风力发电理论及整机基础知识
风电机组整机基础知识
空气密度按照标准空气密度(1.225kg/m3)计算功率曲线如下。
5.风力发电机的主要种类
竖轴式
横轴式
横轴风力发电机和竖轴风力发电机根据叶片固定轴的方位， 风力发电机可以分为横轴和竖轴两类。竖轴式风电机工作时转轴 方向与风向一致，横轴式风电机转轴方向与风向成直角。 横轴式风电机通常需要不停地变向以保持与风向一致。而 竖轴式风电机则不必如此，因为它可以收集不同来向的风能。 横轴式风电机在世界上占主流位置。 逆风风力发电机和顺风风力发电机 逆风风电机是一种风轮面向来风的横轴式风电机。而对於顺 风风电机，来风是从风轮的背後吹来。大多数的风力发电机是逆 风式的。 单叶片、双叶片和三叶片风力发电机 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、噪音、美 学要求等等。大型风力发电机可由1、2或 者3片叶片构成。叶片较少的风力发 电机通常需要更高的转速以 提取风中的能量，因此噪音比较大 。而如果叶片 太多，它们之 间会相互作用而降低系统效率。目前3叶片风电机是主流。从美 学角度上看，3叶片的风电机看上去较为平衡和美观。
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。
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。
5.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。
风力发电基础课件
弦长的夹角
运动旋转方向
u R 2Rn
dL气流升力
相对
速度
dL
1 2
Cl w2dS
dD
1 2
Cd
w 2dS
dF气流w产生的气动力
驱动功率dPw= dT
风输入的总气动功率:P=vΣFa 旋转轴得到的功率:Pu=Tω
风轮效率η=Pu/P
叶片的几何参数
3. 旋转叶片的气动力(叶素分析)
v v1 v2 2
，
贝兹理
最大理想功率为：Pmax
8 27
Sv13
论的极 限值
风力机的理论最大效率：max
Pmax E
(8 / 27)Sv13
1 2
Sv13
16 27
0.593
风力发电机从自然风中所能索取的能量是有限的，其 功率损失部分为留在尾流中的旋转动能。
风力发电机基础理论
3.风力机的主要特性系数
对于有限长的叶片，风轮叶片下游存在着尾迹涡，它形成两 个主要的涡区：一个在轮毂附近，一个在叶尖。有限叶片数由 于较大的涡流影响将造成一定的能量损失，使风力机效率有所 下降。
1) 中心涡，集中在转轴上； 2) 每个叶片的边界涡； 3) 每个叶片尖部形成的螺旋涡。
涡流理论
叶片静止时，据赫姆霍兹定理，叶片附着涡和后缘尾涡 组成马蹄涡系。简化后，将叶片分成无限多沿展向宽度很小 的微段。
叶片的几何参数
2.升力和阻力的变化曲线
0.8
Cl •升力系数与阻力系数是随攻角变化的
0.6
0.4
失速点
0.2
Cd
i
i -30o -20o -10o 0o 10o 20o
-0.2 Cl min
风力发电车知识大全
风力发电车知识大全一、风力发电原理风力发电是利用风能驱动风力发电机组转动，进而驱动发电机产生电能的过程。
风能是一种可再生能源，具有清洁、绿色、可持续的优点。
风力发电的基本原理可以归纳为以下几点：1.风的动能驱动风力发电机组转动；2.风力发电机组将机械能转化为电能；3.发电机产生的电能通过电力电子装置整流、逆变等处理后，供给负载使用。
二、风力发电机组构造风力发电机组主要由风轮、齿轮箱、发电机、塔筒等组成。
其中：1.风轮：由叶片和轮毂组成，是风力发电机组中的重要部分，用于捕捉风能并传递给发电机；2.齿轮箱：将风轮的机械能转化为高速旋转的机械能，再传递给发电机；3.发电机：将机械能转化为电能；4.塔筒：支撑整个机组，并可以通过控制偏航系统来追踪最佳风向。
三、风力发电影响因素风力发电的影响因素主要包括风速、风向、温度、湿度、气压等。
其中，风速是最重要的因素之一，因为风速的大小直接决定了风力发电机组的功率输出。
此外，其他因素也会对风力发电产生影响，例如风向不稳定、温度变化等。
