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1、金风1.5兆瓦机组机械部分介绍 目 录 一、产品概述 二、技术参数 三、机组特点 四、机械部件介绍 金风/1500系列机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、直接 驱动，永磁同步发电机并网的总体设计方案，额定功率为1500kW 主要机型： 金风70/1500kW、金风77/1500kW、金风82/1500kW、金风66/1500kW 金风87/1500kW、金风93/1500kW 适用范围： 70/1500机组适用于IEC/GL IA及IEC/GL II A 77/1500机组适用于IEC/GL IIA及IEC/GL III A 82/1500机组适用于IEC/GL IIIA 及IEC/G
2、L IV A 一、产品概述： 二、技术参数 三、机组特点 1、结构简单、可靠性高 无齿轮箱等结构复杂部件 叶轮直接驱动发电机，无联轴器、离合器等传动部件 无需专门的润滑冷却系统、进一步降低能量消耗 零部件少、发生故障的概率低 电网 具有滑环的感应电机齿轮箱 变流器 直驱永磁同步电机 全功率变流器电网 双馈感应电机 直驱永磁同步电机 2、维护量小、维护成本低 无需更换齿轮油 无冷却介质 电机无碳刷滑环 变桨系统采用齿形带传动，无需 润滑 电机自然风冷、免维护 偏航刹车系统是唯一含液体成分 的部件 电容后备电源，免维护 充放电速度快、效率高、对环境 无污染、循环寿命长、使用温度 范围宽、安全性高。
3、 超级电容储备的能量，在保证变 桨控制柜内部电路正常工作的前 提下，足以使叶片以10/s的速 率，从0顺桨到90三次。 双馈直驱 齿轮箱每三年更换一次 油品，每台每次 更换200L左右 无齿轮箱 润滑系统每一年更换一次 滤芯 无齿轮油润滑和冷却 系统，齿形带 免维 护设计 高速刹车每一年更换一付无高速刹车 变桨后备 电源 电池备电，2-3年 更换一次 电容备电 免维护设 计 电气滑环需要经常维 护，故障率高 全功率变频，电能品 质好 直驱永磁同步发电机的优点： 1、结构简单紧凑，可靠性高； 2、无齿轮箱，机械传动损耗少，低 噪音，维护量减少； 3、电机效率高，运行范围宽； 4、无需励磁，无碳刷
4、滑环，减少维 护量； 5、发电质量高，无需进行无功补偿 。 机组结构组成示意图 四、机械部件介绍 1500KW系列机组三维图 1、整机分解图 2、叶轮总成 u 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。 u 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 对叶片进行调节。叶片配备雷电保护系统。 u 风机维护时，叶轮可通过锁定销进行锁定。 1）叶轮总成分解图 导流罩轮毂 变桨盘 变桨驱动 变桨驱动支架 变桨柜 2）轮毂技术特点 u 轮毂的作用是将叶片固定在一 起，并且承受叶片上传递的各 种载荷，然后传递到发电机转 动轴上。
5、 u 轮毂结构是3个放射形喇叭口拟 合在一起的。 3）变桨系统 作用：叶片在不同风速时，通过改变叶片 的桨距角，使叶片处于最佳的吸收风能 的状态，当风速超过切出风速时，使叶 片顺桨刹车。 u 变桨电机是为变桨减速器提供扭矩， 带动变桨减速器工作。 u 变桨减速器为3级行星减速结构，是将 变桨电机传递过来的扭矩增大，然后带 动叶片改变叶片的桨距角。 u 变桨轴承：为双排四点接触球轴承，带 一定的阻尼力矩，外圈与叶片连结，带 动叶片转动。 u 变桨控制柜是控制变桨电机和变桨减速 器带动叶片，从而控制叶片的桨距角。 4）变桨驱动技术特点 新型变桨系统 齿型带传动变桨系统 系统特点： 缓和冲击载荷 无
