风力发电机整体结构

• 2．工程现场的地质勘察 • 作为风力发电机组的根基，制定基础设计方 案前，需要充分了解研究机位的地质土层情 况，物理性能，所处区域地震带设防烈度要 求等，对现场工程地质条件作出正确评价。 如土层分布情况，物理指标、力学参数等， 水文地质情况，地下水位，对混凝土的腐蚀 性等，各岩土层的地基承载力的具体要求 • 混凝土和钢筋用量（如图）
• 8．预埋管 • 布置保护电缆，但同时对基础结构 不利，施工时布置均匀相互间留有间 距，尽量减少对基础结构的影响。
预埋管
• 9．基础接地环（未附图） • 接地规格材料，热镀锌扁钢，宽*厚： 30*3.5。
基础浇筑
• 1．风机制造商对风机基础检查项目及依据 • 1．1．基桩钢筋连接情况，底层、顶层钢筋绑扎情 况，基础环锚固穿孔钢筋绑扎情况。 • 1．2．基础环放置情况（满足塔筒门朝向要求）， 浇筑前、后基础环上法兰水平度圆度测量值。 • 1．3．预埋管放置尺寸及弯曲半径、接地系统布置 等。 • 1．4．混凝土浇筑情况。 • 1．5．混凝土基础与基础环防腐密封情况。 • 1．6．其余按国家现行建筑施工和监理质量验收标 准和规范进行，并请提供施工、监理全过程的质量 检查记录、验收记录和施工监理报告。
3.混凝土的浇筑
3.1 混凝土的浇筑 1.隐蔽工程的验收 a.钢筋绑扎验收 b.预埋管的保护 c.基础环的再次调整及保 护（止水条） d.接地系统的检查 e.模板检查 d.杂物清理
• 3．2．浇筑前的准备 • a． 原材料检验合格 • b．机械设备和工具(罐车、泵车、发 电机、振捣棒、照明、覆盖物等） • c．各岗位技术交底 • d．应急预案（天气情况、设备工具 等）
Repower MM系列风机
MM系列风机产品结构
1 基础 2 踏筒 3 机舱 4 风轮 5 箱变
一、风力发电机的基础
• 1．风力发电机基础的作用 • 1．1．用于安装支撑风力发电机组 • 1．2．平衡风力发电机组在各种工况 下所产生的载荷（各方向的力、弯矩、 扭矩、疲劳载荷和振动等）。 • 1．3．保证风机高耸结构安全，运行 稳定。
• 安装解缆和扭缆保护装置的必要性： • 解缆和扭缆保护是风力发电机组的偏航系统 所必须具有的主要功能。大多数风力发电机 输出功率的同轴电缆在风力机偏航时一同旋 转，为了防止偏航超出而引起的电缆旋转， 应在偏航系统中设置与方向有关的计数装置 或类似的程序对电缆的扭绞程度进行检测， 该检测装置在电缆达到规定的扭绞角度前发 解缆信号。偏航系统的解缆分为初级解缆和 终极解缆。初级解缆是在一定的条件下进行 的，一般与偏航圈数和风速有关。
• 3．基础设计满足以下两个条件 • 3．1．要求作用于地基上的载荷不超 过地基的容许应力，保证地基有足够 的安全储备 • 3．2．控制基础的沉降，使其不超过 地基容许变形值
• 4．风电机组基础的种类 • 风力发电机基础均为钢筋混凝土独立基础， 根据风电场工程地质条件和地基承载力和风 机载荷的不同分为：天然重力基础和桩基础 （本风场选用桩基础）。 • 天然重力基础：当基础下层土质具有较好的 承受能力时，选用天然重力基础。 • 桩基础：根据地质勘探情况，当基础下层土 质承载能力较弱时，选用打桩基础或灌注桩 基础。
• 风机偏航系统分为主动偏 航系统和被动偏航系统， 而MM82风机采用的是主动 偏航系统，它指的是采用 电力或液压拖动来完成对 风动作的偏航方式。
风机偏航系统的作用
• 与风力发电机组的控制系统相互 配合，使风力发电机组的风轮始 终处于迎风状态，充分利用风能， 提高风力发电机组的发电效率 提供必要的锁紧力矩，以保障风 力发电机组的安全运行
各种风力发电机
水平轴风力发电机 垂直风力发电机
自动变形双组风叶多层组装式风力发电机
概述
• 当今面对能源和环境领域的各种不同程度的压力， 社会各个层次不同职业的每一个人需要做的是提 高资源的利用率，同时也降低对自然环境的破坏 力度，以创造一个和谐的自然环境，而节能也就 成为当今社会的一个永恒的话题。我们不仅仅要 在已有的、可以大规模利用的资源方面做文章， 更多的是发现、发展新能源，如太阳能、风能、 地热能、潮汐能，提高其利用的程度。风力发电 也是新能的一个主打，在今后的十年里，中国计 划国内的风电容量将达到30000MW。
