风力发电机组传动系统设计实习报告

目录

引言 (2)

一、风力发电机组简介 (2)

风力发电机原理 (2)

风力发电机组结构 (3)

二、风力发电机组传动系统 (5)

风力发电机组齿轮箱的概况 (5)

风力发电机组中的联轴器 (10)

三、风力发电机组的分类特点 (11)

垂直轴风力发电机组 (11)

水平轴风力发电机组 (12)

直驱型风力发电机 (12)

双馈式风力发电机 (12)

四、风力发电控制系统简述 (13)

风电控制系统基本功能 (13)

五、参考文献 (13)

风力发电机组传动系统设计

引言

随着科技的不断进步，社会的不断发展，能源问题将会成为未来人类必须解决的问题之一，同时可再生能源结构会成为未来能源的倾向之一。现如今风能作为一种无污染的可再生能源备受人们的关注，在一定程度上，风力发电将会成为未来最具潜力的新能源之一。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在大力提倡。

一、风力发电机组简介

风力发电机原理

风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。

风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护

电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。

风力发电机组结构

风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。该机组通过风力推动叶轮旋转，再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，有效的将风能转化成电能。风力发电机组结构示意图如下。

各主要组成部分功能简述如下：

（1）叶片叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。叶轮的转动是风作用在叶片上产生的升力导致。由叶片、轮毂、变桨系统组成。每个叶片有一套独立的变桨机构，主动对叶片

进行调节。叶片配备雷电保护系统。风机维护时，叶轮可通过锁定销进行锁定。

（2）（2）变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。

(3)发电机发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。明阳se机组采用是带滑环三相双馈异步发电机。转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。

风力发电机工作过程简图

（4）偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。偏航系统一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、偏航液压回路等几个部分组成。

（5）轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。

（6）塔架塔架的作用是将风轮及整个传动链支撑在离地面65m或80m高度，使风轮能捕获更多的能量。塔架内部有爬梯，带有安全导轨，以供工作人员上下使用，通过它可以到达各连接法兰下方的平台及机舱，还可以选配助力器，使人员上下更加轻松。

（7）基础如同建筑的基础，风力发电机组基础的主体也是埋在地面以下的，由钢筋和混凝土组成，其中嵌入了基础段。基础段露出混凝土上表面约600mm,焊有法兰，用于与下段塔筒进行连接。

二、风力发电机组传动系统

传动系统是风力发电机组很重要的部件，其功能是传递机械能，并最终将机械能转换成电能，主要由主轴及其支撑、齿轮箱、发电机等部件组成。

风力发电机组齿轮箱的概况

风力发电机组的增速齿轮箱是一个重要的机械部件。其主要功能就是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机。风轮的转速很低，远达不到发电机发电的要求，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称为增速箱。

根据机组的总体布置要求，有时将风轮轮毂直接相连的传动轴（即

主轴）和齿轮箱的输入轴合为一体，其轴端形式是法兰盘连接结构。也有将主轴和齿轮箱分别布置，其间利用张紧装置和连轴节连接的结构。

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可分为展开式、风流式、同轴式及混合式等。

(1)基本参数

（2）结构特点

1.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；大大减小了机舱的体积。

2.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。

3.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。

（3）齿轮箱的作用及工作过程

齿轮箱的作用：将风轮的动能传递给发电机,并使其得到相应的转速。

齿轮箱的工作过程：风作用到叶片上，驱使风轮旋转。旋转的风轮带动齿轮箱主轴转动并将动能输入齿轮副。经过三级变速，齿轮副将输入的大扭矩、低转速动能转化成低扭矩、高转速的动能，通过联轴器传递给发电机。发电机将输入的动能最终转化为电能并输送到电网。

（4）齿轮箱的结构原理

1>.箱体部分