風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)與控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)與控制課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書河北工業(yè)大學(xué)風(fēng)能與動(dòng)力工程系、設(shè)計(jì)目的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱是雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，是機(jī)組中 的能量傳遞機(jī)構(gòu)。齒輪箱的可靠性直接影響了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn) 行。隨著國(guó)內(nèi)政策對(duì)清潔能源大力支持，特別是對(duì)風(fēng)能發(fā)電應(yīng)用技術(shù)的 開發(fā)，風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量越來(lái)越大，因此齒輪箱的穩(wěn)定性、故障分析 和可靠性研究成為了風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。而在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行 過(guò)程中，對(duì)齒輪箱進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和定期維護(hù)至關(guān)重要。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，通過(guò)文獻(xiàn)檢索，針對(duì)齒輪箱進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和維 護(hù)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、齒輪箱常見故障及原因分析；2、齒輪箱在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)；3、齒輪箱維護(hù)。三、時(shí)

2、間安排2015年 1月 19日交紙質(zhì)版四、要求1、字?jǐn)?shù)要求： 5000 字左右；2、報(bào)告格式參考“ 課程設(shè)計(jì)格式要求 ”3、2-3 名同學(xué)一組。風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)與控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告關(guān)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的研究2015年1月10日設(shè)計(jì)題目姓名:時(shí)間:第 1 頁(yè)目錄1系統(tǒng)概論2 齒輪箱常見故障及原因分析2.1斷齒2.2點(diǎn)蝕2.3齒面膠合2.4.齒根疲勞裂紋2.5齒面接觸疲勞2.6軸承損壞2.7斷軸3、齒輪箱在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的維護(hù)114結(jié)束語(yǔ)1 系統(tǒng)概述1 1 齒輪箱的發(fā)展概況面對(duì)當(dāng)前不可再生能源短缺的境況， 許多國(guó)家都致力于發(fā)展清潔能源， 主要有風(fēng) 能、太陽(yáng)能等，但規(guī)模最大的是風(fēng)力發(fā)電。隨著

3、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，市場(chǎng)的 逐步擴(kuò)大，風(fēng)力發(fā)電已成為增長(zhǎng)最快的可再生能源之一，并具備了與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng) 的能力。而風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展促成了風(fēng)電裝備制造業(yè)的繁榮，風(fēng)電齒輪箱作為風(fēng) 電機(jī)組中最重要的部件，倍受國(guó)內(nèi)外風(fēng)電相關(guān)行業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。風(fēng)機(jī)增速齒 輪箱作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的配套產(chǎn)品，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中一個(gè)重要的機(jī)械傳動(dòng)部件， 它的功能是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)，使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速 進(jìn)行發(fā)電，它的研究和開發(fā)是風(fēng)電技術(shù)的核心，并正向高效、高可靠性及大功率方 向發(fā)展。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)的故障中齒輪箱的損壞率在機(jī)組部件中最高的由于風(fēng) 力發(fā)電機(jī)的組裝在風(fēng)電場(chǎng)，齒輪箱受變載荷、強(qiáng)陣風(fēng)的沖

4、擊，環(huán)境溫度變化較大， 齒輪箱故障所占比重較大。隨著風(fēng)力機(jī)組的不斷升級(jí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量的增大，齒 輪箱故障所帶來(lái)的損失越來(lái)越大發(fā)生故障是不可避免的若出現(xiàn)故障，對(duì)發(fā)電機(jī)組帶 來(lái)的影響很大， 維修也非常困難。 所以齒輪箱故障診斷的研究是非常必要的。 目前， 主要有三種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，一種依靠齒輪箱增速的雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，一種是永磁 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組， 第三種是半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)， 第一種的生產(chǎn)技術(shù)較為成熟， 而 1 且在風(fēng)電場(chǎng)中是主流機(jī)型，使用較多的機(jī)型。雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)所加裝的電力電子變 流器的功率占風(fēng)力機(jī)組的 30 ，雖然沒(méi)有了齒輪箱， 風(fēng)力機(jī)的故障發(fā)生率以及維護(hù)成 本都大幅下降，但為了將直驅(qū)風(fēng)力發(fā)

