風力發(fā)電機傳動

1、風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)講師簡介 姓名：趙仕壽姓名：趙仕壽 2001年畢業(yè)于南昌大學，年畢業(yè)于南昌大學，2008年進入三一年進入三一電氣，一直在整體研究院結(jié)構室負責風力發(fā)電機電氣，一直在整體研究院結(jié)構室負責風力發(fā)電機主軸部件，偏航部件等系統(tǒng)研發(fā)工作，今天給大主軸部件，偏航部件等系統(tǒng)研發(fā)工作，今天給大家主講課程風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)家主講課程風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)課程簡介 課程目的：通過本次培訓，使學員對常見風力發(fā)電機傳課程目的：通過本次培訓，使學員對常見風力發(fā)電機傳動動 系統(tǒng)結(jié)構、支撐方式、主軸密封方式，增速機系統(tǒng)結(jié)構、支撐方式、主軸密封方式，增速機 減振方式，聯(lián)軸器種類等有一定了解減振方式，聯(lián)軸器種類等有

2、一定了解內(nèi)容構成：風力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)簡介、主軸，增速機、內(nèi)容構成：風力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)簡介、主軸，增速機、 聯(lián)軸器、發(fā)電機四大部件聯(lián)軸器、發(fā)電機四大部件重重 點：傳動系統(tǒng)支撐方式、主軸密封、增速機減振點：傳動系統(tǒng)支撐方式、主軸密封、增速機減振培訓方式：講課培訓方式：講課 課程目錄第一講 傳動系統(tǒng)簡介第二講 主軸部件 第三講 增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機第一講：傳動系統(tǒng)的簡介第一講：傳動系統(tǒng)的簡介o傳動系統(tǒng)主要作用： 把風輪傳遞過來的機械能（通過加速）傳遞給發(fā)電機，使其變成電能，并把風輪傳來的載荷傳遞給底架。o 傳動系統(tǒng)構成： 主要由主軸部件、增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機四大部件組成。如下圖所示，該傳動系

3、統(tǒng)為目前最常用的一種。有些特殊系統(tǒng)也可缺少主軸部件、增速機、聯(lián)軸器中的某幾項。o傳動系統(tǒng)影響因素： 傳動系統(tǒng)的結(jié)構和布置形式應綜合考慮風機載荷，傳動系統(tǒng)靜載和疲勞壽命機艙結(jié)構，經(jīng)濟效益，運行維護等。不同流派傳動系統(tǒng)的差別直驅(qū)：傳動系統(tǒng)無齒輪箱，發(fā)電機極數(shù)較多。半直驅(qū)：齒輪箱采用一級或二級傳動，發(fā)電機極數(shù)為6極或8極高速雙饋：齒輪箱采用三級傳動，發(fā)電機一般為4極。電機采用雙饋電機永磁同步：電機采用永磁同步電機，其它與高速雙饋相同傳動系統(tǒng)包括:3、軸承支撐4、主軸6、增速機7、高速軸制動8、發(fā)電機12、聯(lián)軸器傳動系統(tǒng)支撐方式 根據(jù)從風輪傳來的風載（轉(zhuǎn)矩除外）的支撐方式不同，可分為三點支撐、二點支撐

4、和一點支撐三種支撐方式。 三點支撐方式典型機型有：VESTAS的V82-1.65，Repower的MM82(2.0MW), GE1.5MW，上海電氣的2.0MW，東汽FD70B1.5MW）風機，浙江運達WD771500等 。 二點支撐方式典型廠家有：VESTAS的V80-2.0MW、V90-2.0MWGamesa的G80-2.0、G87-2.0、G90-2.0，金風1.5MW直驅(qū)等 一點支撐方式典型廠家有：VESTAS的V90-3，華銳3.0MW，金風2.5MW（直驅(qū)）等 三點支撐一個軸承支撐點兩個增速箱扭矩臂支撐點 增速機減振墊特點主軸軸承形式兩點支撐兩個主軸承支撐增速機減振墊特點主軸軸承形

5、式兩點支撐雙饋機型主軸承油潤滑兩個主軸承支撐兩點支撐直驅(qū)機型軸承型式圓柱滾子軸承雙列圓錐滾子軸承一點支撐雙饋機型一個主軸承支撐增速機減振墊特點主軸軸承形式雙排圓錐滾子軸承一點支撐直驅(qū)機型一個主軸承支撐主軸軸承形式雙排圓錐滾子軸承第一講小結(jié)第一講小結(jié) 1.常見傳動系統(tǒng)包括主軸部件、增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機四大部件常見傳動系統(tǒng)包括主軸部件、增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機四大部件 2.傳動系統(tǒng)支撐方式包括三點支撐，兩點支撐，一點支撐傳動系統(tǒng)支撐方式包括三點支撐，兩點支撐，一點支撐第二講第二講 主軸部件主軸部件 主軸部件主要組成：主軸，主軸支撐座，軸承密封，風輪鎖緊機構等幾個部分組成。 主軸部件主要作用：把風輪