四、风力发电优势与局限风力发电具有以下优势：1.可再生能源：风能是一种无尽的可再生能源，与化石能源相比，具有更少的污染和更低的碳排放；2.绿色环保：风力发电不会产生有害物质排放，对环境友好；3.降低能源成本：随着技术的进步和规模效应的显现，风力发电的成本逐渐降低，成为更具竞争力的能源形式；4.灵活性强：风力发电设备可以灵活布置，适应不同的地形和气候条件。
然而，风力发电也存在一些局限：1.风速不稳定：风速的不稳定导致风力发电的电力输出波动较大，对电网稳定运行带来一定挑战；2.地理位置限制：适合建设风力发电的地理位置需要一定的资源条件，如丰富的风能资源和合适的地理环境；3.初始投资成本高：建设风力发电站需要较大的资金投入，包括设备购置、安装、运输等费用。
五、风力发电发展现状与趋势近年来，全球风力发电发展迅速，特别是在欧美国家，风电已成为重要的能源形式之一。
风力发电理论及整机基础知识
长度（米） 29.25
34
37.3， 37.5，38
40.25
重心距叶片根 部距离（米）
约6.6
约11.25 约11.3 约13.55
风力发电机组的气动基础
二维翼型气体流动情况
上翼面静压值小于下翼面静压值，形成了 升力、阻力、力矩等气动力。
叶片翼型几何定义
A ：叶片前缘
B：叶片后缘
AB ：翼弦，用 t 表示
位置：齿轮箱的前部和后部
作用：当齿轮箱工作环境温度较低 时，加热器对齿轮箱润滑油进行加 热，以确保齿轮箱内部的润滑油保 持在一定的粘度范围。
控制方式：系统自动控制
4.Pt 100（温度传感器）： 数量：三个（油温、轴承各一个，备 用一个）
位置：齿轮箱后部右侧和上方
作用：监控油温和高速端轴承温度， 确保机组的安全
超IECⅠ
SL1500/83 1500 3 20 10.5 83 70 8.5
52.5/59.5 9.7-19 17.4 IEC Ⅲ
SL1500/77 1500 3 20 11 77.4
65/70/80/100 7.5/8.5
52.5/59.5 9.8-18.3
17.4 IEC Ⅲ / IEC Ⅱ
SL1500风力发电机组机舱内部简图
SL1500风力发电机组由传动系统、偏航系统、 液压系统与制动系统、发电机、控制与安全系统等 组成。
传动系统组成： 主传动：（轮毂）主轴齿轮箱联轴器（发电机） 制动系统组成：空气动力制动、机械制动
四.SL1500系列风电机组主传动
产生电能
补偿轴 向偏差
增加转速 减小扭矩
吸收风能
第二篇 叶轮
一.叶片
叶片自重影响小 低风下叶片不会自己启动
3_风力发电技术课本知识点总结
第一章风及风能资源一、风的形成及影响因素1.风的产生：是由地球外表大气层由于太阳的辐射而引起的空气流动，大气压差是风产生的根本原因2.特性：周期性、多样性、复杂性3.风的分类：季风、山谷风、海陆风、台风、龙卷风二、风的测量1.风的测量包括风向和风速两种2.风向测量：风向测量是指测量风的来向风向测量装置：1)风向标：是测量风向最通用的装置，有单翼型、双翼型、流线型2)风向杆（安装方位指向正南）、风速仪（可测风向和风速，一般安装在离地面10米的高度）3.风向表示法：风向一般用16个方位表示，静风记为C。
4.风能密度:单位截面积的风所含的能量称为风能密度，常以W/m2表示。
三、风资源分布1.我国风资分布可划分为：风能丰富区、风能较丰富区、风能可利用区、风能贫乏区1)风能丰富区:有效风能密度＞200W/m2。
2)风能较丰富区：有效风能密度为150~200W/m2，3~20m/s风速出现的全年累计时间为4000~5000h。
3)风能可利用区：有效风能密度在50~150W/m2之间，3~20m/s风速出现时数约在2000~4000h之间。
4)风能贫乏区：该区风能密度低于50W/m2，全年时间低于2000h第二章风力机的理论基础一、贝兹理论二、翼型的几何参数三、风车理论四、叶素理论气动效率五、葛劳渥漩涡理论六、葛劳渥轴线推力和扭矩计算有限长的叶片，叶片的下游存在尾迹涡，主要有两个漩涡区：一个在轮毂附近，一个在叶尖。
漩涡诱导速度可看成以下三个漩涡系叠加的合速:①中心涡，集中在转轴上②每个叶片的边界涡③每个叶片尖部形成的螺旋涡七、风力机的相似特性相似准则：所谓模型与风力机实物相似是指风轮与空气的能量传递过程以及空气在风轮内向流动过程相似，或者说它们在任一对应点的同名物理量之比保持常数。
流过风力机的气流属于不可压缩流体，理论上应满足几何相似、运动相似和雷诺数相等。