5、電機(jī)組聯(lián)接電網(wǎng)，要給它加裝一個(gè)全功率的電 力電子變流器，而變流器的價(jià)格非常高，增加了發(fā)電成本。鑒于以上兩個(gè)原因風(fēng)電 機(jī)組齒輪箱故障研究有重要現(xiàn)實(shí)意義。1.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的介紹1.2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的結(jié)構(gòu)及作用齒輪箱風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件， 其主要功用是將風(fēng)輪在 風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很 低，遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速， 必須通過(guò)齒輪箱齒輪副的增速作用來(lái)實(shí)現(xiàn)， 故也將齒輪箱稱之為增速箱。根據(jù)機(jī)組的總體布置要求，有時(shí)將與風(fēng)輪輪轂直接相 連的傳動(dòng)軸（俗稱大軸）與齒輪箱合為一體，也有將大軸與齒輪箱分別布置，其間 利

6、用漲緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。為了增加機(jī)組的制動(dòng)能力，常常在齒輪箱的 輸入端或輸出端設(shè)置剎車裝置，配合葉尖制動(dòng)（定漿距風(fēng)輪）或變漿距制動(dòng)裝置共 同對(duì)機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合制動(dòng)如圖 2-1 為齒輪箱剖面結(jié)構(gòu)，圖 2-2 為風(fēng)機(jī)齒輪 箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu) . 圖 2-3 為齒輪箱外部結(jié)構(gòu)。第 1 頁(yè)L圖2-1齒輪箱24A太陽(yáng)輪軸發(fā)電機(jī)一SOW圖2-2Sfiffi7丄/©中間軸WZ03務(wù)高速軸第3頁(yè)彳氐速軸通孔行星齒輪增速平行軸齒輪増速 高速端圖2-3新能源課件購(gòu)站接發(fā)電機(jī)1.2.2齒輪箱的工作過(guò)程風(fēng)作用到葉片上，驅(qū)使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪帶動(dòng)齒輪箱主軸轉(zhuǎn)動(dòng)并將動(dòng)能輸入齒 輪副。經(jīng)過(guò)二級(jí)變速，齒輪副

7、將輸入的大扭矩、低轉(zhuǎn)速動(dòng)能轉(zhuǎn)化成低扭矩、咼轉(zhuǎn)速 的動(dòng)能，通過(guò)聯(lián)軸器傳遞給發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)將輸入的動(dòng)能最終轉(zhuǎn)化為電能并輸送到 電網(wǎng)。1.3風(fēng)電機(jī)組中齒輪箱的工作概況環(huán)境條件惡劣：風(fēng)大、砂塵、鹽霧、潮濕、高溫、嚴(yán)寒 工作條件復(fù)雜：風(fēng)速風(fēng)向多變、強(qiáng)陣風(fēng)、高空無(wú)人值守要求高可靠性、高效率、高安全性 要求工作壽命長(zhǎng)：二十年（175200小時(shí)）輸入輸出速比大加工制造要求高2 齒輪箱常見故障及原因分析齒輪箱零部件一般包含有齒輪、滾動(dòng)軸承和軸，而且在這三類主要零部件失 效時(shí)產(chǎn)生的故障通常會(huì)互相影響，所以分析齒輪、滾動(dòng)軸承和軸的主要失效形式 對(duì)齒輪箱故障診斷具有重要的意義。 通常齒輪投入使用后， 由于齒輪制造不良

