情境一任务一风力发电机组传动系统认知

1、风电机组检测与维护刘国风资源分布中国风资源分布箱式变电（升压）变电站超高压输电风机（降压）变电站用户不包含升压变电站的项目包含升压站的项目塔架10%其他费用8%建筑工程6%联网工程7%场内变电工程5%风电机组设备64%风力发电单机容量由1980年的30千瓦上升到2005年的5兆瓦风特性叶轮叶轮机机械电电机并网网风风力极限限疲疲劳振振动控控制材材料制制造叶片设计部件制造COE风机(知识)体系结构与边界条件Cost of Energy频率50Hz电压 690V 或其他功率因数0.98噪音叶尖速转速材料强度控制能力运输安装部件共振耦合结构叶片轮毂 一. 叶轮 二. 机舱小型

2、风电机组：主要是发电机大型风电机组：齿轮箱、发电机、偏航、制动器联轴器、风速风向仪等主要部件。小机型风电机组：塔杆大型风电机组：钢结构，有锥形筒体和桁架式结构。三. 塔架小型风电机组：用螺栓将底座固定于地面或其它地点。大型风电机组：钢筋混凝土结构，设置接地、排水系统 四. 基础吸收风能吸收风能增加转速增加转速减小扭矩减小扭矩产生电能产生电能补偿轴补偿轴向偏差向偏差数量：三只作用：机组吸收风能的部件主要材料：玻璃钢改变叶片迎角可实现功率调节变桨系统叶片的工作位置：在90度迎角时二维翼型气体流动情况 上翼面静压值小于下翼面静压值，形成了升力、阻力、力矩等气动力。Cl：升力系数Cd：阻力系数叶片升阻

3、力系数与冲角的关系斜率=升力与阻力之比最大升阻比cot= Cl/ Cd叶片系数与阻力系数的关系木制叶片及布蒙皮叶片木制叶片及布蒙皮叶片 钢梁玻璃纤维蒙皮叶片钢梁玻璃纤维蒙皮叶片 铝合金等弦长挤压成型叶片铝合金等弦长挤压成型叶片 玻璃钢复合叶片玻璃钢复合叶片 碳纤维复合叶片碳纤维复合叶片 三叶片三叶片外形美观性轮毂所受力和力矩空气动力平衡性噪声振动价格双叶片双叶片单叶片单叶片1RV3112PCpAVPM ，212MMCAV主要零部件：主要零部件：滑环 雷电保护爪轮毂罩 楔形盘 导流帽 加油嘴分隔壁 变桨电机滑环 变桨控制柜轮毂（铸钢件） 变桨轴承各种限位开关、撞块等功能：功能： 固定叶片，连接齿

4、轮箱。叶片受力后，带动轮毂顺时针旋转，即将风能转化为机械能。轮毂变桨电机轮毂罩分隔壁导流帽轮毂变桨控制柜变桨限位撞块变桨接近开关缓冲器极限工作位置开关极限工作位置撞块齿轮箱叶轮发电机低转速需要高转速将低转速的动能转化为高转速的动能三 齿轮箱 环境条件恶劣： 风大、砂尘、盐雾、潮湿、高温、严寒 工作条件复杂： 风速风向多变、强阵风、高空无人值守 要求高可靠性、高效率、高安全性 要求工作寿命长： 二十年（175200小时） 输入输出速比大 加工制造要求高传动比：传动比： 为获取更多风能希望风轮直径大些，又受叶尖速度过大的制约； 为减轻发电机重量又希望发电机转速再高些。 通常在50100左右。齿轮：

5、齿轮： 使用寿命长和高可靠性要求； 运转平稳、振动小、噪音低的要求 要采用硬齿面斜齿轮传动。远程监控配置：远程监控配置： 高空、无人值守 必须有远程监控配置，如设置转速、油温等传感器。行星减速机构 主轴内置于齿轮箱的内部，不需要现场主轴对中； 主轴轴承采用稀油润滑，效果更好； 采用两极行星、一级平行轴机构传动，提高了速比，降低了齿轮箱的体积； 采用先进的润滑与冷却系统，使每个润滑点都可以得到充分的润滑，确保了齿轮箱的使用寿命。 齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2，而且当风机运转时，齿轮箱会产生振动。为减小振动对其它部件的不利影响，齿轮箱与主机架之间增加了减振元件。1.转子锁（叶轮锁）：转子锁（叶

