情境一任務(wù)一風力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)認知

1、風電機組檢測與維護劉國風資源分布中國風資源分布箱式變電（升壓）變電站超高壓輸電風機（降壓）變電站用戶不包含升壓變電站的項目包含升壓站的項目塔架10%其他費用8%建筑工程6%聯(lián)網(wǎng)工程7%場內(nèi)變電工程5%風電機組設(shè)備64%風力發(fā)電單機容量由1980年的30千瓦上升到2005年的5兆瓦風特性葉輪葉輪機機械電電機并網(wǎng)網(wǎng)風風力極限限疲疲勞振振動控控制材材料制制造葉片設(shè)計部件制造COE風機(知識)體系結(jié)構(gòu)與邊界條件Cost of Energy頻率50Hz電壓 690V 或其他功率因數(shù)0.98噪音葉尖速轉(zhuǎn)速材料強度控制能力運輸安裝部件共振耦合結(jié)構(gòu)葉片輪轂 一. 葉輪 二. 機艙小型

2、風電機組：主要是發(fā)電機大型風電機組：齒輪箱、發(fā)電機、偏航、制動器聯(lián)軸器、風速風向儀等主要部件。小機型風電機組：塔桿大型風電機組：鋼結(jié)構(gòu)，有錐形筒體和桁架式結(jié)構(gòu)。三. 塔架小型風電機組：用螺栓將底座固定于地面或其它地點。大型風電機組：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置接地、排水系統(tǒng) 四. 基礎(chǔ)吸收風能吸收風能增加轉(zhuǎn)速增加轉(zhuǎn)速減小扭矩減小扭矩產(chǎn)生電能產(chǎn)生電能補償軸補償軸向偏差向偏差數(shù)量：三只作用：機組吸收風能的部件主要材料：玻璃鋼改變?nèi)~片迎角可實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)變槳系統(tǒng)葉片的工作位置：在90度迎角時二維翼型氣體流動情況 上翼面靜壓值小于下翼面靜壓值，形成了升力、阻力、力矩等氣動力。Cl：升力系數(shù)Cd：阻力系數(shù)葉片升阻

3、力系數(shù)與沖角的關(guān)系斜率=升力與阻力之比最大升阻比cot= Cl/ Cd葉片系數(shù)與阻力系數(shù)的關(guān)系木制葉片及布蒙皮葉片木制葉片及布蒙皮葉片 鋼梁玻璃纖維蒙皮葉片鋼梁玻璃纖維蒙皮葉片 鋁合金等弦長擠壓成型葉片鋁合金等弦長擠壓成型葉片 玻璃鋼復(fù)合葉片玻璃鋼復(fù)合葉片 碳纖維復(fù)合葉片碳纖維復(fù)合葉片 三葉片三葉片外形美觀性輪轂所受力和力矩空氣動力平衡性噪聲振動價格雙葉片雙葉片單葉片單葉片1RV3112PCpAVPM ，212MMCAV主要零部件：主要零部件：滑環(huán) 雷電保護爪輪轂罩 楔形盤 導(dǎo)流帽 加油嘴分隔壁 變槳電機滑環(huán) 變槳控制柜輪轂（鑄鋼件） 變槳軸承各種限位開關(guān)、撞塊等功能：功能： 固定葉片，連接齒

4、輪箱。葉片受力后，帶動輪轂順時針旋轉(zhuǎn)，即將風能轉(zhuǎn)化為機械能。輪轂變槳電機輪轂罩分隔壁導(dǎo)流帽輪轂變槳控制柜變槳限位撞塊變槳接近開關(guān)緩沖器極限工作位置開關(guān)極限工作位置撞塊齒輪箱葉輪發(fā)電機低轉(zhuǎn)速需要高轉(zhuǎn)速將低轉(zhuǎn)速的動能轉(zhuǎn)化為高轉(zhuǎn)速的動能三 齒輪箱 環(huán)境條件惡劣： 風大、砂塵、鹽霧、潮濕、高溫、嚴寒 工作條件復(fù)雜： 風速風向多變、強陣風、高空無人值守 要求高可靠性、高效率、高安全性 要求工作壽命長： 二十年（175200小時） 輸入輸出速比大 加工制造要求高傳動比：傳動比： 為獲取更多風能希望風輪直徑大些，又受葉尖速度過大的制約； 為減輕發(fā)電機重量又希望發(fā)電機轉(zhuǎn)速再高些。 通常在50100左右。齒輪：

5、齒輪： 使用壽命長和高可靠性要求； 運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動小、噪音低的要求 要采用硬齒面斜齒輪傳動。遠程監(jiān)控配置：遠程監(jiān)控配置： 高空、無人值守 必須有遠程監(jiān)控配置，如設(shè)置轉(zhuǎn)速、油溫等傳感器。行星減速機構(gòu) 主軸內(nèi)置于齒輪箱的內(nèi)部，不需要現(xiàn)場主軸對中； 主軸軸承采用稀油潤滑，效果更好； 采用兩極行星、一級平行軸機構(gòu)傳動，提高了速比，降低了齒輪箱的體積； 采用先進的潤滑與冷卻系統(tǒng)，使每個潤滑點都可以得到充分的潤滑，確保了齒輪箱的使用壽命。 齒輪箱的重量約占機艙重量的1/2，而且當風機運轉(zhuǎn)時，齒輪箱會產(chǎn)生振動。為減小振動對其它部件的不利影響，齒輪箱與主機架之間增加了減振元件。1.轉(zhuǎn)子鎖（葉輪鎖）：轉(zhuǎn)子鎖（葉