8、或 操作維護(hù)不善，會(huì)產(chǎn)生各種形式的失效，致使齒輪失去正常功能而失效。失效形式又隨齒輪材料、熱處理、安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等因素的不同而不同，常見的齒輪失 效形式有：齒面磨損、齒面膠合和擦傷、齒面接觸疲勞、彎曲疲勞與斷齒。2.1 斷齒根據(jù)裂紋擴(kuò)展的情況和斷齒原因斷齒包括過(guò)載折斷 （包括沖擊折斷） 疲勞折 斷以及隨機(jī)斷裂等斷齒常由細(xì)微裂紋逐步擴(kuò)展而成。 疲勞折斷發(fā)生從危險(xiǎn)截面的 疲勞源起始的疲勞裂紋不斷擴(kuò)展，使輪齒剩余截面上的應(yīng)力超過(guò)其極限應(yīng)力造成瞬時(shí)折斷，其根本原因是輪齒在過(guò)高的交變應(yīng)力重復(fù)作用。 故障原因：主要是材 料選用不當(dāng)，齒輪精度過(guò)低，熱處理裂紋，磨削燒傷，齒根應(yīng)力集中，過(guò)載等等。 處理方式：

9、因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮傳動(dòng)的動(dòng)載荷譜，優(yōu)選齒輪參數(shù)，正確選用材 料和齒輪精度，充分保證加工精度消除應(yīng)力集中集中因素等等。2.2 點(diǎn)蝕齒輪箱中的相互接觸的齒在交變的接觸應(yīng)力多次反復(fù)作用下，在齒面接線附 近，會(huì)出現(xiàn)若干小裂紋，封閉在裂紋中的潤(rùn)滑油，在壓力作用下，產(chǎn)生鍥擠作用而使裂紋擴(kuò)大，最后導(dǎo)致表層小片狀剝落而行成麻點(diǎn)狀凹坑，形成齒面疲勞叫點(diǎn) 蝕。產(chǎn)生原因有：齒面硬度低和過(guò)載以及載荷不均造成的相互接觸的地方鍥擠作 用過(guò)大造成的。 處理方式： 防止失效的措施是提高齒面硬度和采用正角度變位傳 動(dòng)和選擇好材質(zhì)提高潤(rùn)滑油的粘度。2.3 齒面膠合故障原因：膠合是相嚙合齒面在嚙合處的邊界膜受到破壞，導(dǎo)致接觸齒面

10、金屬融焊而撕落齒面上的金屬的現(xiàn)象。對(duì)于重載和高速齒輪的傳動(dòng)，一旦潤(rùn)滑條件不良，由于齒面工作區(qū)溫度很高，齒面間的油膜就會(huì)受到影響甚至?xí)ВL(zhǎng)時(shí) 間工作之 5 后，一個(gè)齒面的金屬會(huì)熔焊在與之嚙合的另一個(gè)齒面上，這樣就會(huì)在 齒面上形成垂直于節(jié)線的劃痕狀膠合。 處理方式： 適當(dāng)改善潤(rùn)滑條件和及時(shí)排除 干涉起因調(diào)整傳動(dòng)件的參數(shù)，清除局部載荷集中，可減輕或消除膠合現(xiàn)象。2.4. 齒根疲勞裂紋故障原因 : 疲勞裂紋的產(chǎn)生是由于齒輪在實(shí)際嚙合過(guò)程中，既有相對(duì)滾動(dòng)， 又有相對(duì)滑動(dòng)，從而產(chǎn)生脈動(dòng)載荷，進(jìn)而產(chǎn)生剪應(yīng)力，這種力使齒輪表面層深處 產(chǎn)生脈動(dòng)循環(huán)變化使齒輪表面層深處產(chǎn)生脈動(dòng)循環(huán)變化，當(dāng)這種剪應(yīng)力超過(guò)齒輪