对风力机而言，后一个条件实际做不到，故一般仅以前两个条件作为模型和风力机实物的相似准则，并计及雷诺数。
华锐SL1500风电机组整机基础知识
第四篇 联轴器制动器
24
装配位置
25
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。
26
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。
27
28
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
32
侧面轴承
偏航驱 动装置
滑垫保 持装置
偏航大齿圈
33
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。
34
凸轮计数器
35
第六篇 塔筒
36
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。
16
三.叶轮组装
17
第三篇 齿轮箱
18
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
19
装配位置
20
三.SL1500风电机组齿轮箱结构
21
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。
22
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
40
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，
风力发电机组整机基础知识
风力发电机组整机基础知识风力发电机组是一种利用风能转化为电能的装置。
它由风力发电机、传动装置、发电机、控制系统和塔架等组成。
风力发电机是风力发电机组的核心部件，它通过叶轮捕获风能并将其转化为机械能。
一般来说，风力发电机的叶轮由三个叶片组成，叶片的形状和材质会直接影响发电机的效率。
同时，叶轮的直径和转速也会影响发电机的性能。
传动装置用于将风力发电机转动的低速轴传递给发电机。
传动装置通常由齿轮、轴和轴承等部件组成。
它的作用是将低速高扭矩的风轮转速转换为高速低扭矩的发电机转速，以提高发电机的效率。
发电机是将机械能转化为电能的装置。
在风力发电机组中，常用的发电机是异步发电机和永磁同步发电机。
异步发电机结构简单、可靠性高，适用于大型风力发电机组；而永磁同步发电机具有高效率和较小的体积，适用于小型风力发电机组。
控制系统是风力发电机组的大脑，它能监测和控制整个发电过程。
控制系统通常包括风向传感器、风速传感器、转速传感器和电气控制器等部件。
通过收集和分析这些传感器的数据，控制系统可以自动调整发电机的转速和输出功率，以适应不同的风速和风向条件。
塔架是将风力发电机组安装在地面或海上的支撑结构。
塔架的高度和材质会直接影响风力发电机组的发电能力。
一般来说，塔架越高，风力发电机组能够捕获到的风能就越多，从而提高发电效率。
风力发电机组的基础知识还包括风能的计算和风场选择。
风能的计算是评估风力发电机组发电潜力和风机选型的重要依据。
而风场选择则是确定风力发电机组安装位置的关键因素，需要考虑到地形、气象条件和电网接入等因素。
风力发电机组的整机基础知识包括风力发电机、传动装置、发电机、控制系统和塔架等组成部分，以及风能的计算和风场选择。
了解这些知识对于设计、安装和运维风力发电机组都具有重要的意义。
通过不断的研究和创新，风力发电技术将会进一步提高，为可持续能源的发展做出更大的贡献。
风电机组整机基础知识南车讲义
横轴式
横轴风力发电机和竖轴风力发电机根据叶片固定轴的方位， 风力发电机可以分为横轴和竖轴两类。竖轴式风电机工作时转轴 方向与风向一致，横轴式风电机转轴方向与风向成直角。
横轴式风电机通常需要不停地变向以保持与风向一致。而 竖轴式风电机则不必如此，因为它可以收集不同来向的风能。
