永磁直驱5mw风力发电机组定转子支架制造技术及工艺

发电机组大型结构件变形采用的工艺装备。在机加工过程中为满足精度，提高效率而研制的专用设 备、专用量具等研究成果。 (6) 6.0Mw 永磁直驱大功率风力发电机组定、转子要解决耐盐碱性、耐潮湿、耐高温、严寒及阳光
爆晒的沿海防腐技术已经应用于防腐过程中。
三、性能、技术参数
5.0Mw 风力发电机组关键部件定、转子，为永磁直驱式，设计使用寿命 20 年， 研发过程中主要参数如下:
五、人才队伍
1. 国水投资集团西安风电设备股份有限公司：
纪建华 总工程师 雒正良 技术部部长 吕仲虎 高级机械工程师 朱绒利 焊接工程师
姚步峰 机械工程师 张玲玲 机械工程师 扁明亮 探伤室主任
2. 金风科技有限公司研发部
总工程师 刘 合
3. 西安交通大学焊接研究所：
张建勋教授、副所长
4. 西北工业大学风能装置测控研究所：
φ1.6mm
250-300
28-33
18-22
UT
5.0Mw 风力发电机组关键零部件大型钢结构件热处理参数
h
610 10C 580 10C
600
改进前热处理曲线 改进后热处理曲线
/
10C
/h
10C / h 50
60 10C
500
400
60
40 10C / h
300
200
100
2H
4H
6H
8H
10 H 12 H 14 H 16 H 18 H 20 H 22 H 24 H 26 H 28 H
一、项目概述：
国水投资集团西安风电设备股份有限公司从 2006-2009 年已为金凤科技生产制造 1.5Mw 风力发电 机组大型结构件发电机定、转子支架总成 1000 余台套、2.5Mw 风力发电机组大型结构件发电机定、 转子支架总成新产品试制 6 台套。生产制造 750Kw-3.0Mw 机舱底座 3000 余台。具有一定生产制造风 力发电机组大型结构件的经验。
5.0Mw 风力发电机组关键零部件大型钢结构件焊接参数
焊接速度
备
工 焊缝形式
板厚δ
焊丝直径(d) 焊接电流(I) 焊接电压(V)
焊角高度(k)
cm/min
注
艺
埋弧焊 δ60 与δ60
φ4
600-650
30-34
18-25 9mm/13mm
参
φ1.2mm
220-270
26-30
18-20
UT
数 T 型焊缝 δ20 与δ30
大功率风电机组 5.0Mw 关键部件制造技术的研究成果已应用到目前的生产过程中。 （1) 5.0Mw 永磁直驱大功率风力发电机组定、转子支架大型钢结构件制造技术的基本工艺路线根据 用工装、模板、自制设备的应用而进行了重新安排，提高了生产效率。 （2）根据5.0Mw永磁直驱大功率风力发电机组定、转子支架大型钢结构件常温材料、低温材焊接强 度、热影响区研究与实验的的数据应用到生产中。常温材料在永磁直驱大功率风力发电机组低温型 大型结构件上的应用。现已采用自动焊接方法。 （3）根据风力发电机组大型结构件对焊接应力、热处理退火前后焊接应力分布及焊接应力消除情热 处理研究，从新制定了5.0Mw大型结构件的退火工艺，购置先进的焊接应力检测仪器，开发建立先进
风力发电机组定、转子钢结构件热处理曲线对比
3
试样材料
不同材料在焊接参数下检测结果
焊接
焊接 抗 拉 抗弯
冷冲击 KV2(J)
电流（A） 电压（V） Rm(MPa) 试验 0 ℃ -20℃ -40℃
检测证书 编号
钢板（60）Q345C 220-270
26-30
550
无裂纹 50.7
67.8
51.2 09-11-134
掌握 5Mw 直驱永磁风力发电机组关键部件的设计和制造技术，获得整机设计和制造自主知识产权。 联合西安交通大学焊接协会、西安黑色金属研究所机械性能试验室、对直驱永磁风力发电机组关键 部件进行攻关，使风电机组关键部件的制造技术达到国际先进水平，性能稳定可靠，填补国内空白。 并可申请多项国家专利。为企业获得更大的经济效益。 二、目标
