用。主要部件：齒輪箱油冷泵、過濾器溫度傳感器油冷卻單元、油冷風(fēng)扇加熱器連接管路及單向閥過濾器有兩級濾網(wǎng)：精濾和粗濾油冷系統(tǒng)工作原理

油冷泵通過△/Ｙ連接方法的轉(zhuǎn)換，完成低速/高速的轉(zhuǎn)換；當(dāng)油溫繼續(xù)升高時，啟動高速油冷泵的同時，啟動油冷風(fēng)扇，使油溫達到更好的冷卻效果。

齒輪油溫度大于5℃，風(fēng)機運行

45℃以下，潤滑效果大于45℃，小于55℃，油冷泵冷卻效果大于55℃油冷風(fēng)扇啟動，小于50℃

油冷風(fēng)扇停止齒輪油溫度高于75℃，則限制功率，高于80℃故障停機

第四章聯(lián)軸器制動器

聯(lián)軸器制動器裝配位置一、聯(lián)軸器聯(lián)軸器作用：

作為一個柔性軸，它補償齒輪箱輸出軸和發(fā)電機轉(zhuǎn)子的平行性偏差和角度誤差。為了減少傳動的振動,聯(lián)軸器需要有振動和阻尼。阻抗：≥100M承受電壓：2kV作用：這將防止寄生電流通過聯(lián)軸器從發(fā)電機轉(zhuǎn)子流向齒輪箱輸出軸。制動器作用：

制動器是一個液壓動作的盤式制動器，用于機械剎車制動。二、制動器制動器工作原理制動器將作用于制動鉗上的夾緊力轉(zhuǎn)換成制動力矩施加在制動盤上，使制動盤停止轉(zhuǎn)動或在停機狀態(tài)下防止松動(停機制動)。1、空氣動力制動

—葉片受力自動停機2、機械制動

—葉輪鎖制動

—制動器制動制動系統(tǒng)第五章發(fā)電機一、作用：葉片吸收風(fēng)能，將其轉(zhuǎn)化為機械能傳給齒輪箱。發(fā)電機將齒輪箱傳輸?shù)桨l(fā)電機主軸的機械能轉(zhuǎn)化為電能，通過發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子輸出電能。風(fēng)力發(fā)電機分為同步發(fā)電機（傳統(tǒng)發(fā)電機模式）和異步發(fā)電機。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機組模式效率可達93.2%,而雙饋異步發(fā)電機模式可達96.4%。

傳統(tǒng)發(fā)電機能量流圖93.2%電網(wǎng)100%變頻器發(fā)電機4.0%2.8%功率損耗~~功率損耗雙饋感應(yīng)電機能量流圖77.8%~~100%19.4%0.8%能量損耗變頻器18.6%96.4%電網(wǎng)2.8%發(fā)電機

交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示，其中定子接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組提供頻率、相位、幅值都可以調(diào)節(jié)的三相交流勵磁電流。二、雙饋風(fēng)力發(fā)電機工作原理

當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速小于定子旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速時，處于亞同步狀態(tài)，此時發(fā)電機轉(zhuǎn)子消耗電能，定子發(fā)出電能給電網(wǎng)；當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速時，處于超同步運行狀態(tài)，此時發(fā)電機同時由定子和轉(zhuǎn)子發(fā)出電能給電網(wǎng)；當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速等于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速時，此時發(fā)電機作為同步電機運行，變頻器向轉(zhuǎn)子提供直流勵磁。

當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，若控制轉(zhuǎn)子供電頻率響應(yīng)變化，可使電流頻率保持恒定不變，與電網(wǎng)頻率保持一致，實現(xiàn)了變速恒頻控制。三、SLXXXX發(fā)電機的技術(shù)特點：采用雙饋異步發(fā)電機發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)使用相當(dāng)于發(fā)電機容量1/3的變頻器風(fēng)機轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化得到最優(yōu)控制采用IGBT變頻器，可調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出功率因數(shù)系統(tǒng)損耗小，發(fā)電量高并網(wǎng)時沖擊小，適合弱電網(wǎng)第六章偏航系統(tǒng)裝配位置偏航系統(tǒng)功能：改變機艙朝向以實現(xiàn)對風(fēng)、解纜保護主要部件：偏航大齒圈側(cè)面軸承滑墊保持裝置滑動襯墊偏航驅(qū)動裝置圓彈簧即調(diào)整螺栓偏航計數(shù)器風(fēng)速風(fēng)向儀偏航驅(qū)動裝置側(cè)面軸承偏航大齒圈滑墊保持裝置偏航大齒圈

通過高強度螺栓與塔架緊固在一起，上下面與滑動襯墊配合。四個偏航小齒輪與偏航大齒圈嚙合并圍繞著它旋轉(zhuǎn)，從而帶動整個機艙旋轉(zhuǎn)。表面經(jīng)過氮化、淬火處理。側(cè)面軸承塔筒偏航大齒圈側(cè)面軸承主機架滑動襯墊：是特殊材料制作的圓形墊片，具有自潤滑的功能，在滑動過程中滑動墊片產(chǎn)生潤滑物質(zhì)，無需加注潤滑油。圓彈簧：放在定位銷上的，每個定位銷共有8個圓彈簧，分兩組背靠背放置。側(cè)面軸承：共6個（前側(cè)2個，后側(cè)4個）。有5個沉孔，用于放置定位銷、圓形彈簧和壓板。偏航驅(qū)動裝置數(shù)量：4個結(jié)構(gòu)：偏航電機：內(nèi)部有溫度傳感器，控制繞組溫度偏航齒輪箱：行星式減速機偏航小齒輪風(fēng)速風(fēng)向儀風(fēng)電機組對風(fēng)的測量是由風(fēng)速風(fēng)向儀來實現(xiàn)的。凸輪計數(shù)器

第七章塔筒1、獲得較高且穩(wěn)定的風(fēng)速，即讓葉輪處于風(fēng)能最佳的位置。2、為葉輪及機艙提供滿足功能要求的、可靠的固定支撐。3、提供安裝、維修等工作的平臺。

一、塔筒的作