6、需润滑 三套独立的变桨驱动 双层电容的后备电源免维护 - 变桨齿形带 齿形带外层包特殊橡胶和纤维子午线 起到阻尼和缓冲作用。橡胶的正常工作 温度为-4060，传动皮带的载荷安 全系数大于10。 变桨驱动 叶片 齿形皮带轮 变桨支架 轮毂 5）变桨轴承技术特点 双列四点接触球轴承承载能力进一步提高 作用：为双排四点接触球轴承，带一定的阻尼力矩，外圈与叶片连结， 带动叶片转动。 3、发电机总成 u 发电机是将叶轮转动的机械动能转 换为电能的部件。 u 采用多极永磁同步电机，是外转子 型，与同功率电励磁风力发电机相 比，电机的尺寸和外径相对较小， 易于运输和安装。 1）发电机总成零部件分解 2）发电
7、机前轴承 3）发电机后轴承 动定轴采用一端固定一端浮动的方式 4）动定轴总成 自然风冷系统 发电机冷却系统 外转子结构电机，上下均可通风，散热面积大 发电机温升60K 自然风冷系统免维护 5）发电机散热系统特点 磁钢 铁芯 绕组 风 定子 转子 风道 永磁体励磁 结构简单紧凑，运行可靠，质量轻 多极、低速、大容量 效率高，损耗少，高负载功率因数，提 高了功率质量比 电机形状和尺寸可以灵活选择 效率高无需励磁电源 无需碳刷滑环 线圈防护抗腐蚀 外转子结构 机组的电机尺寸和外径相对较小 利于永磁体散热，永磁体温度低， 高磁通密度，无去磁 6）永磁电机技术 永磁体失磁 磁稳定性：材料方面选取各项性能
8、能保证在 过载、短路、雷击时永磁体不会产生永久退 磁现象的永磁磁钢；工艺方面对磁钢做了稳 磁处理，能够确保磁体的稳定性 。 热稳定性：选用的磁钢在150C以下可稳定 正常工作，JF1.5MW永磁发电机的实测温升 小于60 化学稳定性方面：JF1.5MW机组永磁发电机 的磁钢在粘贴完成后完全由粘贴胶体密封， 玻璃钢板（FRP）防护，与外界隔绝，不会 被氧化及受酸碱腐蚀永磁体磁性能的衰减会 降低发电机的输出电压，但可以通过提高发 电机转速进行补偿。 几种永磁材料的退磁曲线 4、机舱总成 1）机舱总成图解 2）底座 u底座总成主要有底座、下平台总成、 内平台总成、上平台总成、机舱梯子等 组成。 u原
9、理： 发电机总成、变浆系统总成共计84T的 重量通过悬臂结构作用在底座上。 通过偏航轴承与塔架相连，并通过偏航 系统带动机舱总成、发电机总成、变桨 系统总成偏航。 给下平台总成、内平台总成、上平台总 成、机舱罩总成、偏航系统总成、液压 系统总成、润滑系统总成提供支撑。 5、塔架 u 采用柔性塔架，为锥形筒状钢结构，方便人员通行。材料选用低合金高强度 结构钢Q345。 u 是机组的主要承载部件，具有足够的静、动强度，能承受作用在叶轮、塔架 上的力及叶轮引起的振动载荷，包括启动、停机过渡状态时的周期性交变载 荷，以及阵风响应、塔影效应等产生的影响。 u 机舱通过偏航轴承安装在塔架上 6、基础 u 为独立的重力式基础，钢筋混凝土组成，主要依靠自身重力来承受上部塔架 传来的竖向荷载、水平荷载和颠覆力矩。基础外观形式主要为圆形承台。 u 基础为主要承载部件，用于平衡机组自身重量、风轮产生的正压力、风载荷 、机组调向时产生的扭矩等载荷，以确保机组安全、稳定运行。 u 设计计算包括：基础混凝土重量、几何尺寸的计算、基础底部压力所产生的 偏心距计算、土壤压力的计算、设计配筋、抗冲切强度校核。
