风电机组整机基础知识
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SL1500风力发电机组 整机基础知识
华锐风电科技有限公司
1
第一篇 整机机械传动
2
一.风力发电理论原理
风能
机械 能
变压器升压 后输送至电
网
电能
叶轮吸收风能 发电机将机械 转化为机械能 能转化为电能
3
风力发电机组
立轴式
水平轴式 4
水平轴风力发电机组
5
二. SL1500风力发电机组概述
叶片
一. 叶轮
SL1500/60 1500 约3 25 14 60.4
65/70/80 70
11-22 20.1 超IECⅠ
SL1500/82 1500 3 20 10.5 82.9 70/80 52.5 9.7-19 17.4 IEC Ⅲ
SL1500/77 1500 3 20 11 77.4
65/70/80/100 52.5/59.5 9.8-18.3 17.4
47
单位:kn/mm２(单位面积承受的公斤力)
玻璃钢复合叶片 碳纤维复合叶片
13
叶片技术发展——尺寸
14
叶片技术发展——数量
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
单叶片
双叶片
三叶片 15
二.轮毂
功能： 固定叶片，连接齿轮箱。叶片受力后，带
动轮毂顺时针旋转，即将风能转化为机械能。
16
变桨系统： 叶片安装到轮毂的哪个位置？ 叶片靠什么驱动来变桨？ 叶片的变桨角度有没有限制？
IEC Ⅲ / IE8C Ⅱ
SL1500风力发电机组机舱内部简图
9
第二篇 叶轮
10
一.叶片
数量：三只 作用：机组吸收风能的部件 主要材料：玻璃钢 改变叶片仰角可实现功率调节——变桨系统 叶片的工作位置：在90度仰角时
11
现场照片
12
叶片技术发展——材料
木制叶片及布蒙皮叶片 钢梁玻璃纤维蒙皮叶片 铝合金等弦长挤压成型叶片
34
侧面轴承
偏航驱 动装置
滑垫保 持装置
偏航大齿圈
35
风速风向仪
风电机组对风的测量是由风速风向仪来实现的。
36
凸轮计数器
37
第六篇 塔筒
38
一.塔筒的作用
1. 获得较高且稳定的风速，即让 风轮处于风能最佳的位置。
2. 给风轮及主机（机舱）提供满 足功能要求的、可靠的固定支 撑。
3. 提供安装、维修等工作的平台。
屈服强度: 当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除 了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应 力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一 个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段 的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。 由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材 料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。
41
42
塔筒的高强度螺栓连接
螺栓上的字符： 字母表示生产厂家的简称，
比如CA是一汽标准件厂的简写。 下面的数字表示螺栓的强
度等级,圆点前的数字表示螺栓 的抗拉强度Mpa的百分之一。 圆点后的数字表示螺栓的屈服 强度与抗拉强度的比的10倍 。
43
44
45
46
抗拉强度： 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排 列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然 发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直 至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明 显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此 处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂 破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值（b点对应值） 称为强度极限或抗拉强度。
刹车力矩不会变成齿轮箱 齿轮箱可带集成风轮支
载荷
撑
缺点 刹车力矩很大
刹车力矩对齿轮箱有载 荷冲击
多数情况要采用非集成风 安全性差 轮支撑的齿轮箱
30
三.发电机对中
齿轮箱输出轴轴心线 发电机转子轴心线
31
第五篇 偏航系统
32
装配位置
33
偏航系统
功能：改变机舱朝向以实现对风、解缆保护
机组偏航 1.靠什么装置驱动？ 2.“需要偏航”由谁决定？ 3.“偏航多少角度”由谁 检测？
7
SL1500系列风力发电机组基本参数
技术参数 单位
SL1500/70
额定功率 kW
1500
切入风速 m/s
3
切出风速 m/s
25
额定风速 m/s
12
叶轮直径 m
70.4
轮毂高度 m
65/70/80
生存风速 m/s
70
转速范围 rpm
11.5-21.2
额定转速 rpm
20.1
风机类型
IEC Ⅱ /抗台风型
24
第四篇 联轴器制动器
25
装配位置
26
一.联轴器
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。
27
二.制动器
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。
28
29
刹车系统位于齿轮箱高速端与低速端的比较
低速轴上
高速轴上
优点
高可靠刹车直接作用在风 刹车力矩小 轮上
轮毂
二. 机舱 三. 塔架 四. 基础
6
SL1500系列风电机组分类
叶轮直径尺寸分类：SL1500/60 SL1500/70 SL1500/82 SL1500/77
机型环境温度分类：
常温型：生存温度：-25℃~+45℃
运行温度：-15℃~+45℃
低温型：生存温度：-45℃~+45℃
运行温度：-30℃~+45℃
17
三.叶轮组装
18
第三篇 齿轮箱
19
装配位置
20
低转速
叶轮
将低转速的动能转 化为高转速的动能
齿轮箱
需要高 转速
发电机
21
三.SL1500风电机组齿轮箱结构
22
齿轮箱的减噪装置
齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2。 减振元件增加在齿轮箱与主机架之间。
23
五.润滑冷却系统
对齿轮和轴承的保护作用： • 减小摩擦和磨损，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。
39
二.塔架的主要形式
塔架有张线支撑式和悬臂梁式两种基本形式。塔架所 用的材料可以是木杆、铁管或其它圆柱结构，也可以是钢 材做成的桁架结构。
a、张线支撑式 b、悬臂梁式
c、桁架式及塔架的主要受力情况
40Baidu Nhomakorabea
三.SL1500机组塔筒
目前华锐风电所用塔架（以 轮毂中心高计算）主要为：