11、材料的疲勞極限時(shí)，接觸表面將產(chǎn)生裂紋。在過(guò)大的接觸剪應(yīng)力和應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 作用下，輪齒表面或其表層下面產(chǎn)生疲勞裂紋并進(jìn)一步擴(kuò)展而造成的齒面損傷早 期點(diǎn)蝕齒面剝落和表面壓碎等。 處理方式：設(shè)計(jì)，選擇合適的精度配合，提高安 裝精度，保證熱處理質(zhì)量，改善潤(rùn)滑條件等，是解決齒面疲勞的根本措施。2.5 齒面接觸疲勞齒輪在嚙合過(guò)程中，既有相對(duì)滾動(dòng)，又有相對(duì)滑動(dòng)。這兩種力的作用使齒輪表面層深處產(chǎn)生脈動(dòng)循環(huán)變化的切應(yīng)力，在交變應(yīng)力作用下會(huì)產(chǎn)生微觀的疲勞裂 紋。潤(rùn)滑油進(jìn)入裂紋后，在嚙合過(guò)程中將裂紋封閉和擠壓，潤(rùn)滑油在高壓下促使 疲勞裂紋蔓延和擴(kuò)展，就將齒表面的金屬微粒剝落下來(lái)，形成許多麻點(diǎn)凹坑，這 些麻點(diǎn) 

12、9;連接起來(lái)，造成大塊金屬脫落，這種現(xiàn)象就稱為“剝落'。剝落和點(diǎn)蝕選擇合適的 精 度 配 合， 提高 安裝 精的形成機(jī)理相同，無(wú)本質(zhì)區(qū)別，只是程度不同而已。 處理方式：正確進(jìn)行齒輪強(qiáng) 度設(shè)計(jì)，選擇好材料并保證熱處理質(zhì)量，度， 改善 潤(rùn)滑 條件 等 是解 決齒面疲 勞的 根 本措 施 。第 9 頁(yè)2.6 軸承損壞軸承是齒輪箱中最為重要的零件，其失效常常會(huì)引起齒輪箱災(zāi)難性的破壞。軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，軸承套圈與滾動(dòng)體表面之間經(jīng)受交變負(fù)荷的反復(fù)作用，由于 安裝、潤(rùn)滑、維護(hù)等方面的原因，而產(chǎn)生點(diǎn)蝕、裂紋、表面剝落等缺陷，使軸承 失效，從而使齒輪箱體產(chǎn)生損壞。處理方式：重視軸承的設(shè)計(jì)選型，充分保證潤(rùn)

13、滑條件，按照規(guī)范進(jìn)行安裝調(diào) 試，加強(qiáng)對(duì)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)控。2.7 斷軸產(chǎn)生原因：是軸在制造過(guò)程中沒(méi)有消除應(yīng)力集中的因素，在過(guò)載或交變應(yīng)力 的作用下，超出了材料的疲勞極限所致。因此對(duì)軸上易產(chǎn)生的應(yīng)力集中因素應(yīng)高 度重視， 特別是在不同軸徑過(guò)渡區(qū)要有圓滑的圓弧連接， 此處的光潔度要求較高， 也不允許有切削刀具刃尖的痕跡。 處理方式：設(shè)計(jì)時(shí)，軸的強(qiáng)度應(yīng)足夠，軸上的 鍵槽、花鍵等結(jié)構(gòu)不能過(guò)分降低軸的強(qiáng)度。保證相關(guān)零件的剛度，防止軸的變形，也是提高軸的可靠性必要措施。而在日常的運(yùn)行與維護(hù)中經(jīng)常碰到的一些基本故 障有：(1 ) 齒輪油泵過(guò)載故障原因：齒輪油泵過(guò)載多發(fā)生在冬季低溫氣象條件下，長(zhǎng)期停機(jī)后或新安裝調(diào)