横轴式风电机在世界上占主流位置。 逆风风力发电机和顺风风力发电机 逆风风电机是一种风轮面向来风的横轴式风电机。而对於顺 风风电机，来风是从风轮的背後吹来。大多数的风力发电机是逆 风式的。 单叶片、双叶片和三叶片风力发电机 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、噪音、美 学要求等等。大型风力发电机可由1、2或 者3片叶片构成。叶片较少的风力发 电机通常需要更高的转速以 提取风中的能量，因此噪音比较大 。而如果叶片 太多，它们之 间会相互作用而降低系统效率。目前3叶片风电机是主流。从美 学角度上看，3叶片的风电机看上去较为平衡和美观。
风力发电机的性能可以用功率曲线来表达。功率曲 线是用作显示 在不同风速下（切入风速到切出风速）风电机的输出功率。
为特定地点选取合适的风力发电机，一般方法是采用风电机的功率 曲线和该地点的风力资料以进行产电量估算。
风力发电机的额定输出功率是配合特定的额定风速设而定的。由 於能量与风速的立方成正比，因此 ，风力发电机的功率会随风速变化 会很大。
风力发电机及其系统知识讲解课件
分布式风电技术的应用
分布式风电技术的应用场景广泛，如农村、岛屿、城 市等地区。在实践中，分布式风电技术的应用已经取 得了一定的成果。例如，在丹麦等国家，分布式风电 已经成为主要的供电方式之一；在国内，也有越来越 多的企业和个人开始利用分布式风电技术实现自给自 足的供电方式。分布式风电技术的应用有助于提高能 源利用效率和降低碳排放量，为推动可持续发展做出 了积极贡献。
靠性，维护成本相对较低。
02
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机不同，其风轮轴与地面垂直，利
用风向旋转风轮叶片发电。垂直轴风力发电机具有较广的风能利用率范
围，尤其适合在低风速地区使用。
03
大型和小型风力发电机
根据功率大小，风力发电机可分为大型和小型两类。大型风力发电机通
常用于并网发电，而小型风力发电机则适用于家庭、小型商业和离网应
Part
02
风力发电机系统组成
风力发电机组的主要部件
风轮
捕获风能并将其转换为机械能的 主要部件，包括叶片和轮毂。
塔筒
支撑整个风力发电机组，包括风 轮、齿轮箱和发电机，使其能够 捕获风能。
齿轮箱
将风轮的低转速提升到发电机所 需的高转速，以驱动发电机产生 电能。
发电机
将风轮捕获的机械能转换为电能 ，通过磁场和导线的相对运动产 生电流。
维修更换
对损坏或磨损严重的部件进行 维修或更换，保证系统性能。
备件管理
建立备件管理制度，储备必要 的备件，确保维护保养工作的
顺利进行。
风力发电机系统的故障诊断与处理
故障识别
通过监控系统或其他手段，及时发现风力发电机 系统的异常情况。
故障诊断
采用专业的诊断工具和方法，对故障进行准确定 位和性质判断。
SL风电机组整机基础知识
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。
26
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。
27
28
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 缺点
高可靠刹车直接作用在风 轮上 刹车力矩不会变成齿轮箱 载荷
10
现场照片
11
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 玻璃钢复合叶片 碳纤维复合叶片
12
叶片技术发展——尺 寸
13
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
14
二.轮毂
功能： 固定叶片，连接齿轮箱。叶片受力Байду номын сангаас，带
刹车力矩很大
多数情况要采用非集成风 轮支撑的齿轮箱
刹车力矩小
齿轮箱可带集成风轮支 撑 刹车力矩对齿轮箱有载 荷冲击 安全性差
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三.发电机对中
齿轮箱输出轴轴心线 发电机转子轴心线
30
第五篇 偏航系统
31
装配位置
32
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？
40
41
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 。
风力发电系统理论和硬件
