明阳风机整机介绍13讲义

1、Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006明阳明阳1.5MW风电机组风电机组 Ming Yang Wind Energy Converter 1.5 MWMing Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006背景背景u与德国与德国aerodyn 公司联合设计开发公司联合设计开发, 采用上风向、三叶片、变速采用上风向、三叶片、变速 变桨双馈变桨双馈式风电机组方案式风电机组方案uMY1.5s 适用于东南沿海有台风危适用于东南沿海有台风危害，害，50年一遇极限风速年一遇极限风速 70

2、m/s的风电的风电场场uMY1.5se 适用于中国北方低温地区，适用于中国北方低温地区， 50年一遇极限风速年一遇极限风速 59.5 m/s 的风电场的风电场 Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006MY1.5se产品说明产品说明m技术特点：技术特点： 1500kW额定发电功率； 为北方低平均风速地区设计； IEC TC3A+ 设计 20年寿命疲劳强度设计标准为年平均风速 7.5 m/s（TC3a 标准）； 50年一遇极限风速设计标准为 59.5 m/s（TC2a标准）； 生存温度范围-40C - +50 C 运行温度范围-30

3、 C - +40 C 年平均风速年平均风速（m/s)年发电量年发电量(MWh) 等效年利用小时等效年利用小时(h)524611641638172546751233417862744185技术指标Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006m技术特点：技术特点： 82.76 米大直径风轮； 叶片数 3; 风轮转速范围 9.7 19.5 rpm； 风轮额定转速 17.4 rpm 扫风面积：5320 m2 额定风速 10.5 m/s； 切入风速 3 m/s 切出风速 25 m/s 设计寿命 20 年 轮毂高度 80m/65m 塔筒底部直径

4、 4.2m功率曲线MY1.5se产品说明产品说明Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006MY1.5s 产品说明产品说明m技术特点：技术特点： 1510kW额定发电功率； 为南方沿海有台风地区设计； IEC TC2A+ 设计 20年寿命疲劳强度设计标准为年平均风速 8.5 m/s（TC2a 标准）； 50年一遇极限风速设计标准为 70 m/s（TC1a标准）； 生存温度范围-20C - +50 C 运行温度范围-10 C - +40 C年平均风速年平均风速（m/s)年发电量年发电量(MWh) 等效年利用小时等效年利用小时(h)52

5、0381359633172211751993099858973931技术指标技术指标Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006MY1.5s 产品说明产品说明m技术特点：技术特点： 77.36 米大直径风轮； 叶片数 3; 风轮转速范围 9.7 19.5 rpm； 风轮额定转速 17.4 rpm 扫风面积：4638 m2 额定风速 11 m/s； 切入风速 3 m/s 切出风速 25 m/s 设计寿命 20 年 轮毂高度 75m/60m 塔筒底部直径 4.2m功率曲线Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Develop

6、ment / December 2006技术参数技术参数主要数据主要数据风机额定电气功率:1500 kW风轮额定机械功率:1663 kW功率控制:变桨距风轮直径:82.76 m / 77.36 m 额定速度:17.4 min-1轮毂高度: 80 / 75 m 65 / 60 m传动链概念传动链概念双轴承支撑的锻压主轴, 三级增速齿轮箱, 双馈式异步发电机风轮叶片风轮叶片 SINOMA 40.25 (IEC TC3A+)SHFRP 37.5 (IEC TC2A+)Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006环境条件环境条件用于北方地区

7、的低温型风机用于北方地区的低温型风机:待机环境温度范围:-40 +50运行环境温度范围:-30 +40 (至海拔 1250 m):-30+35 (海拔 1250 至 1500 m) 海拔高度: 10001500 m 地震风险:有地震最大加速度 (amax)0.2g地震时间常数 (Tg):0.4 s结冰风险:有沙尘暴风险:有用于南方地区的常温型风机用于南方地区的常温型风机:待机环境温度范围:-20 +50 运行环境温度范围:-10 +40 平均湿度:82 %Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006主机架主机架 有限元分析模型有限元

8、分析模型- 包含塔架和轴承座的模型Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006轮毂轮毂材料:球墨铸铁EN-GJS-400-18U-LT (常温)EN-GJS-350-22U-LT (低温) 重量: 8400 kgMing Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006变桨系统变桨系统Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006传动链传动链Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / Dec

9、ember 2006风机受力状况风机受力状况u采用长轴双轴承支撑传动系统设计采用长轴双轴承支撑传动系统设计u使得齿轮箱不承担转子重量和推力负荷，只承担扭矩，可靠性大大提高使得齿轮箱不承担转子重量和推力负荷，只承担扭矩，可靠性大大提高u主轴和齿轮箱自动对中，齿轮箱悬挂于主轴齿轮箱工况最优，可长期可靠运行主轴和齿轮箱自动对中，齿轮箱悬挂于主轴齿轮箱工况最优，可长期可靠运行加图对比加图对比明阳风机明阳风机其它风机其它风机Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006主轴轴承主轴轴承Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Deve

10、lopment / December 2006齿轮箱齿轮箱Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006行星齿轮箱结构行星齿轮箱结构Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006转子制动器转子制动器Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006高速轴联轴器高速轴联轴器联轴器功能联轴器功能 连接齿轮箱输出轴与发电机轴 传动链角向, 轴向和径向的运动 齿轮箱的电气绝缘 转矩限制 包括高速轴转子制动盘Ming Yang 1

11、.5 MW / Loop 1 Development / December 2006弹性支承弹性支承Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006液压系统液压系统作用：主轴制动、偏航制动作用：主轴制动、偏航制动Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006变频器变频器30 kV, f = 50 Hz 网侧耦合变压器网侧耦合变压器转子侧变频器转子侧变频器网侧变频器网侧变频器齿轮箱齿轮箱刹车刹车变桨驱动变桨驱动ISUINU主开关主开关风机控制系统风机控制系统带滑环的异步发电机带滑

12、环的异步发电机充电充电TCrowBar或有源或有源CrowBar变频器690V 熔断开关熔断开关u亚同步：转速亚同步：转速1500（转子输出功率）（转子输出功率）Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006发电机发电机Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006偏航系统偏航系统u四个偏航电机四个偏航电机u十二个刹车夹十二个刹车夹Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006 风轮叶片风轮叶片Suction Sid

13、ePressure SideShearWebsSpar capTrailingEdgeLeadingEdgeSandwichSandwichSuction SidePressure SideShearWebsSpar capTrailingEdgeLeadingEdgeSandwichSandwich 尾部边缘 UDu叶片疲劳试验叶片疲劳试验Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006机舱结构布局机舱结构布局Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006常温型冷却系统概念常

14、温型冷却系统概念Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006低温型冷却系统概念低温型冷却系统概念Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006控制和电气设备控制和电气设备 控制系统是在Beckhoff提供的TwinCAT环境下，用PLC语言开发的一个软件PLC控制系统。软件是基于安全和控制原理图设计的。电缆和额外的软件功能，比如可视化和远程访问软件由明阳风电负责开发。 Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006变频器电气部分单线图变频器电气部分单线图Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006安全与控制流程安全与控制流程基本概念基本概念正常运行准备运行启动转矩控制自动偏航变桨动作自检测变桨控制监测/监视故障处理服