14、試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱溫度低，潤(rùn)滑油粘度增加，造成油泵啟動(dòng)時(shí)負(fù)載較 重，導(dǎo)致油泵電機(jī)過(guò)載。 處理方法：出現(xiàn)該故障后應(yīng)使機(jī)組處于待機(jī)狀態(tài)下逐步 加熱齒輪油至 0°C 以上，再按規(guī)程啟動(dòng)油泵、風(fēng)機(jī)，避免強(qiáng)制啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組， 以免因潤(rùn)滑油粘度較大造成潤(rùn)滑不良， 損壞齒面或軸承以及潤(rùn)滑系統(tǒng)的其它部件。(2 ) 潤(rùn)滑油溫度過(guò)高故障原因：齒輪油溫度過(guò)高一般是因?yàn)轱L(fēng)電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間處于額發(fā)電狀態(tài)，潤(rùn) 滑油因齒輪箱發(fā)熱而溫度上升超過(guò)正常值。 處理方法： 出現(xiàn)溫度接近齒輪箱工作 溫度上限的現(xiàn)象時(shí)，可敞塔開架增強(qiáng)通風(fēng)降低機(jī)艙溫度，改善齒輪箱工作環(huán)境溫度。若發(fā)生溫度過(guò)高導(dǎo)致的停機(jī)，不應(yīng)進(jìn)行人工干預(yù)，使機(jī)組自行循

15、環(huán)散熱至正 常值后啟動(dòng)。若在一定時(shí)間內(nèi)，齒輪箱溫升較快，且連續(xù)出現(xiàn)油溫過(guò)高的現(xiàn)象， 應(yīng)當(dāng)首先登機(jī)檢查散熱系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)工作是否正常， 溫度傳感器測(cè)量是否準(zhǔn)確， 然后再進(jìn)一步檢查齒輪箱工作狀況是否正常，盡可能找出發(fā)熱明顯的部位，初步 判斷損壞部位。(3) 潤(rùn)滑油位低故障原因： 潤(rùn)滑油位低故障是由于潤(rùn)滑油低于油位下限， 磁浮子開關(guān)動(dòng)作停 機(jī)；或因?yàn)橛臀粋鞲衅麟娐饭收稀?處理方法：風(fēng)電機(jī)組發(fā)生該故障后，運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)可靠地檢查潤(rùn)滑油油位，必要時(shí)測(cè)試傳感器功能。不允許盲目復(fù)位 開機(jī)，避免潤(rùn)滑條件不良損壞齒輪箱或者齒輪箱有明顯泄漏點(diǎn)開機(jī)后導(dǎo)致更多的 齒輪油外泄。 在冬季低溫工況下， 油位開關(guān)可能會(huì)

16、因齒輪油粘度太高而動(dòng)作遲緩， 產(chǎn)生誤報(bào)故障，所以有些型號(hào)的風(fēng)電 7 機(jī)組在溫度較低時(shí)將油位低信號(hào)降級(jí)為報(bào) 警信號(hào)，而不是停機(jī)信號(hào)。3、齒輪箱在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)3.1 SCADA 系統(tǒng)SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的 DCS與電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)；它應(yīng) 用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工、燃?xì)?、鐵路等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采 集與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。它在遠(yuǎn)動(dòng) 系統(tǒng)中占重要地位 , 可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)

17、視和控制， 以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、 設(shè) 備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能 , 即我們所知的 "四遙"功 能.RTU(遠(yuǎn)程終端單元),FTU(饋線終端單元)是它的重要組成部分.在現(xiàn)今的變電 站綜合自動(dòng)化建設(shè)中起了相當(dāng)重要的作用SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，涉及到組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)傳輸鏈路(如：數(shù)傳電臺(tái)、GPR帶)工業(yè)隔 離安全網(wǎng)關(guān)，其中安全隔離網(wǎng)關(guān)是保證工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的安全的，工業(yè)上大多數(shù)都 要用到這種安全防護(hù)性的網(wǎng)關(guān)，防止病毒，以保證工業(yè)數(shù)據(jù)、信息的安全。其中 的一種隔離網(wǎng)

18、關(guān)是：工業(yè)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān) pSafetyLink ，簡(jiǎn)稱隔離網(wǎng)關(guān) .它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等諸多領(lǐng)域。3.2 齒輪、軸承潤(rùn)滑機(jī)理齒輪和軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中它們實(shí)際都是非直接接觸，這中間是靠潤(rùn)滑油建成油膜，使其形成非接觸式的滾動(dòng)和滑動(dòng)，這時(shí)油起到了潤(rùn)滑的作用。雖然它們是非接觸的滾動(dòng)和滑動(dòng)，但由于加工精度等原因使其轉(zhuǎn)動(dòng)都有相對(duì)的滾動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦，這都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。如果這些熱量在它們轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中沒(méi)有消除，勢(shì)必會(huì)越集越多，最后導(dǎo)致高溫?zé)龤X輪和軸承。因此齒輪和軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中必須用潤(rùn)滑油來(lái)進(jìn)行冷卻。 所以潤(rùn)滑油一方面起潤(rùn)滑作用， 另一方面