65米、70米、80米、100米 以运行的环境温度划分有： 低温型（-40ºC） 常温型（-20ºC）
华锐风电科技有限公司
1
第一篇 整机机械传动
2
一.风力发电理论原理
风能
机械 能
变压器升压 后输送至电
网
电能
叶轮吸收风能 发电机将机械 转化为机械能 能转化为电能
3
风力发电机组
立轴式
水平轴式 4
水平轴风力发电机组
5
二. SL1500风力发电机组概述
叶片
一. 叶轮
SL1500/60 1500 约3 25 14 60.4
65/70/80 70
11-22 20.1 超IECⅠ
SL1500/82 1500 3 20 10.5 82.9 70/80 52.5 9.7-19 17.4 IEC Ⅲ
SL1500/77 1500 3 20 11 77.4
65/70/80/100 52.5/59.5 9.8-18.3 17.4
47
单位:kn/mm２(单位面积承受的公斤力)
玻璃钢复合叶片 碳纤维复合叶片
13
叶片技术发展——尺寸
14
叶片技术发展——数量
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
单叶片
双叶片
三叶片 15
二.轮毂
功能： 固定叶片，连接齿轮箱。叶片受力后，带
动轮毂顺时针旋转，即将风能转化为机械能。
16
变桨系统： 叶片安装到轮毂的哪个位置？ 叶片靠什么驱动来变桨？ 叶片的变桨角度有没有限制？
IEC Ⅲ / IE8C Ⅱ
SL1500风力发电机组机舱内部简图
9
第二篇 叶轮
10
一.叶片
数量：三只 作用：机组吸收风能的部件 主要材料：玻璃钢 改变叶片仰角可实现功率调节——变桨系统 叶片的工作位置：在90度仰角时
11
现场照片
12
叶片技术发展——材料
木制叶片及布蒙皮叶片 钢梁玻璃纤维蒙皮叶片 铝合金等弦长挤压成型叶片
34
侧面轴承
偏航驱 动装置
滑垫保 持装置
偏航大齿圈
35
风速风向仪
风电机组对风的测量是由风速风向仪来实现的。
36
凸轮计数器
37
第六篇 塔筒
38
一.塔筒的作用
1. 获得较高且稳定的风速，即让 风轮处于风能最佳的位置。
2. 给风轮及主机（机舱）提供满 足功能要求的、可靠的固定支 撑。
3. 提供安装、维修等工作的平台。
屈服强度: 当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除 了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应 力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一 个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段 的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。 由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材 料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。
41
42
塔筒的高强度螺栓连接
螺栓上的字符： 字母表示生产厂家的简称，
比如CA是一汽标准件厂的简写。 下面的数字表示螺栓的强
度等级,圆点前的数字表示螺栓 的抗拉强度Mpa的百分之一。 圆点后的数字表示螺栓的屈服 强度与抗拉强度的比的10倍 。
43
44
45
46
抗拉强度： 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排 列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然 发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直 至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明 显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此 处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂 破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值（b点对应值） 称为强度极限或抗拉强度。
刹车力矩不会变成齿轮箱 齿轮箱可带集成风轮支
载荷
撑
缺点 刹车力矩很大
刹车力矩对齿轮箱有载 荷冲击
多数情况要采用非集成风 安全性差 轮支撑的齿轮箱
30
三.发电机对中
齿轮箱输出轴轴心线 发电机转子轴心线
31
第五篇 偏航系统
32
装配位置
33
偏航系统
功能：改变机舱朝向以实现对风、解缆保护
机组偏航 1.靠什么装置驱动？ 2.“需要偏航”由谁决定？ 3.“偏航多少角度”由谁 检测？
7
SL1500系列风力发电机组基本参数
技术参数 单位
SL1500/70
额定功率 kW
1500
切入风速 m/s
3
切出风速 m/s
25
额定风速 m/s
12
叶轮直径 m
70.4
轮毂高度 m
65/70/80
生存风速 m/s
70
转速范围 rpm
11.5-21.2
额定转速 rpm
20.1
风机类型
IEC Ⅱ /抗台风型
24
第四篇 联轴器制动器
25
装配位置
26
一.联轴器
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。
27
二.制动器
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。
28
29
刹车系统位于齿轮箱高速端与低速端的比较
低速轴上
高速轴上
优点
高可靠刹车直接作用在风 刹车力矩小 轮上
轮毂
二. 机舱 三. 塔架 四. 基础
6
SL1500系列风电机组分类
叶轮直径尺寸分类：SL1500/60 SL1500/70 SL1500/82 SL1500/77
机型环境温度分类：
常温型：生存温度：-25℃~+45℃
运行温度：-15℃~+45℃
低温型：生存温度：-45℃~+45℃
运行温度：-30℃~+45℃
17
三.叶轮组装
18
第三篇 齿轮箱
19
装配位置
20
低转速
叶轮
将低转速的动能转 化为高转速的动能
齿轮箱
需要高 转速
发电机
21
三.SL1500风电机组齿轮箱结构
22
齿轮箱的减噪装置
齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2。 减振元件增加在齿轮箱与主机架之间。
23
五.润滑冷却系统
对齿轮和轴承的保护作用： • 减小摩擦和磨损，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。
39
二.塔架的主要形式
塔架有张线支撑式和悬臂梁式两种基本形式。塔架所 用的材料可以是木杆、铁管或其它圆柱结构，也可以是钢 材做成的桁架结构。
a、张线支撑式 b、悬臂梁式
c、桁架式及塔架的主要受力情况
40Baidu Nhomakorabea
三.SL1500机组塔筒
目前华锐风电所用塔架（以 轮毂中心高计算）主要为：
65米、70米、80米、100米 以运行的环境温度划分有： 低温型（-40ºC） 常温型（-20ºC）