6、輪鎖）： 數(shù)量：一套位置：齒輪箱的前端作用：鎖定風輪，確保機組處于安全狀態(tài)?？刂品绞剑菏謩?.雷電保護裝置：雷電保護裝置：數(shù)量：三組位置：齒輪箱前端連接輪轂處作用：將葉輪上的電流傳導(dǎo)到齒輪箱的機體上，再通過接地線將電流倒入大地，以保護機組?？刂品绞剑翰恍杩刂?.加熱器：加熱器：數(shù)量：六個（兩組，每組一個備用）位置：齒輪箱的前部和后部作用：當齒輪箱工作環(huán)境溫度較低時，加熱器對齒輪箱潤滑油進行加熱，以確保齒輪箱內(nèi)部的潤滑油保持在一定的粘度范圍?？刂品绞剑合到y(tǒng)自動控制4.Pt 100（溫度傳感器）：數(shù)量：三個（油溫、軸承各一個，備用一個）位置：齒輪箱后部右側(cè)和上方作用：監(jiān)控油溫和高速端軸承溫度，確保

7、機組的安全控制方式：系統(tǒng)自動控制5.液位傳感器液位傳感器：數(shù)量：一組位置：齒輪箱左后方作用：監(jiān)控對齒輪箱內(nèi)部潤滑油的油位，當油位低于系統(tǒng)設(shè)定值時，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警。通過觀油窗可以觀察潤滑油的狀態(tài)（如顏色、油位高度、油質(zhì)等情況） ?？刂品绞剑翰恍杩刂?.空氣過濾器：空氣過濾器：數(shù)量：一個位置：齒輪箱上部作用：它可以保證齒輪箱內(nèi)部的壓力穩(wěn)定，防止外部雜質(zhì)進入齒輪箱內(nèi)部控制方式：不需控制 齒輪箱的冷卻、潤滑油冷系統(tǒng) 功能： 為齒輪箱潤滑 冷卻齒輪油 加熱齒輪油主要部件： 齒輪箱 油冷泵、過濾器 溫度傳感器 油冷風扇、加熱器 連接管路及單向閥過濾器有兩級濾網(wǎng)：精濾和粗濾對齒輪和軸承的保護作用： 減小

8、摩擦和磨損，具有更高的承載能力，防止膠合。 吸收沖擊和振動。 防止疲勞點蝕。 冷卻、防銹、抗腐蝕。 油冷泵通過/連接方法的轉(zhuǎn)換，完成低速/高速的轉(zhuǎn)換；當油溫繼續(xù)升高時，啟動高速油冷泵的同時，啟動油冷風扇，使油溫達到更好的冷卻效果。 齒輪油溫度大于5，風機運行 45 以下，潤滑效果 大于45 ，小于55 ，油冷泵冷卻效果 大于55 油冷風扇啟動，小于50 油冷風扇停止 齒輪油溫度高于75 ，則限制功率，高于80 故障停機聯(lián)軸器作用：聯(lián)軸器作用： 作為一個柔性軸，它補償齒輪箱輸出軸和發(fā)電機轉(zhuǎn)子的平行性偏差和角度誤差。為了減少傳動的振動，聯(lián)軸器需要有振動和阻尼。阻抗：100M承受電壓：2 kV作用：

9、這將防止寄生電流通過聯(lián)軸器從發(fā)電機轉(zhuǎn)子流向齒輪箱輸出軸。制動器作用：制動器作用： 制動器是一個液壓動作的盤式制動器，用于機械剎車制動。 制動器將作用于制動鉗上的夾緊力轉(zhuǎn)換成制動力矩施加在制動盤上，使制動盤停止轉(zhuǎn)動或在停機狀態(tài)下防止松動(停機制動)。1. 應(yīng)確保制動器已經(jīng)工作過5-10次。2. 用塞尺檢測制動盤和閘墊之間間隙。 制動器具有自動閘瓦調(diào)整功能，也就是說當閘瓦磨損時不需要手動調(diào)整制動器。 用標尺檢查制動器襯墊的厚度，如果其磨損量超出5mm(閘瓦剩余厚度小于27mm)，則必須更換制動器閘墊。定子鐵心定子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組（端環(huán)）（端環(huán)）機座機座轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心定子繞組定子繞組風扇風扇端

10、蓋端蓋160 fnP 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速AXZBCYSn1Nffne , iT f 產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩T 定子三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，以同步轉(zhuǎn)速定子三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，以同步轉(zhuǎn)速n1 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 e e 在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流 i i 在磁場中產(chǎn)生電磁力在磁場中產(chǎn)生電磁力f 若轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速若轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速nn1, 向向n1的方向旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn) n 是否會等于是否會等于 n1？要產(chǎn)生要產(chǎn)生T，必須，必須nn1 異步異步機械能機械能 電能電能，是，是發(fā)電機發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速， 發(fā)電！發(fā)電！籠型異步發(fā)電機籠型異步發(fā)電機 中中轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S 與運行狀態(tài)的關(guān)系與運行狀態(tài)的關(guān)系? 把同步轉(zhuǎn)速把同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差與同步轉(zhuǎn)速的差與同步轉(zhuǎn)速n1的比值，稱為的比值，稱為轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率，用，用s表示，即表示，即