1.风力发电的理论基础风能的公式:其中：E：风能:空气密度S：横截面v：风速由风能的公式可以看出，风能大小与气流通过的面积成正比，与气流速度的立方成正比。
，则最大风能系数为：假设风力机能吸收的最大风能为pmax这就是贝兹理论的极限值，它说明风力机从自然风中获取的能量是有限的，其功率损失部分可以解释为在尾流中的旋转动能。
能量的转换将导致功率的下降，它随所采用的风力机和发电机的型式而异。
目前的技术水平下，风力机能达到的风能利用系数大都在0．4-0．5之间。
风轮实际能得到的有用功率输出为：除了风能利用系数C p外，风力发电机还有两个非常重要的参数：叶尖速比λ和桨距角β。
叶尖速比λ是为了表示风轮在不同风速中的状态而引入的，用叶片的叶尖圆周速度与风速之比来表示。
其中：ω：风轮的转速R：风轮半径V：风速桨距角β是指风轮叶片上某一点的弦线与叶片旋转平面间的夹角。
2 风力发电机的组成结构风力发电系统由风轮、传动系统、发电机、偏航系统、液压系统、机舱、电控系统、整流逆变系统、塔架等部件组成。
结构如下图所示：风力发电系统结构1．叶片 2、叶轮毂 3、机头 4、主轴 5、齿轮箱 6、发电机 7、风向风速仪 8、整流器 9，偏航机构 10、塔架 11、变电箱(1)风轮：由叶片和轮毂组成，是风力发电机组获得风能的关键部件将捕获的风能转变为机械能。
(2)传动系统：将风轮捕获的机械能传递到发电机。
传动系统包括主轴、主轴承、增速箱、刹车机构等部件。
(3)发电机：将机械能转变为电能。
(4)机舱：由底盘和机舱罩组成。
(5)偏航系统：偏航系统根据风向标接受的信息，由控制系统自动执行机舱的偏转，使风轮始终处于迎风状态。
偏航系统主要包括以下三个部分：偏航检测和控制、偏航驱动和偏航制动。
(6)液压系统：完成偏航制动、主轴制动和主轴润滑。
(7)塔体和基础：塔架是支撑机舱的结构部件，它使风力机风轮处在较为理想的高度上运转，也是安装维护人员上下机舱的通道。
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8
水平轴风力发电机组
9
二.风力发电机组组成
兆瓦级的大型风力发电机组包括 四个部分：
• • • •
叶轮 机舱 塔架 基础
10
三. SL1500风力发电机组概述
叶片
一. 叶轮
轮毂
叶轮又叫风轮，是获 取风中能量的关键部件， 由叶片和轮毂组成。分变 桨距风轮和定桨距风轮。
3.加热器： 数量：六个（两组，每组一个备用） 位置：齿轮箱的前部和后部 作用：当齿轮箱工作环境温度较低 时，加热器对齿轮箱润滑油进行加 热，以确保齿轮箱内部的润滑油保 持在一定的粘度范围。
控制方式：系统自动控制
51
4.Pt 100（温度传感器）：
数量：三个（油温、轴承各一个，备 用一个） 位置：齿轮箱后部右侧和上方 作用：监控油温和高速端轴承温度， 确保机组的安全 控制方式：系统自动控制
水平轴风力发电机
对风向依赖大
机器部件在基础底上，便于维修 高空维修难度大 叶片自重影响小 低风下叶片不会自己启动 叶片自重产生交变负荷对叶片 寿命产生决定性影响 达到切入风速机组即启动
地面到风轮中心点的距离很小， 轮毂中心高度可灵活掌握 减少了发电量
拉索产生振动问题，减振成本高 没有拉索，塔筒振动小
润滑方式：
飞溅润滑+压力润滑
46
齿轮箱的减噪装置
齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2，而且当风机运 转时，齿轮箱会产生振动。为减小振动对其它部件的不 利影响，齿轮箱与主机架之间增加了减振元件。
47
结构特点
• 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； • 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； • 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。
54
五.油冷系统
• 齿轮箱的冷却、润滑——油冷系统 功能： 为齿轮箱润滑 冷却齿轮油 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。
SL1500机组的齿轮箱采用飞溅润滑+加压润滑方 式，此种方式可以起到更好的润滑作用。