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3．3．浇筑中的注意事项 a．浇筑时间（12-14h,<40min) b．基础环水平度的测量（专人测量） c．基础环周围振捣到位，减少磕碰 d．坍落度测量和试块制做 e．浇筑完成后，砼顶面压光，便于防腐施 工 • f．基础环排水孔畅通，清理法兰表面 • g．文明施工
• 3．4．养护及回填 • a．及时覆盖养护（淡水） • b．混凝土温度控制（25℃） • c．拆模后的检查（表面缺陷的处理） • d．接地扁铁施工 • e．混凝土表面防腐，满足施工条件 • d．回填夯实（18kN/m3） • f．基础环水平度及圆度测量
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风机偏航系统的组成
• 偏航系统由风向标传感器、偏航轴承、 偏航驱动电机、偏航制动器、扭缆保护 装置等几个部分组成。
风向标传感器
• MM82风机有两个待加热的风速计 安装在气象塔上。气象塔被接地 并具有围绕风速计的雷电捕获回 路。 • 风机同样具有一个带加热的风向 标安装在气象塔上。它具有360° 的绝对度量范围。
桩基础示意图
• 5．风机受力情况 • 机组自身重量Q • 风轮产生的正压力P • 风载荷 • 偏航转向扭矩Mn • 以上载荷均靠基础予以平衡
• 当风机正常运行时机组受力情况如图
• 6．风机机组基础的受力情况（上述荷载在 基础上的作用情况） • 机组和机组的自重 Q和G • 倾覆力矩 M (由机组自重的偏心、风轮产生 的正压力P以及风载荷q的因素产生的合力 矩) • 扭矩 Mn (机组偏航转向时产生的) • 剪切力F (由风轮正压力P和风载荷q 产生) • 风力发电机机组对基础的所产生的载荷主要 应考虑机组自重Q和倾覆力矩Mn
• 2．3．基础环的检验和固定 • a．基础环合格证明，外观检查 • b．基本尺寸的现场检验（L法兰） • c．基础环的吊运固定（起重机械 120t吊车,d4000） • d．基础环固定与塔筒门间的关系 （盛行风向）
• 2．4．钢筋绑扎的注意要点 • a．不得焊接，优先机械连接（25%） • b．机械连接牢固可靠，尤其环形筋 （套筒满足国标要求） • c．搭接长度满足图纸要求，需要重点 检查 • d．重点检查基础环加强筋12号筋，穿 孔筋21号筋
偏航轴承
• 偏航轴承的轴承内、外圈分别与 机组的机舱和塔体用螺栓连接。 轮齿可采用内齿或外齿形式。外 齿形式是轮齿位于偏航轴承的外 圈上，内齿形式是齿轮位于偏航 轴承的内圈上，齿合受力效果较 好，结构紧凑。MM82型风机的偏 航轴承采用的是外齿形式。
偏航驱动电机
• 偏航驱动由4个交流电压400V的 电动机组成，偏航速率达到 0.5°∕s。
• 采用齿轮驱动的偏航系统时，为 避免因振荡的风向变化而引起偏 航轮齿产生交变的载荷，应采用 偏航制动器（或称偏航阻尼器） 来吸收微小的自由偏转振荡，防 止偏航齿轮的交变应力引起齿轮 过早损伤。
偏航液压装置作用
• 主要是通过液压站对 制动卡钳进行拖动， 从而控制制动卡钳的 松开或锁紧。
解缆和扭缆保护装置
• 扭缆保护装置的作用： • 在偏航系统的偏航动作失效后，电缆 的扭绞达到威胁机组安全运行的程度 而触发该装置，使机组进行紧急停机。 一般情况下，这个装置是独立于控制 系统的，一旦这个装置被触发，则机 组必须进行紧急停机。
• 扭缆保护装置组成： • 一般由控制开关和触点机构组成，控制开关 一般安装于机组的塔架内壁的支架上，触点 机构一般安装于机组悬垂部分的电缆上。当 机组悬垂部分的电缆扭绞到一定程度后，触 点机构被提升或被松开而触发控制开关。正 常运行时，如机舱在同一方向偏航累计超过 3圈时，则扭缆保护装置动作，执行解缆。 当回到中心位置时解缆自动停止。
风向标传感器的作用