廖明夫教授、博士
5. 陕西省黑色冶金产品质量监督检验站：
于 斌 工程师
6. 西安中鼎机电设备有限公司：
张永红 总工程师
5
国水投资集团西安风电设备股份有限公司现有员工 1500 余人，其中结构分厂员工 900 余人，厂 房面积 3.5 万平方米，有国内先进的数控下料、数控卷板、压力机、变位自动焊接工装等设备。具 有一定生产制造风力发电机组大型结构件的实力。
我公司有西北地区最大的微机控制大型井式热处理退火炉三座，可以对风力发电机组大型结构件 退火工艺、退火前后应力测试进行试验与研究。并且我公司已有原材料理化试验室、超声波探伤室 等。并且正在筹建大型钢结构件研究所。
2
的适合风力发电机组大型结构件的热处理设备。测试结果经热处理后焊接应力可消除85%以上。 （4）为解决5.0Mw永磁直驱大功率风力发电机组定、转子支架防变形对设备的选用，采用的刀具、 工装已应用于生产。
（5）永磁直驱 5.0Mw 风力发电机组定、转子支架应用了拼配平台，自动焊接转胎设备。为预防风力
钢板（20）Q345C 130-150
18-20
555
无裂纹 303
66.3
10-6-249
钢板（35）Q345C 钢板（40）Q345D 钢板（30）Q345D 钢板（30）Q345E
220-270 220-230 220-230 200-250
26-30 20-25 20-25 22-25
575
较优越的基础条件。具有较强的竞争力。
四、知识产权和专利
技术方面：
1.大功率风力发电机组造技术方面的国家技术专利。
2.风力发行业制定国家标准提供技术支持。
技术成果：属自主知识产权项目，国内领先，申报国内专利。
4
1. 大型钢结构件的焊接专用设备
2. 一种先进的结构焊接和机械加工工艺。
3. 一种海上风力发电机组大型钢结构件防腐新方法。
无裂纹 89.8
55.7
49.4 09-11-135
560
无裂纹 ──
.5
──
10-8-257
550
无裂纹 ──
45.8
──
10-6-247
535
无裂纹 ──
──
51.0 09-11-231
这些技术参数是经过，试验对比而最终形成的工艺。
金风科技在北京官厅首件装机的 5.0Mw 风力发电机组关键部件为我公司制造，研制首件历时 2
件设施，技术实力。公司有大、精、尖数控设备 29 台，其他结构、机加工设备、起重设备 200 余台。
有理化实验室、超声波探伤室、检测设备仪器 760 余台件。有西北地区最大计算机控制热处理退火
炉 4 座。并且有金风科技在我公司建立的拉伸、抗弯强度实验仪、光谱分析仪等。另外我公司为大
功率风力发电机组关键零部件检测进口的激光跟踪仪、进口 5 米外径千分尺等。与国内同行比较有
由于可开发的风能资源的地理位置有限，能最大程度的利用风能，企业在发展过程中必须根据市 场规律，研发大功率的风力发电机组是在必行，5Mw 风力发电机组的制造技术成熟后，产品批量进 入市场是企业发展的关键一步。
永磁直驱 5Mw 风力发电机组定、转子支架大型钢结构件制造技术。定、转子支架机械加工制造工 艺研究。是解决目前国内大型永磁直驱风力发电机组新技术开发项目。可以解决风能发电效率的难 点，适应海上工作环境要求对发电机组的防腐必须有新的突破，为风力发电大型零部件生产做贡献。 尤其在目前国内风电行业飞速发展的今天风力发电机组大型风力发电机组结构件制造技术更是破在 眉睫，
年，积累了丰富的经验，比国内同行抢先进入风电市场。
由中国三峡新能源公司牵头，利用国水投资集团西安风电设备股份有限公司在风力发电机组大
型钢结构件制造及其它大型旋转钢结构件制造的经验和技术实力，联合西安交通大学焊接协会、西
安黑色金属研究所机械性能试验室、对直驱永磁风力发电机组关键部件进行攻关， 加上我公司的硬