增加转速 吸收风能
补偿轴 向偏差
产生电能
减小扭矩
19
第二篇 叶轮
20
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 改变叶片迎角可实现功率调节——变桨系统
叶片的工作位置：在90度迎角时
21
现场照片
22
车间照片
23
SL1500系列风电机组叶片参数
型号 重量（吨） 长度（米） 重心距叶片根 部距离（米） SL1500/61 SL1500/70 SL1500/77 SL1500/83 约5 29.25 约6.6 约5.9 34 约11.25 5.7～5.9 37.3， 37.5，38 约11.3 约6.4 40.25 约13.55
56
主要部件： • 齿轮箱 • 油冷泵、过滤器 • 温度传感器 • 油冷风扇、加热器 • 连接管路及单向阀 过滤器有两级滤网： 精滤和粗滤
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油冷系统工作原理
油冷泵通过△/Ｙ连接方法的转换，完成低速/高速的转换； 当油温继续升高时，启动高速油冷泵的同时，启动油冷风扇， 使油温达到更好的冷却效果。 • 齿轮油温度大于5℃，风机运行 • 45 ℃以下，润滑效果 • 大于45 ℃ ，小于55 ℃ ，油冷泵冷 却效果 • 大于55 ℃油冷风扇启动，小于50 ℃ 油冷风扇停止 • 齿轮油温度高于75 ℃ ，则限制功率， 高于80 ℃故障停机
技术参数 单位 SL1500/70 SL1500/61 SL1500/83 SL1500/77
额定功率
切入风速
kW
m/s
1500
3
1500
约3.5
1500
3
1500
3
切出风速
额定风速 叶轮直径 轮毂高度 平均风速 生存风速 转速范围 额定转速 风机类型
m/s
m/s m m m/s m/s rpm rpm
27
升阻力系数
Cl：升力系数
Cd：阻力系数
叶片升阻力系数与冲角的关系
28
叶片的最大升阻比
斜率=升力与阻力之比
最大升阻比cotε= Cl/ Cd
叶片系数与阻力系数的关系
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风电机组对叶片的要求
• 比重轻且具有最佳的疲劳强度和机械性能，能经 受暴风等极端恶劣条件和随机负荷的考验； • 叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲 线都正常，传递给整个发电系统的负荷稳定性好； • 耐腐蚀、紫外线照射和雷击的性能好； • 发电成本较低，维护费用最低。
SL1500风力发电机组 整机基础知识
1
课程内容
整机机械传动 叶轮 齿轮箱 联轴器制动器 偏航系统 塔筒
2
机器的组成？
辅助系统，例如润滑、显示、照明等
原动机部分
传动部分
执行部分
控制系统
3
第一篇 整机机械传动
4
一.风力发电理论原理
变压器升压 后输送至电 网 风能 机械 能 电能
叶轮吸收风能 转化为机械能
52
5.液位传感器： 数量：一组 位置：齿轮箱左后方
作用：监控对齿轮箱内部润滑油的 油位，当油位低于系统设定值时， 系统会自动发出报警。通过观油窗 可以观察润滑油的状态（如颜色、 油位高度、油质等情况） 。
控制方式：不需控制
53
6.空气过滤器：
数量：一个
位置：齿轮箱上部
作用：它可以保证齿轮箱内部的压力稳定，防止外部杂 质进入齿轮箱内部 控制方式：不需控制
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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。
64
制动器工作原理
制动器将作用 于制动钳上的夹紧 力转换成制动力矩 施加在制动盘上， 使制动盘停止转动 或在停机状态下防 止松动(停机制动)。
65
制动器间隙检测
1. 应确保制动器已经工作 过5-10次。 2. 用塞尺检测制动盘和闸 垫之间间隙。
高速轴上
刹车力矩小 齿轮箱可带集成 风轮支撑 刹车力矩对齿轮 箱有载荷冲击 安全性差
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制动系统