6、轮锁）： 数量：一套位置：齿轮箱的前端作用：锁定风轮，确保机组处于安全状态。控制方式：手动2.雷电保护装置：雷电保护装置：数量：三组位置：齿轮箱前端连接轮毂处作用：将叶轮上的电流传导到齿轮箱的机体上，再通过接地线将电流倒入大地，以保护机组。控制方式：不需控制3.加热器：加热器：数量：六个（两组，每组一个备用）位置：齿轮箱的前部和后部作用：当齿轮箱工作环境温度较低时，加热器对齿轮箱润滑油进行加热，以确保齿轮箱内部的润滑油保持在一定的粘度范围。控制方式：系统自动控制4.Pt 100（温度传感器）：数量：三个（油温、轴承各一个，备用一个）位置：齿轮箱后部右侧和上方作用：监控油温和高速端轴承温度，确保

7、机组的安全控制方式：系统自动控制5.液位传感器液位传感器：数量：一组位置：齿轮箱左后方作用：监控对齿轮箱内部润滑油的油位，当油位低于系统设定值时，系统会自动发出报警。通过观油窗可以观察润滑油的状态（如颜色、油位高度、油质等情况） 。控制方式：不需控制6.空气过滤器：空气过滤器：数量：一个位置：齿轮箱上部作用：它可以保证齿轮箱内部的压力稳定，防止外部杂质进入齿轮箱内部控制方式：不需控制 齿轮箱的冷却、润滑油冷系统 功能： 为齿轮箱润滑 冷却齿轮油 加热齿轮油主要部件： 齿轮箱 油冷泵、过滤器 温度传感器 油冷风扇、加热器 连接管路及单向阀过滤器有两级滤网：精滤和粗滤对齿轮和轴承的保护作用： 减小

8、摩擦和磨损，具有更高的承载能力，防止胶合。 吸收冲击和振动。 防止疲劳点蚀。 冷却、防锈、抗腐蚀。 油冷泵通过/连接方法的转换，完成低速/高速的转换；当油温继续升高时，启动高速油冷泵的同时，启动油冷风扇，使油温达到更好的冷却效果。 齿轮油温度大于5，风机运行 45 以下，润滑效果 大于45 ，小于55 ，油冷泵冷却效果 大于55 油冷风扇启动，小于50 油冷风扇停止 齿轮油温度高于75 ，则限制功率，高于80 故障停机联轴器作用：联轴器作用： 作为一个柔性轴，它补偿齿轮箱输出轴和发电机转子的平行性偏差和角度误差。为了减少传动的振动，联轴器需要有振动和阻尼。阻抗：100M承受电压：2 kV作用：

9、这将防止寄生电流通过联轴器从发电机转子流向齿轮箱输出轴。制动器作用：制动器作用： 制动器是一个液压动作的盘式制动器，用于机械刹车制动。 制动器将作用于制动钳上的夹紧力转换成制动力矩施加在制动盘上，使制动盘停止转动或在停机状态下防止松动(停机制动)。1. 应确保制动器已经工作过5-10次。2. 用塞尺检测制动盘和闸垫之间间隙。 制动器具有自动闸瓦调整功能，也就是说当闸瓦磨损时不需要手动调整制动器。 用标尺检查制动器衬垫的厚度，如果其磨损量超出5mm(闸瓦剩余厚度小于27mm)，则必须更换制动器闸垫。定子铁心定子铁心转子绕组转子绕组（端环）（端环）机座机座转子铁心转子铁心定子绕组定子绕组风扇风扇端

10、盖端盖160 fnP 同步转速同步转速AXZBCYSn1Nffne , iT f 产生电磁转矩产生电磁转矩T 定子三相电流产生旋转磁场，以同步转速定子三相电流产生旋转磁场，以同步转速n1 旋转旋转 在转子导条中产生感应电动势在转子导条中产生感应电动势 e e 在转子绕组中产生感应电流在转子绕组中产生感应电流 i i 在磁场中产生电磁力在磁场中产生电磁力f 若转子以转速若转子以转速nn1, 向向n1的方向旋转的方向旋转 n 是否会等于是否会等于 n1？要产生要产生T，必须，必须nn1 异步异步机械能机械能 电能电能，是，是发电机发电机转子转速大于定子旋转磁场转速，转子转速大于定子旋转磁场转速， 发电！发电！笼型异步发电机笼型异步发电机 中中转差率转差率S 与运行状态的关系与运行状态的关系? 把同步转速把同步转速n1与转子转速与转子转速n的差与同步转速的差与同步转速n1的比值，称为的比值，称为转差率转差率，用，用s表示，即表示，即