6、傳來的風能傳遞給增速箱，承受大部分或所有風載（除轉(zhuǎn)矩外）。 三點支撐主軸部件2.1主軸 主軸是一般是由優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造而成的階梯軸，具有較高的強度，剛度和耐疲勞性能。 最近幾年國內(nèi)風場也出現(xiàn)過主軸斷裂的事故，主軸斷裂位置一般為主軸的前軸承應力集中位置。 故主軸選材，結(jié)構設計，對應力集中的處理，及鍛造質(zhì)量對主軸的質(zhì)量起關鍵作用。2.2 主軸支撐座 主軸支撐座主要包括主軸軸承和軸承座，常見配置都是一個主軸軸承配一個軸承座，也有一些特殊機型兩個主軸軸承座聯(lián)在一起或軸承座與機艙做成一體的。見上面主軸簡介中的兩點支撐和一點支撐方式。 主軸軸承由于受力較大且復雜，一般采用進口軸承，目前常采用的有以下幾種軸承

7、：調(diào)心滾子軸承，圓柱滾子軸承，雙列圓錐滾子軸承，CARB軸承等，如圖示。 為了預防軸承損壞，一般在軸承座上還配裝有軸承溫度傳感器和振動傳感器，以檢測軸承是否工作正常 軸承座一般采用球墨鑄鐵鑄造而成，具有好的抗震性和低溫性。 調(diào)心滾子軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承CARB軸承各軸承特點和使用位置2.3密封 主軸軸承一般有兩種潤滑方式，一種是油潤滑，另一種是脂潤滑， 主軸密封結(jié)構較多，油潤滑常見的是油封密封，脂潤滑常見的有毛氈、雙V形密封圈、迷宮密封+V形密封、迷宮+油封、油封、雙油封、雙油封+V形密封等，幾種典型密封形式如下圖示。其中毛氈密封，雙V形密封由于密封效果較差，目前使用較少。

8、 V形密封圈和油封常用材料一般為NBR（丁腈橡膠），HNBR（氫化丁腈橡膠），其中HNBR使用溫度范圍較大，耐磨損。價格較貴。 在國電曾出現(xiàn)主軸軸承由于主軸承密封圈泄漏太多，從而導致軸承內(nèi)的潤滑脂都漏光了，主軸軸承出現(xiàn)干磨，高溫的現(xiàn)像，最終導致軸承報廢的嚴重后果。他們原來采用的是雙V形密封圈背靠背安裝。采用此結(jié)構的還有廣東明陽等廠家，目前已都更改為油封密封。雙V形背靠背密封內(nèi)V形密封圈防止油脂往外泄漏外V形密封圈防止水和灰塵進入軸承內(nèi)特點：成本低，密封效果差油封密封主唇與軸過盈接觸，防止油脂泄漏特點：壽命長，密封效果較好，一般用于風場環(huán)境清潔的地方V形圈+油封密封油封：防止油脂泄漏V形密封圈（

9、副唇）：防止水和灰塵進入軸承內(nèi)特點：密封和防護效果較好價格稍貴一點雙油封+V形密封圈雙油封：防止油脂泄漏V形密封圈：防止水和灰塵進入軸承內(nèi)特點：價格貴，密封和防護效果好雙V形密封+迷宮密封內(nèi)毛氈+迷宮+外V形密封內(nèi)部V形密封和迷宮防止油脂泄漏，外部V形密封圈防止水和灰塵進入軸承內(nèi)特點：價格適中，密封效果優(yōu)于雙V形密封迷宮+油封密封迷宮和油封同時防止油脂泄漏特點：密封效果較好，迷宮密封免維護 綜上密封結(jié)構分析：1.密封油脂一般用油封，迷宮，V形密封圈和毛氈2.防水和防塵一般用V形密封圈，油封副唇 選用密封結(jié)構時，應綜合考慮成本，風場環(huán)境和機艙防護效果，維護方便和成本。 如風場在沙漠地帶且機艙防護

10、效果較差，密封結(jié)構就應有V形密封圈或油封副唇 如風場在海上，密封要求高且維護不便，則可采用迷宮+油封或雙油封密封的結(jié)構。風輪鎖緊機構風輪鎖緊機構 傳動系統(tǒng)上一般有兩個制動，一個是高速軸液壓制動，另一個就低速傳動系統(tǒng)上一般有兩個制動，一個是高速軸液壓制動，另一個就低速軸風輪鎖緊機構軸風輪鎖緊機構 風輪鎖緊機構作用：當維護人員進入風輪時，防止風輪轉(zhuǎn)動的安全風輪鎖緊機構作用：當維護人員進入風輪時，防止風輪轉(zhuǎn)動的安全措施。（防止誤操作導致高速軸制動器松開或與液壓系統(tǒng)一起制動）措施。（防止誤操作導致高速軸制動器松開或與液壓系統(tǒng)一起制動） 低速軸風輪鎖緊機構有很多種，常見的液壓式和手動式，固定端一般低速軸