（1） 空气动力制动 ——叶片受力自动停机 （2） 机械制动 ——叶轮锁制动 ——制动器制动
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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
玻璃钢复合叶片
碳纤维复合叶片
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叶片技术发展——尺寸
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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
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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。 主要零部件： 滑环 雷电保护爪 轮毂罩 楔形盘 导流帽 加油嘴 分隔壁 变桨电机 滑环 变桨控制柜 轮毂（铸钢件） 变桨轴承 各种限位开关、撞块等
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轮毂主要结构
极限工作位置撞块
导流帽
轮毂
轮毂变 桨控制 柜
变桨限 位撞块
分隔壁 轮毂罩
极限工作位 置开关
变桨电机
缓冲器
变桨接 35 近开关
轮毂受力情况
固定轮毂 常用于三叶片叶轮 一般采用圆锥体型式 上半圈时，叶片离心 力和轴向推力的合力K和 叶片轴向重合 由于推力Su＜ S0 ，离 心力Fu >F0 ，所以下半圈 时，合力K并不停在叶片 轴向上。
25
12 70.4 65/70/80 8.5 59.5 11.5-21.2 20.1 IEC Ⅱ /抗台风型
25
14 60.9 65 10.13 80 11-22 20.1 超IECⅠ
20
10.5 83 70 8.5 52.5/59.5 9.7-19 17.4 IEC Ⅲ
20
11 77.4 65/70/80/100 7.5/8.5 52.5/59.5 9.8-18.3 17.4
42
三.SL1500风电机组齿轮箱结构
43
行星机构
行星机构的几种应用方式
行星减速机构
44
45
SL1500系列风电机组的齿轮箱参数
型号 主要结构 传动比 额定驱动功率 （kW） 旋转方向（迎向叶轮） 空转（rpm） ≈90 SL1500/61 SL1500/70 SL1500/77 SL1500/83 二级行星，一级平行轴 ≈90 1700 顺时针 0～3 ≈104 ≈104
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四.齿轮箱上的附件
1.转子锁（叶轮锁）：
数量：一套
位置：齿轮箱的前端
作用：锁定风轮，确保机组处于安 全状态。 控制方式：手动
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2.雷电保护装置： 数量：三组
位置：齿轮箱前端连接轮毂处
作用：将叶轮上的电流传导到齿轮 箱的机体上，再通过接地线将电流 倒入大地，以保护机组。 控制方式：不需控制
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16
IEC Ⅲ / IEC Ⅱ
SL1500风力发电机组机舱内部简图
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SL1500风力发电机组由传动系统、偏航系统、 液压系统与制动系统、发电机、控制与安全系统等 组成。
传动系统组成：
主传动：（轮毂）主轴齿轮箱联轴器（发电机）
制动系统组成：空气动力制动、机械制动
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四.SL1500系列风电机组主传动
发电机将机械 能转化为电能
5
风力发电机组的功率曲线
1 P D 2V 3CPt g 8 CPt g
D ：叶轮直径 t ：功率系数，一般在0.2—0.5之间，最大为0.593 g ：机械效率