19、起冷卻作用。對(duì)于風(fēng)電齒輪箱，對(duì)于所有的齒輪和軸承我們都要采用強(qiáng)制潤(rùn)滑。原因有：1、強(qiáng)制潤(rùn)滑可以進(jìn)行監(jiān)控，而飛濺潤(rùn)滑是監(jiān)控不了的。從安全性考慮采用強(qiáng)制潤(rùn)滑。2、現(xiàn)在風(fēng)電齒輪箱功率越來(lái)越大，其功率損耗也越來(lái)越大，因此飛濺潤(rùn)滑已經(jīng)滿足不了冷卻的 作用。這是需要進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑。3.3風(fēng)電機(jī)組齒輪箱結(jié)構(gòu)及SCADA監(jiān)測(cè)參數(shù)本文研究的風(fēng)電機(jī)組的額定功率為1.5 MW切入風(fēng)速為3 m/s，額定風(fēng)速為12 m/s。葉輪的額定轉(zhuǎn)速為 20 r/min，雙饋發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 1 800 r/min ，齒輪箱的變速比為 1 :90 。為使齒輪 箱具有高變速比同時(shí)體積較小，大型風(fēng)電機(jī)組齒輪箱通常采用三級(jí)結(jié)構(gòu)：第一級(jí)

20、為行星齒輪，第二三級(jí)為常規(guī)齒輪傳動(dòng)級(jí)，如圖 1 所示。第一級(jí)行星齒輪的太陽(yáng) 輪位于中心，與四周的 3 個(gè)行星輪嚙合。 3 個(gè)行星輪用行星架支撐并與輪轂的大 軸相連。由于 3個(gè)行星輪同時(shí)和太陽(yáng)輪接觸，行星齒輪能夠承受更大的力矩，同 時(shí)結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。行星齒輪的輸出和第二級(jí)即中間級(jí)齒輪嚙合。第三級(jí)齒輪的輸 出端與發(fā)電機(jī)軸相連。齒輪箱采用潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑和降溫。潤(rùn)滑油循圖1風(fēng)電機(jī)組齒輪箱結(jié)構(gòu)Fig. 1 Structure of gearbox for wind turb ine環(huán)使用，油路中的設(shè)備包括冷卻器和風(fēng)扇、過(guò)濾器、油箱和泵。為保證潤(rùn)滑 油系統(tǒng)在冬季室外極低氣溫（20 C ）下運(yùn)行，油系統(tǒng)中還配

21、備1.5 kW左右的加熱系統(tǒng)。各級(jí)齒輪采用滾珠軸承固定支撐， 軸承采用油脂潤(rùn)滑。該機(jī)組的SCAD/系統(tǒng)每10 min記錄一次機(jī)組的參數(shù)。記錄的內(nèi)容包括時(shí)間標(biāo) 簽、有功功率、無(wú)功功率、定子三相電壓電流、風(fēng)速、環(huán)境和機(jī)艙溫度、齒輪箱 和軸承溫度、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)鏈振動(dòng)加速度等共計(jì)47個(gè)參數(shù)。同時(shí)SCAD系統(tǒng)還保存機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息，如機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)、發(fā)電機(jī)超溫、變槳系統(tǒng)故障等。每條運(yùn)行信息包括記錄時(shí)間、唯一的狀態(tài)編號(hào)、狀態(tài)說(shuō)明等。例如：在2006/ 04/02， 2:28，發(fā)生了狀態(tài)號(hào)為77的齒輪箱油超溫報(bào)警，機(jī)組停機(jī)。在該機(jī)組的運(yùn)行手冊(cè) 中齒輪箱油超溫報(bào)警的處理措施為：如油溫高于80 C且持續(xù)6

