风电技术培训记录

华电福新能源甘肃分公司技术培训记录公司名称甘肃华电环县风力发电有限公司

培训名称风力发电机组传动系统认知

培训时间2016年月日时分至时分

主持人记录人

应参加人数实参加人数

缺席者姓名及缺席原因

参加人员签名

谢跃峰翟安王肖东

雷磊张洁柳兴泰

王波路亚忠谢金东

段玉马中原张德荣

胡伟文张宏涛李冲

一、技术培训学习内容：

一、风力发电机组传动系统认知

（一）风轮（叶轮）

风力机区别于其他机械的最主要特征就是风轮，起作用是将风的动能转化为机械能。风轮一般由一个、两个或两个以上的几何形状一样的叶片和一个轮毂组成。风力发电机组的空气特性取决于风轮的几何形式，风轮的几何形式取决于叶片数、叶片的弦长、扭角、相对厚度分布以及叶片所用翼型空气动力特性等。

风轮的功率大小取决于风轮直径。对于风力发电机组来说，追求的目标是最经济的发电成本。风轮是风力发电机组最关键的部件，风轮的费用约占风力发电机组总造价的20%~30%，而且它至少应该具有20年的设计寿命。

风轮的几何参数如下。

（1）叶片数风轮叶片的数目由很多因素决定，其中包括空气动力效率、复杂度、成本、噪声、美学要求等。一般来说，叶片数越多，风能利用系数越大，风力机输出转矩越大，风力机的启动风速越低，但其风轮轮毂也就越复杂，制造成本也越大。从经济和安全角度，现代风力发电机组多采用三叶片的风轮。另外，从美学角度上看，三叶片的风轮看上去较为平衡和美观。

（2）风轮直径是指风轮在旋转平面上投影圆的直径。风轮直径的大小与风轮的功率直接相关，一般而言风轮直径越大，风轮的功率就越大。

（3）风轮扫琼面积是指风轮旋转平面上的投影面积。

（4）风轮高度是指风轮旋转中到基础平面的垂直距离。从理论上讲，风轮高度越高，风速就越大，但风轮高度越高，则塔架高度越高，这就使得塔架成本及安装难度和费用大幅度提高。

（5）风轮锥角是指叶片相对于和旋转轴垂直的平面的倾斜度。其作用是在风轮运行状态下减小离心力引起的叶片弯曲应力，减少叶尖和塔架碰撞的机会。

（6）风轮仰角是指风轮的旋转轴线和水平面的夹角。仰角的作

用是避免叶尖和塔架的碰撞。

（7）风轮额定转速是指输出额定功率时风轮的转速。

（8）风轮最高转速是指风力机处于正常状态下（空载和负载）风轮允许的最大转速。

（9）风轮实度是指风轮叶片投影面的总和与风轮扫琼面积的比值。

1.叶片

风力发电机组的风轮叶片是接受风能的主要部件。风轮叶片技术是风力发电机组的核心技术，叶片的翼形设计、结构形式直接影响风力发电装置的性能和功率，是风力发电机组中最核心的部分之一，要求具有高效的接受风能的翼形、合理的安装角、科学的升阻比、尖速比和叶片的扭角。由于叶片直接迎风获得风能，所以还要求叶片具有合理的结构、油脂的材料和先进的工艺以使叶片可靠地承担风力、叶片自重、离心力等给予叶片的各种弯矩、拉力，而且还要求叶片重量轻、结构强度高、疲劳强度高、运行安全可靠、易于安装、维修方便、制造容易、制造成本和使用成本低。另外，叶片表面要光滑以减少叶片转动时与空气的摩擦阻力。

2.轮毂

轮毂是连接叶片与主轴的重要部件，叶片安装在它的上面，构成收集风能的风轮，它承受了风力作用在叶片上的推力、转矩、弯矩及陀螺力矩。通常轮毂的形状为星形结构和球形结构。风轮轮毂的作用是传递风轮的力和力矩到后面的机械结构或塔架上去。它可以是

铸造结构，也可以采用焊接结构。

（二）主轴

在风力发电机组中，主轴承担了支撑轮毂处传递过来的各种负载的作用并将转矩专递给增速齿轮箱，将轴向推力、气动弯矩专递给机舱和塔架。主轴安装在风轮和齿轮箱之间，前端通过螺栓与轮毂刚性连接，后端与齿轮箱低速轴连接，承力大且复杂。受力形式主要有轴向力、径向力、弯矩、转矩和剪切力，风机每经历一次启动和停机，主轴所受的各种力都将经历一次循环，因此会产生循环疲劳。所以主轴具有较高的综合力学性能。

（三）齿轮箱

风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要作用是将风轮的转速增加到发电机要求的转速。风轮的转速较低，在多数风力发电机组中达不到发电机发电的要求，必须通过齿轮箱齿轮副的作用来实现增速，故也将齿轮箱称之为增速箱。由于风轮转速与发电机转速之间的巨大差距，使得齿轮箱成为风力发电机组中一个必不可少的部件。风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱；按照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式以及混合式等。

（四）联轴器与安全离合器

将两轴的轴端直接连接起来以传递运动和动力的连接形式称为轴间连接，通常采用联轴器离合器。联轴器和离合器都能把不同部件

的两根轴连接起来，不同的是，联轴器是一种固定的连接装置，在机器运转过程中被连接的两根轴一起转动而不能脱开。离合器则是一种能随时将两轴结合或者分离的连接装置。风力发电机上使用的安全离合器在正常运行时是将两轴固定在一起的，只有发生过载时离合器才发生打滑。联轴器是一种通用元件，在风力发电机组中种类很多，常采用刚性联轴器、弹性联轴器两种形式。刚性联轴器常用在对中性好的两轴的连接，而弹性联轴器则可用在两轴对中较差时提供两轴的连接。

（五）机械刹车

机械刹车是一种制动式减慢旋转负载的装置。一般分为外包块式制动器、内涨蹄式制动器、带式制动器、盘式制动器、载荷自制盘式制动器、磁粉制动器、磁涡制动器等。

（六）发电机

1、发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由动力机械驱动。发电机的功能是将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量，由机械能转换为电能。发电机的种类有很多，其工作原理都是基于电磁感应定律和电磁学及力学定律。其构造原理是：用适当的导磁和导电材料构成相互进行电磁感应的磁路和电路，以生产电磁功率，达到能量转换的目的。发电机通常是由定子、转子、外壳（机座）、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、定子绕组、机座、接线盒以及固定这些部件的其他机构件组成。转子由转子轴、转子铁芯（或磁极、礠轭）、转子绕组、护环、中心环、集电环及风扇等部