• 作为感应元件，对应每一个风向都有一个相 应的脉冲输出信号，通过偏航系统软件确定 其偏航方向和偏航角度，风向标将风向的变 化用脉冲信号传递到偏航电机的控制回路的 处理器里，经过偏航系统调节软件比较后处 理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航 命令，为了减少偏航时的陀螺力矩，电机转 速将通过同轴连接的减速器减速后，将偏航 力矩作用在回转体大齿轮上，带动风轮偏航 对准风向，当对风完成后，风向标失去电信 号，电机停止工作，偏航过程结束。
• 5．REpower风机塔架材料 • 塔架常用材料为低合金高强度结构钢 Q345D、Q345E，该材料具有韧性高， 低温性能好，焊接性能好等特点。 （本风机塔筒采用Q345D钢结构）
• 6．REpower风机塔架的防腐 • 由于风力发电机通常安装于荒野、高 山、海边，承受日晒雨淋、强紫外线、 沙尘和盐雾。表面防腐至关重要。防 腐涂层设计寿命大于15年，漆膜坚硬 耐磨附着性好，耐候性、耐水性好。
二、风力发电机的塔架（塔筒）
• 1．风力发电机塔架的作用 • 1．1．作为风力发电机支撑承载部件， 有足够的强度刚度承受各工况下的载 荷。 • 1．2．电力输送载体和设备及人员的 保护体。 • 1．3．使风机更加美观。
• 2．REpower 风机塔架简介 • 风机塔架设计为锥形、圆筒式钢塔筒，依据轮毂高 度和特殊的塔架设计由三段组成，如图。每个塔筒 均具有一个允许经许可人员进入到塔筒底部的可上 锁的门，内部有一个符合欧洲安全标准的爬梯可到 达机舱且装有防跌落保护系统。底部塔筒设计有通 风装置以保证塔架内部空气流通。塔架的每一段都 设置有平台和照明灯以供休息或在紧急情况时提供 保护。一旦掉电，用于应急照明系统的蓄电池可以 确保安全撤离风机。同时在各平台安全的位置还装 设有安全电压的照明插座和使用电动工具的电源插 座。
• 2．钢筋绑扎前的准备 • 2．1．桩检合格 • a.单桩承载力竖向抗压、抗拔静载试 验和水平承载力试验合格 • b.桩位偏差合格（1/3D） • c.桩头清理（油污，砼碎块）
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2．2．钢筋检验 a．出厂合格证 b．复检合格证明 c．.钢筋机械连接抗 拉试验合格证明 d．表面清理
机舱的组成
• 机舱由底盘和机舱罩组成。 • 机舱内通常布置有偏航系统、传 动系统、制动系统、发电机、控 制系统。
机舱
偏航系统
• 风机的偏航系统也称为对风装置，是 上风向水平轴式风力机不可少的组成 系统之一，而下风向风力机的风轮能 自然地对准风向，因此一般不需要进 行调向对风控制。
风机偏航系统分类
• 3．载荷工况 • 风机塔架承受载荷不得超过限制状态， 各类工况根据当地气象资料和安装场 地类型确定。各等级风机基本参数规 定如下表
• 4．风机设计载荷工况分类 • 4．1．惯性力和重力载荷 • 作用于风电机组的静态和动态载荷，由振动、旋 转、地球引力及地震的作用产生 • 4．2．空气动力载荷 • 由气流与风机的固定或运动旋转相互作用引起 • 4．3．运行载荷 • 由风机操作和控制产生。 • 4．4．其他载荷 • 如波动载荷、尾流载荷、冲击载荷等
偏航制动器及偏航液压装置
• 偏航制动器主要由10个安装于偏 航轴承上的液压制动卡钳和1个制 动盘组成。
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a. 制动卡钳由制动钳体和制动衬块组 成。制动钳体一般采用高强度螺栓连 接，用经过计算的足够的力矩固定于 机舱的机架上。 b. 制动盘位于塔架或塔架与机舱的适 配器上，一般为环状。
偏航制动器作用
• 7．风机塔架制造允许偏差 • 要求允许偏差主要包括法兰平面度， 圆度，塔筒法兰与轴线垂直度等
三、风力发电机机舱部分
• 风机根据不同的分类标准，存在以下 分类： • 水平轴与垂直轴 • 离网与并网 • 定速与变速 • 阻力与升力 • 叶片数量（三叶片）
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上风向与下风向 定桨距与变桨距 有齿轮箱与直驱 自由式与主动式 电动变桨与液压变桨