22、0 s則停機(jī)，油溫降至65 C后重新啟動(dòng)。4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的維護(hù)1腐蝕狀況和泄漏情況檢查檢查所有部件的腐蝕狀況。如果發(fā)現(xiàn)外表面有腐蝕，必須立刻按照覆蓋說(shuō)明書對(duì)該部件進(jìn)行處理。2.維護(hù)安全防護(hù)齒輪箱在維護(hù)齒輪箱之前，必須使風(fēng)機(jī)安全停機(jī)，并確保不會(huì)因?yàn)檎`操作而啟動(dòng)（確保剎車可靠和風(fēng)輪鎖緊）。3. 齒輪箱外部檢查內(nèi)容檢查齒輪箱是否有異常噪音運(yùn)行時(shí)是否有異常的噪音。檢查油位看油標(biāo)是否低于油位線。檢查齒輪箱是否有泄漏檢查所有的凹槽、 迷宮環(huán)和泄漏油液的流跡。4. 檢查油液狀況在500小時(shí)后必須進(jìn)行油液的抽樣檢查，不管運(yùn)行狀況如何抽樣的時(shí)間不能遲于一年。抽樣檢查油液對(duì)于評(píng)定各種油液的特性（粘性、老化水

23、融性等）是非常重要的。油液檢查后的結(jié)果應(yīng)該告訴你的油液供應(yīng)商。 如果使用礦物油必須每 2 年更換一次， 如果使用人工合成油必須每 3 年更換一次； 油液若從外觀上就發(fā)現(xiàn) 變性，應(yīng)該立即更換。油液更換時(shí)，必須使用和先前同一牌號(hào)的油液。不允許使 用混合油或不同生產(chǎn)廠家的油液。在更換油液時(shí)，為了清除箱底的雜質(zhì)、鐵屑和 殘留油液，齒輪箱必須用新油液進(jìn)行沖洗。高粘度的油液必須進(jìn)行預(yù)熱。5. 檢查齒輪 檢查有可能損傷的齒輪嚙合面。6. 清潔空氣濾清帽 必須每年清潔空氣濾清帽，先擰下空氣濾清帽，然后用 清洗劑進(jìn)行清洗。7. 檢查齒輪箱的彈性支撐 必須檢查彈性支撐的磨損狀況：檢查是否有裂縫 以及老化情況。如果

24、發(fā)現(xiàn)有明顯的老化痕跡，必須予以更換。8. 潤(rùn)滑冷卻循環(huán)系統(tǒng)檢查 （ 1）檢查系統(tǒng)是否有泄漏 檢查所有的接頭和油 查在潤(rùn)滑冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的軟管是否老化，是否有裂紋。如果發(fā)現(xiàn)軟管的表面有 老化痕跡和過(guò)多的裂紋，必須進(jìn)行更換。 （3）傳感器檢查 檢查各傳感器開關(guān)是 否工作正常。 四 、發(fā)電的發(fā)展存在問(wèn)題和主要趨勢(shì)風(fēng)力 一）我國(guó)風(fēng)電齒輪箱設(shè) 計(jì)生產(chǎn)存在問(wèn)題 盡管我國(guó)風(fēng)電齒輪箱國(guó)產(chǎn)化工作近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步， 基本 掌握了兆瓦級(jí)以下機(jī)組的設(shè)計(jì)制造技術(shù)， 并形成了 750kW 至 1.5MKW 風(fēng)電增速箱 的批量生產(chǎn)能力，但嚴(yán)重缺乏既掌握低速重載齒輪箱設(shè)計(jì)制造技術(shù)，缺乏高水平 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員。雖然可以生產(chǎn)設(shè)計(jì)制造單未完全掌握大型風(fēng)電增速箱的設(shè)計(jì)制 造技術(shù)