11、風輪鎖緊機構有很多種，常見的液壓式和手動式，固定端一般安裝在機艙底架上或軸承座上，旋轉(zhuǎn)端一般是主軸大法蘭端或與主軸相安裝在機艙底架上或軸承座上，旋轉(zhuǎn)端一般是主軸大法蘭端或與主軸相聯(lián)的定位盤上。聯(lián)的定位盤上。液壓式風輪鎖緊機構固定端在軸承座上旋轉(zhuǎn)端在定位盤上手動式風輪鎖緊機構固定端在軸承座上旋轉(zhuǎn)端在定位盤上手動式風輪鎖緊機構固定端在機艙底架上旋轉(zhuǎn)端在定位盤上第二講小結(jié)第二講小結(jié)1.常用主軸軸承類型常用主軸軸承類型2.軸承的配置形式軸承的配置形式3.軸承座的三種形式：一個軸承對應一個軸承座軸承座的三種形式：一個軸承對應一個軸承座;兩個軸承共用一個軸承兩個軸承共用一個軸承 座座;軸承座與機艙底架做在

12、一起軸承座與機艙底架做在一起4.常見主軸承密封結(jié)構常見主軸承密封結(jié)構5.風輪鎖緊機構風輪鎖緊機構增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機 第三講第三講 增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機 其它部件主要包括增速機、聯(lián)軸器和發(fā)電機，一般的傳動系統(tǒng)都包括這幾個部件，但不是絕對的。如直驅(qū)型風機就沒有增速機。 還有一些特殊結(jié)構，為了使機艙更緊湊，成本更低，采用增速機輸入軸與輪軗直接相聯(lián)，或增速機與發(fā)電做成一體式的。目前這兩種方式使用的廠家都比較少，還不是很成熟。 由于增速機、聯(lián)軸器和發(fā)電機三個部件有專門的課程，我這就只簡單介紹一下。 增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機增速機與發(fā)電一體式示意圖特點：結(jié)構緊湊，成本低，維護非常

13、困難增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機3.1 增速機 增速機一般分三級傳動，二級傳動，一級傳動，三級傳動減速比最大，一級最小，采用二級和一級傳動的風機也可叫半直驅(qū)風機。 增速機與主軸的聯(lián)接一般采用漲緊套的聯(lián)接方式 增速機與底架一般采用減振支撐，增速機減振支撐一般有三種，一種是軸瓦式減振支撐，塊狀減振支撐，液壓減振支撐，如下圖示增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機高速雙饋增速機三級增速機軸瓦式減振支撐增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機軸瓦式減振支撐減振墊為橡膠內(nèi)置鋼片可承受上下，左右的徑向力，一般用于三點支撐傳動系統(tǒng)增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機塊狀減振墊可為碟簧或塊狀橡膠夾鋼片只能承受上下的力，一般用于兩支撐和一點支撐方式增速機、聯(lián)軸器、

14、發(fā)電機液壓減振墊利用液壓油流過管道產(chǎn)生的阻尼來達到減墊目的只能承受上下的力，一般用于兩支撐和一點支撐方式增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機3.2 聯(lián)軸器 聯(lián)軸器作用：由于齒箱高速軸與發(fā)電機輸入軸在安裝時，不可能調(diào)到完全對心，聯(lián)軸器允許兩軸有微小偏心而不會產(chǎn)生較大振動和噪音，其次聯(lián)軸器還具轉(zhuǎn)矩過載保護和絕緣保護的功能。 聯(lián)軸器結(jié)構:一般中間體采用玻璃鋼，兩側(cè)有彈性元件，采用漲緊套或鍵與增速機和發(fā)電機軸聯(lián)接?？吭鏊贆C側(cè)設有制動盤，靠發(fā)電機側(cè)設有打滑機構。 聯(lián)軸器種類：目前常用的有兩種，一種是膜片式聯(lián)軸器，另一種是連桿式聯(lián)軸器增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機膜片式聯(lián)軸器彈性元件膜片的彈性達到角度的目的增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機連桿式聯(lián)軸器連桿軸承的相互活動來達到調(diào)整角度目的增速機、聯(lián)軸器、發(fā)電機3.3 發(fā)電機 發(fā)電機的作用：把風輪傳來的機械能變成電能 發(fā)電機的分類：異步型：籠型異步發(fā)電機，繞線式雙饋異步發(fā)電機同步型：永磁同步發(fā)電機，電勵磁同步發(fā)電機 發(fā)電機的支撐：一般采用彈性支撐，以減小發(fā)