风力发电机组传动系统设计实习报告

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1、 1 目录 引言.2 一、风力发电机组简介.2 1.1 风力发电机原理2 1.2 风力发电机组结构3 二、风力发电机组传动系统.5 2.1 风力发电机组齿轮箱的概况5 2.2 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 3.1 垂直轴风力发电机组11 3.2 水平轴风力发电机组12 3.3 直驱型风力发电机12 3.4 双馈式风力发电机12 四、风力发电控制系统简述.13 4.1 风电控制系统基本功能13 五、参考文献13 2 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

2、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； 我国也在西部地区大力提倡。 一、风力发电机组简介风力发电机组简介 1.11.1 风力发电机原理风力发电机原理 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、

3、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 1325V 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 3 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。 1.21.2 风力发电机组结构风力发电机组结构 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

4、、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 4 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） 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

5、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 1.5s/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

6、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。 5 （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、风力发二、风力发电机组传动系统电机组传动系统 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。 2.12.1 风力发电机组齿轮箱的概况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